Teoria copernicana

Lateoria copernicanaè la descrizione matematica del moto dei corpi celesti cheNiccolò Copernicointrodusse nella prima metà delXVI secolo.Si tratta di un sistemaeliocentrico:«E in mezzo a tutto sta il Sole».LaTerrarisulta soggetta a diversi movimenti tra i quali, analogamente agli altri pianeti, quello dirivoluzioneattorno alSolee dirotazionesul proprioasse.Il suo unico libro a stampa sull'argomento,De revolutionibus orbium coelestium(Sulle rivoluzioni dei corpi celesti),fu pubblicato nel1543,pochi giorni prima della morte dell'autore. La sua divulgazione segnò l'inizio d'un processo di radicali mutamenti della conoscenza, oggi noto come "rivoluzione scientifica".

La teoria copernicana contraddiceva il modellogeocentricoadottato per tutto il medioevo e ampiamente accettato fino alla fine del XVI secolo, che combinava il sistema cosmologico d'Aristotelecon quello astronomico diTolomeo.Il sistema copernicano riprendeva invece l'ipotesi eliocentrica proposta nel III secolo a.C. daAristarco di Samo.L'idea di Copernico venne, col tempo, recepita come teoria dell'effettiva costituzione delsistema solare,rovesciando sia la visione fisico/astronomica (geocentrica), sia la concezione filosofico/teologica (antropocentrica) della tradizione medievale. Per questa ragione, a seguito di un accostamento proposto per primo dal filosofoImmanuel Kant,il termine "rivoluzione copernicana"è stato successivamente usato, in senso lato, anche per designare analoghi processi di capovolgimento deiparadigmifondamentali che si sono verificati, in momenti storici diversi, in altre discipline scientifiche o filosofiche.

Astronomia e cosmologia medievali

Rispetto allacosmologiae all'astronomiaprecedente a Copernico, il modello da lui introdotto ebbe una rilevante portata rivoluzionaria. Nel medioevo si presentava infatti una dicotomia: da una parte lacosmologia fisica,basata sulsistema geocentricoe antropocentrico derivato dalDe CaelodiAristotele,teoria coerente ma incapace di spiegare alcuni fenomeni osservabili; dall'altra l'astronomia matematicache si fondava sull'AlmagestodiClaudio Tolomeo,modello privo di organicità ma adatto a far calcoli e previsioni in ragionevole accordo coi fatti.

Rappresentazione cosmologica tolemaica

Lacosmologia fisicaveniva insegnata dainaturales(filosofi naturali), e costituiva la descrizione cosmologica consideratavera,accettata e condivisa dallacommunis opiniodell'epoca. Docenti d'astronomia matematicaerano invece imathematici,interessati soprattutto alla previsione, mediante il calcolo, delle posizioni dei corpi celesti e alla verifica osservativa di tali previsioni. Lo scopo di questi studi, insegnati in corsi distinti da quelli tenuti dai filosofi naturali, era sia teorico sia pratico. Dal punto di vista teorico, si trattava di spiegare matematicamente fenomeni osservabili (moto retrogradodei pianeti e variazione delle lorodimensioni apparenti) che erano incompatibili con l'omocentrismo del sistema aristotelico ("salvare i fenomeni"). Sul versante pratico, le conoscenze astronomiche erano fondamentali nella navigazione (orientamento mediante le stelle), per la misurazione del tempo (basti pensare - in epoca moderna, nel1582- alla complessa transizione dalcalendario giulianoa quellogregoriano) e in tutti gli ambiti dell'astrologia:giudiziaria(utilizzata per la predizione del futuro), medica (sia perprognosi,sia perdiagnosi) e meteorologica. Si dovevano redigere cataloghi e mappe stellari,calendari,almanacchie tavole astronomiche (molto note, in successione, quellealfonsine,prutenicheerudolfine). Infine, si costruivano strumenti astronomici (quadranti,sestanti,astrolabi,sfere armillari...) e per la misura del tempo (meridiane).

«Due temi erano comuni a entrambi gli insegnamenti e costituivano il terreno d'incontro di ogni dottrina astronomica: il primo era l'affermazione che laTerraè immobile al centro dell'universo limitato dalla sfera dellestelle fisse;il secondo concerneva le caratteristiche del moto attribuito a tutti i corpi celesti, dalla sfera delle stelle fisse aipianeti(ivi compresi ilSolee laLuna), attorno alla Terra immobile. Già inPlatone(Rep.,617 a) si trova asserito che tale moto è circolare e uniforme; e circolarità e uniformità furono tosto considerate caratteristiche imprescindibili d'ogni moto celeste, data la natura perfetta dei corpi cui inerisce, a differenza dei corpi sublunari, il cui moto naturale è quello non uniforme ma accelerato di caduta rettilinea verso il centro della Terra, per quelli pesanti, o di tendenza rettilinea verso il loro luogo naturale. Salvo che su questi punti, tuttavia, le due dottrine astronomiche, coesistenti nell'insegnamento universitario sin dal periodo medievale, divergevano nettamente e non senza contrasti logici e metodologici.»«La difficoltà maggiore di carattere metodologico risultava [...] dalla coesistenza dei due sistemi; ed era una difficoltà già sentita sin dai tempi antichi e acuitasi attraverso le polemiche medievali tranaturalesemathematici,tra cosmologi-filosofi e astronomi puri. Nonostante le polemiche, nondimeno, non s'era trovato rimedio alla difficoltà se non attraverso un compromesso. Salva la verità del sistema cosmologico di stampo aristotelico, si accettava tuttavia anche il sistema tolemaico, purché le ipotesi da esso avanzate per «salvare le apparenze» non avessero alcuna pretesa di una corrispondenza nella realtà.»

Il sistema omocentrico aristotelico

Nelsistema geocentricoed omocentrico dellacosmologia fisicale sfere celesti (27 secondoEudosso di Cnido33 inCallippo di Cizicoe 55 nelDe coelodiAristotele) sono invisibili in quanto fatte di cristallo e tutte concentriche allaTerra,immobile al centro. Le sfere in cui sono incastonati i corpi celesti (fatti dietereo quintessenza e quindi incorruttibili ed immutabili) sono otto: rispettivamente quelle dellaLuna,Mercurio,Venere,Sole,Marte,Giove,Saturnoe la sfera dellestelle fisse.All'esterno si trova il «primo mobile,che metteva tutte le altre sfere in movimento, e della cui natura peraltro Aristotele ebbe qualche difficoltà a dare una definizione precisa.»

Nel corso del medioevo venne aggiunto, ancora più esternamente, l'Empireo:«il più alto dei cieli, luogo della presenza fisica di Dio, dove risiedono gli angeli e le anime accolte in Paradiso.» È questa, ad esempio, la descrizione dell'universo fornita daDante AlighierinellaDivina Commedia.

Si è adottata la definizione dicosmologia fisicaperché, nel sistema aristotelico, vi è una forte dipendenza tra le due discipline. Il centro della Terra, che è anche centro dell'universo, costituisce il polo verso il quale sono naturalmente attratti tutti i gravi. I corpi materiali sono costituiti daquattro elementi:terra,acqua,fuocoearia,che hanno una lorosede naturaleverso la quale, se allontanativi, tendono spontaneamente a ritornare. I gravi risultano composti dai primi due elementi,terraedacqua,e si muovono, per loro natura, verso il basso. Analogamente ilfuocotende verso l'alto, mentre l'ariasi sposta orizzontalmente. «Si trattava di uno schema semplice, plausibile, di una rassicurante regolarità.»

«Di fronte a questo sistema cosmologico si ergeva quello astronomico-calcolatorio fondamentalmente ispirato all'AlmagestodiClaudio Tolomeo,anche se ritoccato in oltre un millennio di studi astronomici: cioè il «sistema degli eccentrici e degli epicicli». Ferme restando immobilità e centralità della Terra, i moti planetari venivano in esso spiegati con una maggior fedeltà alle osservazioni, facendo in genereruotare il corpo celeste sulla circonferenza di un cerchio (l'epiciclo) il cui centro ruotava a sua volta lungo la circonferenza di un altro cerchio (l'eccentrico), il centro del quale non coincideva con il centro della Terra. In base al principio dell'uniformità dei moti celesti, tanto la rotazione del pianeta portato dall'epiciclo quanto quella del centro dell'epiciclo sull'eccentrico dovevano avere una velocità (angolare) costante: ma nel calcolo effettivo dei moti planetari, già a partire da Tolomeo, si era stati costretti ad ammettere che l'uniformità del moto sull'eccentrico non era tale rispetto al centro dell'eccentrico stesso, bensì rispetto a un altro punto, detto centro dell'equante, cioè del cerchio che serviva a rendere in qualche modo uniforme un moto che pareva sottrarsi al principio dell'uniformità.»Il modello tolemaico risultava privo di coerenza interna e a volte, per spiegare proprietà diverse dello stesso corpo celeste (ad esempio, la Luna) non si esitava a ricorrere a combinazioni di epicicli ed eccentrici diversi per dimensioni, velocità o verso del moto. Si trattava, sostanzialmente, di ipotesiad hoc,modificabili di volta in volta per giustificare matematicamente i dati osservativi, ovvero per"salvare i fenomeni".

Il sistema copernicano

La teoria copernicana

Lateoria copernicanaprende nome daNiccolò Copernicoche nel1543,anno della sua morte, pubblicò il libroDe revolutionibus orbium coelestium(Sulle rivoluzioni dei corpi celesti). In esso si postula che ilSolesi trovi immobilevicinoal centro delsistema solaree dell'universo. Invece laTerra,decentrata analogamente agli altripianetidel sistema solare, ha un moto di rivoluzione annuale attornoal centro della propria orbita,e un moto di rotazione giornaliera attornoal proprio asse(che risulta inclinato di circa 23° rispetto allaperpendicolarealpiano orbitaleterrestre). Copernico introdussead hocanche un terzo moto (fittizio), detto dideclinazione,per rendere conto del lentissimo moto circolare dell'asse terrestrerispetto al cielo dellestelle fisse.L'effetto risultante (reale) è un moto diprecessionedell'asse terrestre,che compie un giro completo ogni 25.800 anni circa (precessione degli equinozi).

Rappresentazione cosmologica copernicana

Tale libro contiene alcuni elementi salienti della teoria astronomica moderna tra i quali, oltre ai moti di rivoluzione e rotazione della Terra, la corretta definizione dell'ordine dei pianeti, delle loro distanze relative dal Sole e della precessione degli equinozi. Esso fu punto di partenza dellarivoluzione scientifica(transizione daisistemi geocentriciaristotelico e tolemaico a quellocosiddettoeliocentrico), che convenzionalmente si concluse nel1687con la pubblicazione deiPhilosophiae Naturalis Principia Mathematica(Principi matematici della filosofia naturale) diNewton.

La teoria copernicana riprendeva l'ipotesi autenticamenteeliocentricarisalente adAristarco da Samo,poi sostenuta e dimostrata daSeleuco di Seleuciapiù di mille anni prima di Copernico. Ma il modello copernicano, contrariamente a quanto generalmente ritenuto,non èeliocentrico,maeliostatico:«È da notare che, sebbene il Sole sia immobile, tutto il sistema [solare] non ruota intorno ad esso, ma intorno al centro dell'orbita della Terra, la quale conserva ancora un ruolo particolare nell'Universo. Si tratta cioè, più che di un sistema eliocentrico, di un sistema eliostatico.»

Per quanto rivoluzionaria, lateoria copernicanamantenne alcuni principi comuni sia alsistema aristotelico,sia almodello tolemaico:

1. Leorbite circolaridei pianeti e della Luna.
2. L'immutabilità dellavolta celeste,caratterizzata dastellecostanti per luminosità, numerosità e dislocazione (fisse).
3. Ledimensioni finite dell'universo,delimitato della sfera dellestelle fisse.

Copernico conservò inoltre alcuni dei correttivi introdottiad hocdaTolomeoper spiegare levariazioni dimensionalie imoti retrogradiapparenti dei pianeti: gliepicicli,ideferentie gli eccentrici. Eliminò invece ilpunto equante,da lui ritenuto artificioso e inutile,rinunciando quindi allavelocità angolarecostante(ma diversa da unastroall'altro) che nel modello tolemaico caratterizza il moto di ciascun pianeta e della Luna rispetto al propriopunto equante.

Pagina manoscritta delDe Revolutionibus,con la rappresentazione delle orbite planetarie

Le ipotesi principali

La teoria di Niccolò Copernico si basava su alcune ipotesi principali:

1. Il Sole sta immobilevicinoal centro del sistema solare e dell'universo.
2. Tutti i pianeti ruotano intorno al Sole (più precisamente, attorno alcentro dell'orbita terrestre,che è il centro del sistema solare e dell'universo).
3. Le orbite di tutti pianeti e dellaLunasono circolari.
4. Ilcentro della Terranon è il centro dell'universo, ma solamente dell'orbita della Luna.
5. La Terra, decentrata analogamente agli altri pianeti del sistema solare, ha un moto di rivoluzione annuale intorno al Sole (meglio: attorno alcentro della propria orbita).
6. La Terra ha inoltre un moto di rotazione giornaliera daOvestaEstattornoal proprio asse.
7. L'asse terrestre risulta inclinato rispetto alla perpendicolare al piano orbitale terrestre.
8. Alla Terra viene infine attribuito un terzo moto (in realtà fittizio), dideclinazione.
9. Lavolta celesteè immutabile, caratterizzata da stelle costanti per luminosità, numerosità e dislocazione (fisse).
10. L'universo ha dimensioni finite, ed è delimitato della sfera dellestelle fisse.

Storia e fortuna del sistema copernicano

I difficili inizi

IlDe revolutionibusebbe scarsa circolazione, persino negli ambienti matematici e astronomici dell'epoca, e poca fortuna editoriale,al punto da venir definito come «il libro che nessuno ha letto»e «un magnifico fallimento editoriale.»

Per almeno mezzo secolo il sistema copernicano venne sostanzialmente ignorato in tutte le maggiori università europee, e solo pochissimi astronomi presentarono nei loro corsi tale teoria accanto a quella tolemaica in auge. Tra questi, vanno certamente ricordati Georg Joachim Rheticus (Retico)(al quale dobbiamo l'avvenuta pubblicazione delDe revolutionibus) eMichael Maestlin(maestro diKeplero). Il primo testo a stampa, scritto da un astronomo di professione, che contenga una decisa presa di posizione a favore del sistema copernicano è ilMysterium CosmographicumdiKeplerodel1597,54 anni dopo la morte di Copernico.

Tuttavia, il modello copernicano era abbastanza noto tra gli intellettuali e i filosofi rinascimentali (basti pensare aGiordano Bruno), che certamente ne coglievano le influenze d'ascendenza platonica e pitagorica, in contrapposizione all'aristotelismo medievale ancora predominante ma sempre più messo in discussione dai pensatori non scolastici. L'importanza di Copernico venne riconosciuta inInghilterraprima che altrove, «grazie soprattutto a due libri: in primo luogoA Perfit Description of the Caelestiall Orbes according to the most auncient doctrine of the Pythagoreans, latelye reviued by Copernicus and by Geometricall Demonstrations approued,cheThomas Diggesaggiunse nel 1576 allaPrognostication euerlastingdi suo padre Leonard; e in secondo luogoLa cena delle cenericheGiordano Brunoscrisse durante il suo soggiorno in Inghilterra e che venne pubblicata nel 1584 aLondrada Charlewood.»

La Terra al centro del creato in un'illustrazione dellaBibbia di Luterodel1545

I primi attacchi al sistema copernicano, precedenti alla pubblicazione delDe revolutionibus,vennero dai protestantiLuteroeMelantoneche si opponevano, a partire da passi biblici quali "Sole, fermati su Gabaon!" del libro di Giosuè, all'idea di una Terra in movimento. Nel1546comparve l'opera del domenicanoGiovanni Maria TolosaniDe coelo supremo immobili et terra infima stabili, ceterisque coelis et elementis intermediis mobiliusnella quale, fin dal titolo, si ribadiva la validità del modello tolemaico, polemizzando con quello copernicano.A parte questo episodio, la Chiesa cattolica non fu inizialmente ostile: ilDe revolutionibusfu ampiamente letto e commentato da astronomi e matematici gesuiti, che tuttavia generalmente gli preferirono ilsistema tychoniano,proposto daTycho Brahetra il 1587 e il 1588. Inoltre per lariforma gregorianadel calendario, introdotta in molti paesi cattolici nel1582,furono utilizzati anche dati e calcoli diCopernico.

L'iniziale neutralità delle autorità ecclesiastiche nei confronti delDe revolutionibusè in parte dovuta a un fortunato equivoco: «Il lavoro di Copernico apparve con una breve prefazione non firmata, scritta daAndrea Osiander,cui il Retico aveva chiesto aiuto per portare a termine la pubblicazione. In tale prefazione, Osiander si preoccupò (mistificando il pensiero di Copernico) di sottolineare come l'autore intendesse il suo modello come una semplice costruzione matematica, utile ai calcoli, ma non necessariamente corrispondente al vero. Essendo la prefazione anonima, fu per lungo tempo intesa essere stata scritta dallo stesso Copernico.»

SecondoOsiander,ilDe revolutionibussi candiderebbe a sostituire l'AlmagestodiTolomeocome trattato diastronomia matematica,lasciando sempre alDe caelodiAristoteleil compito fornire la descrizione dell'universo (cosmologia fisica). La prefazione di Osiander fece da parafulmine al testo di Copernico: date le premesse, non vi era possibilità di contrasto tra il modello copernicano e le sacre scritture. Passeranno quasi 80 anni tra la data di pubblicazione delDe revolutionibus(1543) e quella della sua menzione nell'Indice dei libri proibitidalSant'Uffizio(1616): un lasso di tempo che permetterà a molti intellettuali e studiosi, anche cattolici, d'aderire al copernicanesimo.

«Il primo a revocare in dubbio la paternità copernicana dell'introduzione anonima dell'Osiander fuGiordano BrunonelDialogo terzodeLa cena de le Ceneri(1584): in esso, dopo aver definito l'introduzione di Osiander una "epistola superliminare attaccata non so da chi asino ignorante e presuntuoso",il Bruno motiva diffusamente i suoi dubbi, in primo luogo rimandando all'Epistola dedicatoriadelDe revolutionibus,indirizzata aPapa Paolo III,in cui Copernico, lungi dal presentare l'eliocentrismo come mera ipotesi matematica, "protesta e conferma"la sua convinzione circa il moto della terra attorno al sole, quindi sottolineando che nel primo libro delDe revolutionibusCopernico "non solo fa ufficio de matematico che suppone, ma anco de fisico che dimostra il moto de la terra".»

Una prova indiretta su chi sia il vero autore dell'Introduzionesi trova in una lettera scritta nel1609dal matematico Johannes Praetorius, che rivela a Herwart von Hohenburg informazioni avute molti anni prima da Retico, suo intimo amico morto nel1576:«Quanto alla prefazione del libro di Copernico, ci sono stati dubbi intorno al suo autore. Comunque è Andrea Osiander [...] che ha scritto tale prefazione.»La conferma definitiva della natura apocrifa dell'IntroduzionealDe revolutionibusvenne fornita, sempre nel 1609, da Keplero nel suo testoAstronomia Nova:«Volete conoscere l'autore di questa finzione, che vi riempie di tanta collera? Andreas Osiander viene nominato nel mio esemplare, di pugno di Gerolamo Schreiber, di Norimberga.»Data la fama di Keplero e la diffusione in tutta Europa del suo trattato, c'è da credere che nel giro di qualche anno l'ambiente degli astronomi riconoscesse in Osiander il vero autore dell'Introduzione alDe revolutionibusdi Copernico; nel frattempo, però, erano passati circa 70 anni dalla sua pubblicazione.

Ex suppositione o Ex professo?

La questione fondamentale è cosa pensasse effettivamente Copernico del proprio lavoro. Sostanzialmente, si contrappongono due possibilità:

1. Ex suppositione.Si tratta di un testo matematico (astronomia matematica) che rende disponibili utili strumenti per calcolare meglio le posizioni dei pianeti ("salvare i fenomeni"). In questo caso, ci sarebbe solo una competizione sull'accuratezza delle previsioni tra l'AlmagestodiTolomeoe ilDe revolutionibusdi Copernico. Ma il secondo testo, come del resto il primo, non avrebbe nulla a che vedere con la reale struttura del sistema solare, che resterebbe descritta dallateoria geocentricaed omocentrica diAristotele(cosmologia fisica).
2. Ex professo.Il sistema copernicano ha una sua intrinseca realtà fisica: effettivamente la Terra si muove e i pianeti ruotano intorno al Sole. In questo caso si avrebbe un conflitto tra dueteorie cosmologie contrapposte,aristotelica e copernicana, che aspirano entrambe al ruolo d'autentica cosmologia fisica.Vi è una rivalità diretta e solo una delle due può, in definitiva, risultare "vera" (confermata dal confronto tra previsioni teoriche e dati osservativi).

Si hanno due indizi molto forti, ed entrambi indicano che Copernico ritenesse il proprio lavoro una teoria fisica (ex professo), non un trattato matematico (ex suppositione):

Ritratto di Niccolò Copernico, esposto presso il municipio diToruńdal 1580

1. Come riconosciuto già daGiordano BrunonelDialogo terzodeLa cena de le Ceneri(1584), le parole scritte da Copernico nellaEpistola dedicatoriadelDe revolutionibusal ponteficePaolo III,al secolo Alessandro Farnese: «E così io, dopo aver considerato che la Terra si muovesse secondo i movimenti che più avanti le assegno nel testo, trovai infine, dopo una lunga e attenta indagine, che se si rapportano al circuito della Terra i movimenti degli altri astri erranti calcolati secondo la rivoluzione di ciascuna stella, non solo ne conseguono i loro movimenti e fasi, ma anche l'ordine e la grandezza delle stelle e di tutti gli orbi e lo stesso cielo diventa un tutto così collegato che in nessuna parte di esso si può spostare qualcosa senza crear confusione delle restanti parti e di tutto l'insieme. Di conseguenza nello sviluppo dell'opera ho seguito quest'ordine: nel primo libro ho descritto tutte le posizioni degli orbi con i movimenti che ho assegnati alla Terra, in modo che tale libro contenga quasi la costituzione generale dell'Universo.»
2. Sempre nella lettera del 1609 di Johannes Praetorius, che scrive a Herwart von Hohenburg quando saputo da Retico sulle circostanze della pubblicazione delDe revolutionibusnel1543,si legge: «Anche il titolo venne cambiato contro le intenzioni dell'autore, poiché avrebbe dovuto essereDe revolutionibus orbium mundimentre Osiander lo trasformò in:orbium coelestium.»Ovviamente parlareDelle rivoluzioni dei corpi celestiha un significato molto più astratto e matematico che scrivere, come avrebbe voluto Copernico,Delle rivoluzioni della sfera terrestre:un riferimento chiaro ed esplicito, fin dal titolo, al movimento della Terra.

Lo sviluppo e l'affermazione

Nel lungo periodo intercorso tra la pubblicazione delDe revolutionibusnel1543e la sua menzione nell'Indice dei libri proibitidalSant'Uffizionel1616molti intellettuali e studiosi avevano indagato le possibili implicazioni, innovative e rivoluzionarie, del sistema copernicano. Le remore e le cautele che avevano contraddistinto i comportamenti e lo stile di scrittura diNiccolò CopernicoeAndrea Osiandervennero progressivamente sostituiti da affermazioni sempre più esplicite e consapevoli sulla reale portata della rivoluzione copernicana.Giordano Bruno,Galileo GalileieGiovanni Keplerosono i nomi più noti della folta schiera di studiosi che - tra la fine delXVIe l'inizio delXVII secolo- si dichiararono sostenitori del copernicanesimo.

Quello della teoria copernicana è stato efficacemente definito un «effetto a scoppio ritardato.»Copernico, «conservatore che si trovava a suo agio nell'edificio medievale, nonostante questo ne minò le fondamenta con efficacia maggiore del tonanteLutero.Portò le corrosive nozioni d'infinito e di eterno cambiamento che fecero crollare il vecchio mondo.»:

1. Se la rotazione diurna della sfera celeste dipende dalla Terra, non serve più immaginare le stelle fissate su una sfera solida e finita. Esse possono allontanarsi tra loro, e indietreggiare all'infinito.L'universo può quindi essere infinito.
2. L'universo non solo poteva essere esteso all'infinito, ma risultava anche privo di un centro di gravità permanente:crisi dellafisica aristotelica.
3. Poiché la Terra è aristotelicamente composta daquattro elementi(aria,acqua,terraefuoco), egli altri pianetile sono astronomicamente equivalenti, anch'essisono forse fatti degli stessi elementi,invece che d'etere.
4. Gli altri pianeti potrebbero essere abitati da diverse specie d'uomini(come ipotizzato, ad esempio, daNicola CusanoeGiordano Bruno).
5. In un universo infinito non vi è più un luogo per Dio: l'Empireo,da spazio fisico, deve diventare luogo dello spirito.

Nessuna di queste tesi viene esplicitamente formulata nelDe revolutionibus.«Implicitamente ci sono tutte. Tutte, inevitabilmente, sarebbero state presto o tardi formulate dai seguaci di Copernico.»

Secondo Arthur Koestler:

«Egli [Copernico] non disse che l'universo è infinito nello spazio. Preferì, con la sua consueta prudenza, «lasciare la questione ai filosofi.»Rovesciò, tuttavia, una corrente di pensiero inconscia facendo gravitare la Terra al posto del Cielo. Finché si immaginava il cielo in rotazione si era automaticamente portati a concepirlo come una sfera solida e finita: come avrebbe fatto altrimenti a girare in blocco tutte le ventiquattro ore? Tuttavia, una volta spiegata la ronda quotidiana del firmamento in base alla rotazione della Terra, gli astri potevano indietreggiare all'infinito; diventava arbitrario collocarli su una sfera solida. Il Cielo non aveva più limiti, l'infinito socchiudeva la sua fauce immensa e il libertino diPascal,colto daagorafobiacosmica, cent'anni dopo avrebbe gridato: «Il silenzio eterno di questi spazi infiniti mi spaventa».»

«Lo spazio infinito non fa parte del sistema di Copernico, tuttavia il sistema lo presuppone, tende irresistibilmente a spingere il pensiero in questa direzione. La distinzione tra conseguenze esplicite e conseguenze implicitamente contenute diventa più apparente quanto si considera l'influenza di Copernico sulla metafisica dell'universo. [...] L'universo diAristoteleaveva un centro, un centro di gravità, un nucleo duro a cui facevano capo tutti i movimenti. Ogni cosa pesante cadeva verso questo centro, ogni cosa leggera, come l'ariae ilfuoco,tentava di allontanarsene. E gli astri, né pesanti né leggeri, di natura completamente diversa, giravano in cerchio attorno a lui. I dettagli di questo schema potevano essere veri o falsi, però si trattava di uno schema semplice, plausibile, di una rassicurante regolarità.»

«L'universo di Copernico non soltanto eraestesonell'infinito, è al tempo stessodecentralizzato,fuorviante e narchico. Non ha un centro naturale di attrazione a cui si possa rapportare ogni cosa. Il «basso» e l'«alto» non sono più assoluti e neppure la pesantezza o la leggerezza. Il «peso» di una pietra prima voleva dire che la pietra aveva tendenza a cadere verso il centro della Terra: era il senso di «gravità». Ora il Sole e la Luna diventano essi stessi centri di gravità. Nello spazio non ci sono più direzioni assolute. L'universo ha perso il suo nucleo: non ha più un cuore, ne ha migliaia.»

«Inoltre, se la Terra è un pianeta, scompare ogni distinzione tra mondo sublunare e cieli eterei. Poiché la Terra è fatta diquattro elementi,i pianeti e le stelle sono forse composti degli stessi materiali diterra,d'acqua,d'ariae difuoco.Forse addirittura sono popolati da altre specie di uomini, comeCusanoeBrunohanno affermato. In questo caso Dio dovrebbe incarnarsi su tutti gliastri?Dio avrebbe forse creato quella colossale moltitudine di astri per i soli abitanti di unastrotra milioni di altri astri?»

«Da tutti i diagrammi precopernicani dell'universo esce sempre, con qualche variante, la stessa immagine familiare e piacevole: la Terra al centro, circondata dalle conchiglie concentriche della gerarchia delle sfere nello spazio e dalla gerarchia di valori che è associata ad essa nella grandescala degli esseri.Hic sunt leones,là iserafini;ogni oggetto ha il suo posto assegnato nell'inventario cosmico. Ma in un universo senza limiti, privo di centro e di circonferenza, nessuna ragione, nessuna sfera si trova «più in alto» o «più in basso» di un'altra, sia nello spazio oppure nella scala dei valori. Questa scala non esisteva più. La catena d'oro era spezzata, i suoi anelli dispersi nel mondo; allo spazio omogeneo corrispondeva la democrazia cosmica.»

«La nozione d'illimitato o d'infinito, implicitamente contenuta nel sistema di Copernico, era fatalmente destinata a divorare lo spazio destinato a Dio sulle carte dell'astronomia del Medioevo. Si era ammesso senza discussione che i campi dell'astronomia e dellateologiaerano confinanti: solo li separava lo spessore della nona sfera di cristallo. Ormai, però, al continuo spazio-spirito si dovrà sostituire un continuo spazio-tempo. Ciò significava tra l'altro che l'intimità tra uomo e Dio doveva cessare. L'homo sapiensaveva vissuto in un universo avvolto di divino come dentro a viscere materne: lo si sarebbe scacciato da quel grembo e da qui il grido d'orrore diPascal.»

I contrasti con la Chiesa cattolica

Il processo di GalileidiJoseph-Nicolas Robert-Fleury

La visione copernicana fu lungamente considerata con sospetto da parte delle autorità ecclesiastiche perché poneva la Terra,e dunque il genere umano che la abita, in posizione decentrata, e quindi non fondamentale,nell'universo creato daDio.Invece - seguendo vuoi il pensiero diAristotele(cosmologia fisica) vuoi quello diTolomeo(astronomia matematica) - laChiesa cattolicasosteneva comunque unateoria geocentrica,conovvieimplicazioni sulla rilevanza della Terra, del genere umano e sulla necessità di un intervento divino diretto alla salvezza spirituale dell'umanità.

Nel 1616 si ha la prima condanna formale del copernicanesimo da parte della Chiesa cattolica, con una delibera del Sant'Uffizio affermante che la frase: “Il Sole è centro del mondo e per conseguenza immobile di moto locale”è “stolta ed assurda in filosofia e formalmente eretica”.Quattro anni dopo, nel 1616, ilDe revolutionibusviene inserito nell'Indice dei libri proibitidalSant'Uffizio.

Questa contrapposizione causò incomprensioni radicali e prese di posizione anche drammatiche, la più nota delle quali culminò nelprocesso a Galileo Galileidel1633,che si concluse con la sua condannapereresiae l'abiuraforzata delle sue concezioni astronomiche copernicane.

Revisione della posizione della Chiesa cattolica

LaChiesa cattolicadifese il sistema geocentrico giudicando che la conoscenza della struttura del mondo fisico fosse conseguente dall'interpretazione letterale dellaBibbia.Nel 1822, a 180 anni dalla morte di Galileo, la Chiesa accettò la veridicità della teoria copernicana e riabilitò lo scienziato pisano; nel 1846 tutte le opere sul sistema copernicano furono tolte dall'Indice dei libri proibiti. Nel 1992 la Chiesa, conGiovanni Paolo II,riconosce l'erroneità della sua posizione e l'ingiusta condanna di Galileo:

«L’errore dei teologi del tempo, nel sostenere la centralità della terra, fu quello di pensare che la nostra conoscenza della struttura del mondo fisico fosse, in certo qual modo, imposta dal senso letterale della S. Scrittura.»

Circa la contrapposizione tra scienza e fede:

«Così la scienza nuova, con i suoi metodi e la libertà di ricerca che essi suppongono, obbligava i teologi a interrogarsi sui loro criteri di interpretazione della Scrittura. La maggior parte non seppe farlo.»

Giovanni Paolo IIdescrive il caso Galileo affermando:

«A partire dal secolo dei Lumi fino ai nostri giorni, il caso Galileo ha costituito una sorta di mito, nel quale l’immagine degli avvenimenti che ci si era costruita era abbastanza lontana dalla realtà. In tale prospettiva, il caso Galileo era il simbolo del preteso rifiuto, da parte della Chiesa, del progresso scientifico, oppure dell’oscurantismo “dommatico” opposto alla libera ricerca della verità. Questo mito ha giocato un ruolo culturale considerevole; esso ha contribuito ad ancorare parecchi uomini di scienza in buona fede all’idea che ci fosse incompatibilità tra lo spirito della scienza e la sua etica di ricerca, da un lato, e la fede cristiana, dall’altro. Una tragica reciproca incomprensione è stata interpretata come il riflesso di una opposizione costitutiva tra scienza e fede. Le chiarificazioni apportate dai recenti studi storici ci permettono di affermare che tale doloroso malinteso appartiene ormai al passato.»

(Discorso di Giovanni Paolo II Ai Partecipanti Alla Sessione Plenaria Della Pontificia Accademia Delle Scienze, Sabato, 31 ottobre 1992online)

Antonio Beltrán Marí, autorevole studioso galileiano,

«descrive la cosiddetta riabilitazione di Galileo, voluta da papa Giovanni Paolo II, come un'operazione autoapologetica e di opportunità politica, per i modi in cui fu attuata e per gli sconcertanti risultati cui la Commissione pontificia, all'uopo istituita nel 1981, pervenne: orgoglio e arroganza da parte di Galileo, avvedutezza scientifica da parte dei suoi giudici nel difendere, a quel tempo, il geocentrismo. Come se la questione fosse consistita nel giustificare l'incapacità dei teologi del Seicento di capire la teoria di Copernico, anziché nel fatto stesso di aver istituito un processo per una questione di opinioni. La Chiesa ha, al più, ammesso l'errorenelprocesso, ma non ha ammesso l'erroredelprocesso. Perseguitare chi la pensa diversamente, in nome di una verità precostituita: è questo lo sbaglio che non è stato ancora riconosciuto. E tuttavia all'epoca un tale riconoscimento era concepibile: già nel 1616 Tommaso Campanella, benché non copernicano, aveva scritto dalla prigione unaApologiaa difesa di Galileo, in cui sosteneva appunto il diritto dello scienziato a esprimere liberamente la propria visione del mondo»

(Andrea Frova e Mariapiera Marenzana, Prefazione alDialogo sopra i due massimi sistemi del mondo,Rizzoli, Milano 2012$^{3}$.)

Protagonisti ed eredi

Per comprendere meglio la progressiva evoluzione del copernicanesimo, analizziamo le posizioni d'importanti esponenti di questo movimento (Giordano Bruno,Galileo Galilei,Giovanni KepleroeIsaac Newton) riguardo ai "residui aristotelico/tolemaici" ancora presenti nelDe revolutionibus.

Claudio Tolomeo

1. SÌ - Orbite circolari dei pianeti e della Luna.
2. SÌ - Velocità angolare costante (ma diversa da caso a caso) degli astri.
3. SÌ - Immutabilità della volta celeste.
4. SÌ - Dimensioni finite dell'universo.

Copernico

1. SÌ - Orbite circolari dei pianeti e della Luna.
2. NO - Velocità angolare costante (ma diversa da caso a caso) degli astri.
3. SÌ - Immutabilità della volta celeste.
4. SÌ - Dimensioni finite dell'universo.

Giordano Bruno

Giordano Bruno

1. NO - Orbite circolari dei pianeti e della Luna.
2. NO - Velocità angolare costante degli astri.
3. NO - Immutabilità della volta celeste.
4. NO - Dimensioni finite dell'universo.

«Possiamo affermare con certezza che l'universo è tutto esso centro, o che il centro dell'universo sta dappertutto e la sua circonferenza in nessun luogo.»

Galileo Galilei

1. SÌ - Orbite circolari dei pianeti e della Luna.
2. SÌ - Velocità angolare costante degli astri.
3. NO - Immutabilità della volta celeste.
4. NO - Dimensioni finite dell'universo.

Ritratto di Galileo GalileidiJustus Sustermans(1636)

Galileo condivise l'errore di Copernico, convinto anch'egli che nel cielo fossero possibili solo traiettorie circolari. Il motivo risale probabilmente ai suoi studi di meccanica, in particolare alle sue indagini sulmoto inerziale(che avviene senza l'applicazione di unaforzaesterna): «Si immagini infine di spianare montagne, riempire valli e costruire ponti, in modo da realizzare un percorso rettilineo assolutamente piano, uniforme e senza attriti. Una volta iniziato il moto inerziale della sfera che scende da un piano inclinato con velocità costante, [...] questa continuerà a muoversi lungo tale percorso rettilineo fino a fare il giro completo della Terra, e ricominciare quindi indisturbata il proprio cammino. Ecco realizzato un (ideale)moto inerzialeperpetuo, che avviene lungo un'orbita circolare, coincidente con la circonferenza terrestre. Partendo da questo "esperimento ideale", Galileosembrerebbeerroneamente ritenere chetuttiimoti inerzialidebbano esseremoti circolari.Probabilmente per questo motivo considerò, per i moti planetari da lui (arbitrariamente) ritenuti inerziali, sempre e solo orbite circolari, rifiutando invece le orbite ellittiche dimostrate da Keplero sin dal 1609.» Si tratta di unsillogismoin cui, partendo da due premessefalse,si arriva ad una conclusionefalsa:

1. Premessa maggiore (falsa): tutti i motiinerzialisono moticircolari.
2. Premessa minore (falsa): i motiplanetarisono motiinerziali.
3. Conclusione (falsa): quindi i motiplanetarisono moticircolari.

Inoltre, considerando erroneamente i moti planetari comemoti inerziali,concluse che debbano avere necessariamentevelocità costanti.Anche sotto questo aspetto, Galileo restava ancorato ai pregiudizi sia aristotelico/tolemaici, sia copernicani.

L'idea dell'esclusività del moto circolare degliastriportò nel 1619 Galileo a sostenere, in polemica col gesuitaOrazio Grassi,la natura atmosferica e non astronomica dellecomete:secondo lui si trattava d'effetti ottici prodotti dalla luce solare su vapori sprigionantesi dalla Terra. PadreOrazio Grassi,delCollegio romano,affermava invece che le comete sono corpi di naturaastrale,situati oltre il «cielo della Luna». Egli utilizzava tale ipotesi per avvalorare, contro l'ipotesi eliocentrica, il modello proposto daTycho Brahe,secondo il quale la Terra è immobile al centro dell'universo, la Luna e il Sole ruotano intorno alla Terra, mentre gli altri pianeti sono in orbita attorno al Sole. Oltre alla difesa del modello copernicano contro ilsistema ticoniano,«Galileo aveva un altro motivo per negare l'esistenza delle comete: le loro traiettorie erano così nettamente ellittiche che non era possibile conciliarle con le orbite circolari che obbligatoriamente tutti i corpi celesti dovevano seguire intorno al Sole.»

«Una "nuova stella"fu osservata il 9 ottobre1604dall'astronomo fra'Ilario Altobelli,il quale ne informò Galileo.Luminosissima, fu osservata successivamente il 17 ottobre anche daKeplero,che ne fece oggetto di uno studio, ilDe Stella nova in pede Serpentarii,così che quella stella è oggi nota comeSupernova di Keplero.Su quel fenomeno astronomico Galileo tenne tre lezioni, il cui testo non ci è noto, ma le cui argomentazioni furono confutate dall'aristotelicoAntonio Lorenzini,probabilmente su suggerimento diCesare Cremonini,e daBaldassarre Capranella suaConsideratione astronomica circa la nuova e portentosa stella(Padova, 1605). Galileo aveva interpretato il fenomeno come prova della mutabilità dei cieli, sulla base del fatto che, non presentando la "nuova stella" alcun cambiamento diparallasse,essa dovesse trovarsi oltre l'orbita della Luna. Galileo rispose alle critiche con un caustico librettoDialogo de Cecco di Ronchitti da Bruzene in perpuosito de la Stella Nuovascritto inlingua veneto-padovanain cui, nascondendosi sotto lopseudonimodi Cecco de Ronchitti, difese la validità del metodo della parallasse per determinare le distanze – o almeno la distanza minima – anche di oggetti accessibili all'osservatore solo visivamente, quali sono gli oggetti celesti.»

«Non sembra che, negli anni della polemica sulla "nuova stella", Galilei si fosse già pubblicamente pronunciato a favore della teoria copernicana: si ritieneche egli, pur intimamente convinto copernicano, pensasse di non disporre ancora di prove sufficientemente forti da ottenere invincibilmente l'assenso della universalità degli studiosi. Aveva, tuttavia, espresso privatamente la propria adesione al copernicanesimo già nel1597:in quell'anno, infatti, a Keplero – che aveva recentemente pubblicato il suoProdromus dissertationum cosmographicarum– scriveva di essere copernicano da molti anni e di aver prove (che però non espose) a sostegno di Copernico, «praeceptoris nostri».»

Eventuali «prove a sostegno della teoria copernicana potevano essere offerte solo dopo meticolose osservazioni e lo strumento che le avrebbe rese possibili [cannocchiale] era stato appena inventato. [...] Galileo ne ebbe notizia – e forse anche un esemplare – nella primavera del 1609 e, ricostruito e potenziato empiricamente,il 21 agosto lo presentò come propria invenzione al governo veneziano che, apprezzando l'«invenzione», gli raddoppiò lo stipendio e gli offrì un contratto vitalizio d'insegnamento. Per tutto il resto di quell'anno Galileo s'impegnò nelle osservazioni astronomiche: acquisì informazioni più precise sui montilunari,sulla composizione dellaVia Latteae scoprì i quattro maggiori satelliti diGiove.Le nuove scoperte furono pubblicate il 12 marzo del 1610 nelSidereus Nuncius,una copia del quale Galileo inviò al granduca di ToscanaCosimo II,già suo allievo, insieme con un esemplare del suo cannocchiale e la dedica dei quattro satelliti, battezzati da Galileo in un primo tempoCosmica Siderae successivamenteMedicea Sidera(«pianeti medicei»). È evidente l'intenzione di Galileo di guadagnarsi la gratitudine della Casa medicea, molto probabilmente non soltanto ai fini del suo intento di ritornare a Firenze, ma anche per ottenere un'influente protezione in vista della presentazione, di fronte al pubblico degli studiosi, di quelle novità, che certo non avrebbero mancato di sollevare polemiche.» Le polemiche non mancheranno (anzi, saranno una costante della vita di Galileo), ma la dimostrazione dell'esistenza dei nuovi satelliti di Giove metterà fine, una volta per tutte, all'idea della costituzione immutabile, quella già determinata dagli antichi, del sistema solare.

Da ultimo, per quanto riguarda le dimensioni dell'universo, Galileo sembra propendere per la tesi che sia infinito: «Grandissima mi par l'inezia di coloro che vorrebbero che Iddio avesse fatto l'universo più proporzionato alla piccola capacità del loro discorso che all'immensa, anzi infinita, sua potenza.»«Ma Galilei non prende mai esplicitamente in considerazione, forse per prudenza, la dottrina di Giordano Bruno di un universo illimitato e infinito, senza un centro e costituito di infiniti mondi tra i quali Terra e Sole che non hanno alcuna preminenza cosmogonica. Lo scienziato pisano non partecipa al dibattito sulla finitezza o infinità dell'universo e afferma che a suo parere la questione è insolubile. Se appare propendere per l'ipotesi della infinitezza lo fa con motivazioni filosofiche in quanto, sostiene, l'infinito è oggetto di incomprensibilità mentre ciò che è finito rientra nei limiti del comprensibile.»

La lettera di Galileo a Keplero del1597è importante per stabilire l'atteggiamento di Galileo nei confronti della teoria di Copernico. «In primo luogo dimostra che Galileo era un copernicano convinto fin da giovane. Scrive, a trentatré anni, che la sua conversione data «da anni». Tuttavia la sua prima dichiarazione pubblica, esplicita, in favore del sistema copernicano venne fatta solo nel1613,sedici anni dopo la lettera a Keplero. In tutti questi anni, non solo insegnò la vecchia astronomia secondoTolomeo:ripudiò apertamente Copernico. In un trattato che compose per i suoi allievi ed amici, schierò tutti gli argomenti tradizionali contro il movimento della Terra: che la rotazione la farebbe disintegrare, che le nuvole resterebbero indietro, ecc., argomenti che lui stesso aveva confutato (a quanto dice la lettera) molto tempo prima. [...] Perché, contrariamente a Keplero, aveva tanta paura di far conoscere le proprie opinioni? All'epoca non aveva motivo di temere la persecuzione religiosa più di quanto ne avesse avuto Copernico.»«Quel che temeva lo dice chiaramente nella sua lettera: era fare la fine di Copernico, era coprirsi di ridicolo, farsi fischiare. Al pari di Copernico temeva i sarcasmi degli ignoranti e dei dotti, soprattutto di questi ultimi: i professori diPisae diPadova,i maestri solenni dellascuola peripatetica,i quali credevano sempre all'autorità assoluta diAristotelee diTolomeo.Tale timore era d'altronde perfettamente giustificato.»

Diventato, dopo le osservazioni col cannocchiale e la pubblicazione delSidereus Nunciusdel1610,personaggio pubblico e famoso, Galileo dal 1613 si fece alfiere e paladino del copernicanesimo. Con la pubblicazione di quattro epistole (una a Benedetto Castelli, due a Piero Dini e l'ultima a Cristina di Lorena) tra il 1613 e il 1615 difese apertamente il modello copernicano sostenendo anche, contrariamente all'opinione diffusa e sostenuta dai teologi, il perfetto accordo tra esso e il testo biblico. Questo causò l'interessamento dell'Inquisizionealle tesi galileiane e la convocazione di Galileo da parte del cardinalRoberto Bellarmino.A Roma, nel febbraio 1616, Bellarmino ammonì Galileo, ordinandogli di «abbandonare del tutto quella dottrina e di non insegnarla, non difenderla e non trattarla».

Nel 1623 il cardinaleMaffeo Barberini,amico personale di Galileo, diventò pontefice col nome dipapa Urbano VIII.Nonostante le sei udienze concesse dal nuovo Papa a Galileo nella Primavera del 1624 la posizione ufficiale della Chiesa cattolica, di condanna del copernicanesimo, non subì mutamenti. Da quell'anno e fino al 1630, protetto dall'amicizia di Urbano VIII e di vari cardinali, Galileo attese alla scrittura di una nuova opera, e alla cura dei molti impegni familiari. Solo nel 1632, dopo non poche vicissitudini per ottenere l'imprimatur ecclesiastico, si avrà la pubblicazione delDialogo sopra i due massimi sistemi del mondo.Ne derivò presto uno scontro col Papa, che si sentì ridicolizzato e oltraggiato dal libro di Galileo, l'intervento dell'Inquisizionee ilprocessodel 1633. Nonostante l'abiuraforzata al termine del processo,Galileo rimase tenacemente, accanitamente copernicano fino alla morte, avvenuta nei primi giorni del 1642.

Giovanni Keplero

1. NO - Orbite circolari dei pianeti e della Luna.
2. NO - Velocità angolare costante degli astri.
3. NO - Immutabilità della volta celeste.
4. SÌ - Dimensioni finite dell'universo.

Giovanni Keplero nel 1610

«Che tipo di forza attirò con tanta veemenza Keplero verso l'universo di Copernico? Nella sua autoanalisi dichiara espressamente che non fu veramente il suo gusto per l'astronomia e che fu convertito da «ragioni fisiche o, se si preferisce, metafisiche»; lo ripete quasi alla lettera nella prefazione alMysterium[Cosmographicum(1597)]. Queste «ragioni fisiche o metafisiche» le espone qua e là in modi diversi, tuttavia l'essenziale è che il Sole deve essere al centro dell'universo in quanto è simbolo diDio Padre,fonte di luce e di calore, generatore della forza che fa muovere i pianeti sulle loro orbite e perché un universo eliocentrico è più semplice, più soddisfacente dal punto di vista geometrico. Si direbbero quattro ragioni diverse, tuttavia esse formano un tutto indivisibile nello spirito di Keplero: è una nuova sintesipitagoricadi mistica e scienza.» I suoi argomenti «si ispirarono talora a un misticismo di tipo medievale ma non per questo furono meno pregni di scoperte. Facendo passare ilPrimo Motoredalla periferia dell'universo al corpo fisico del Sole, simbolo di Dio, ci si preparava al concetto di forza gravitazionale, simbolo dello Spirito Santo, quale forza che governa i pianeti. Quindi un'idea puramente mistica fu all'origine della prima teoria razionale della dinamica dell'universo, fondata sulla trinità laica delle Leggi di Keplero.»

«Keplero rimase aPraga,in qualità dimathematicusimperiale, dal 1601 al 1612, anno della morte diRodolfo II. Fu il periodo più fecondo della sua vita, nel corso del quale ebbe il raro merito di fondare due scienze: l'ottica strumentale, [...] e l'astronomia fisica. Il suomagnum opus,pubblicato nel1609,porta questo titolo significativo: «Nuova AstronomiaCausativa (AITIOΛOΥHTOΣ) ovveroFisica Celeste,tratta dai commentariDei Movimenti di Marte,sulla base delle osservazioni di G.V. Tycho Brahe». Keplero vi lavorò senza interruzione dal1600al1606.L'opera contiene le due prime leggi planetarie: 1° i pianeti descrivono intorno al Sole non dei cerchi, bensì delle ellissi di cui il Sole occupa uno dei fuochi; 2° i pianeti percorrono le loro orbite non a velocità uniforme, bensì in maniera tale che ilraggio vettoreche congiunge il Sole al pianeta descrive aree uguali in tempi uguali.»

«In apparenza le Leggi di Keplero hanno un'aria altrettanto innocente che la formula diEinsteinE = Mc²,che nemmeno essa rivela il suo potenziale esplosivo. Eppure la visione moderna dell'universo è stata formata dalla legge della gravitazione universale di Newton, la quale deriva dalle Leggi di Keplero. [...] Quindi la promulgazione delle Leggi di Keplero è un punto fermo nella storia. Esse furono le prime «leggi naturali» nel senso moderno del termine: degli enunciati precisi, verificabili, relativi a rapporti universali che governano dei fenomeni singoli, ed espressi in termini matematici. Esse separano l'astronomia dallateologia,per unirla alla fisica.»Lo stesso Keplero era ben coscio del mutamento metodologico che stava introducendo nell'astronomia, e lanciava un compiaciuto avvertimento per l'imminente invasione di campo: «Fisici, drizzate l'orecchio, perché stiamo per invadere il vostro territorio.»

«L'Harmonices Mundivenne terminato nel1618e pubblicato l'anno dopo. Keplero aveva quarantotto anni: aveva terminato il suo lavoro di pioniere, tuttavia nel corso degli undici anni che gli restavano da vivere continuò a produrre libi ed opuscoli,almanacchi,effemeridi,un trattato sulle comete, un altro relativo all'invenzione recente dei logaritmi e due grandi opere: l'Epitome Astronomiae Copernicanaee leTabulae Rudolphinae. L'Epitomeè un titolo ingannevole. Non si tratta di un riassunto del sistema copernicano, bensì di un manuale del sistema di Keplero. Le leggi che, in origine, si riferivano unicamente a Marte qui si estendono a tutti i pianeti, compresa la Luna e i satelliti di Giove. Gliepiciclisono del tutto scomparsi e il sistema solare si presenta, sostanzialmente, come compare oggi sui libri di scuola. È l'opera più grossa di Keplero; era il trattato di astronomia più importante dopo l'AlmagestodiTolomeo.»

Quanto alla presunta immutabilità dellavolta celeste,anche su questo argomento Keplero dette un significativo contributo innovativo. Nel novembre 1572Tycho Brahe,predecessore di Keplero alla carica diMatematico imperialepressoRodolfo II,osservò una stella molto luminosa, apparsa improvvisamente nella costellazione diCassiopea.L'anno dopo pubblicò un piccolo libro (De Stella Nova), coniando il terminenovaper una "nuova" stella (oggi sappiamo che in realtà si trattava della luce proveniente dall'esplosione di unasupernova). Dall'ottobre1604comparve, per circa un anno, un'altranovanella costellazione diOfiuco. Tale supernova fu osservata per la prima volta il 9 ottobre 1604 dall'astronomo fra'Ilario Altobelli,che informò Galileo. «L'astronomo tedescoGiovanni Keplerola vide per la prima volta il 17 ottobre, ma la studiò così a lungo che essa prese il suo nome. Il suo libro sull'argomento era intitolatoDe Stella nova in pede Serpentarii(Sulla nuova stella nel piede del Serpentario).»

L'universo di Keplero rimane, come quelli aristotelico/tolemaico e copernicano, di dimensioni finite e sferico: la sfera «è per Keplero il simbolo dellaSanta Trinità.» In esso, «gli attributi mistici e le forze materiali sono interamente centralizzati nel Sole. [...] L'universo visibile è il simbolo e la «firma» della Santa Trinità: il Sole rappresenta ilPadre,lasfera delle stelleilFiglio,le forze invisibili che, emanando dalPadre,agiscono nello spazio interstellare, rappresentano loSpirito Santo.»

Isaac Newton

1. NO - Orbite circolari dei pianeti e della Luna.
2. NO - Velocità angolare costante degli astri.
3. NO - Immutabilità della volta celeste.
4. NO - Dimensioni finite dell'universo.

Isaac Newton

«Si racconta che Newton nel 1666, l'annus mirabilis,fosse seduto sotto unmelonella sua tenuta a Woolsthorpe quando unamelagli cadde sulla testa. Ciò, secondo la leggenda diffusa daVoltaire,lo fece pensare alla gravitazione e al perché laLunanon cadesse sulla terra come la mela. Cominciò a pensare dunque a unaforzache diminuisse con l'inverso del quadrato della distanza, come l'intensità dellaluce.Newton però non tenne conto delleperturbazioni planetariee di conseguenza i suoi calcoli sul moto della Luna non erano corretti. Deluso smise quindi di pensare allagravitazione.Nel 1679, Newton ritornò alle sue idee sulla gravità, sullameccanica classica,e sugli effetti di queste sulla determinazione delleorbitedeipianetie sulleleggi di Keplero.Consultò su questoRobert HookeeJohn Flamsteed,astronomo reale. Newton avrebbe probabilmente tenuto per sé le proprie scoperte, seEdmund Halleynon gli avesse chiesto di trovare risposta ad un problema di meccanica celeste.»

Nel gennaio del 1684 l'astronomo Halley, rimasto famoso per via di unacometache porta il suo nome, venne sfidato a trovare una formula capace di rendere conto della forza d'attrazione che si esercita tra il Sole e la Terra. La posta in gioco era una somma di 40scellini.La scommessa venne persa: l'impresa era troppo ardua per le capacità fisiche e matematiche di Halley. L'astronomo chiese quindi aiuto a Newton, il quale affermò d'aver studiato e risolto il problema ma d'aver perso le carte, offrendosi di riscriverle. Nel mese di novembre dello stesso anno, Newton inviò ad Halley un trattatomanoscrittodi nove pagine intitolatoDe motu corporum in gyrum(Sul moto dei corpi in orbita). «In questa opera Newton derivava le tre leggi di Keplero presupponendo l'esistenza di una forza attrattiva che agisce proporzionalmente all'inverso del quadrato della distanza.» «Halley convinse Newton a pubblicare quelle carte ed egli, inserendo il manoscritto in un'opera più ampia, diede alle stampe iPhilosophiae Naturalis Principia Mathematica(Principi matematici della filosofia naturale) comunemente chiamatiPrincipia.L'opera, pubblicata a spese di Halley in tre volumi nel1687,è unanimemente considerata un capolavoro assoluto dellastoria della scienza.[...] Egli usò la parola latinagravitas(peso) per la determinazione analitica della forza che sarebbe stata conosciuta comegravità,e definì lalegge della gravitazione universale.»

La descrizione newtoniana del sistema solare eredita le caratteristichecinematichedi quella kepleriana (le tre leggi di Keplero) ma introduce, con laforza di gravitazione universale,la causa che spiega ladinamicaplanetaria. Il titolo del suo trattato non potrebbe essere più appropriato:Principi matematici della filosofia naturale.In esso non si cerca, come nel caso dell'astronomia matematicamedievale, di trovare modelli matematiciad hocper i fenomeni fisici. Al contrario, il formalismo matematico della teoria fisica si dispiega qui in tutta la sua potenza: «non si limita a fotografare l'esistente, ma formula e dischiude proposte di senso.»Se le capacità descrittive della teoria della gravitazione universale appaiono sorprendenti, le sue potenzialità predittive hanno quasi dell'incredibile.

Circa le dimensioni dell'universo, Newton diede una risposta precisa e circostanziata. Nel preparare una serie di conferenze sul temaUna confutazione dell'ateismodalle origini e struttura del mondo(Londra,1692), il reverendoRichard Bentleyinterpellò Newton, per essere certo di dare una descrizione accurata dell'universo newtoniano. Nello scambio epistolare intercorso, Bentley sollevò importanti questioni cosmologiche (tra le quali una oggi nota comeparadosso di Olbers), ad alcune delle quali Newton dette risposte ancora più interessanti. In particolare, Bentley domandò come fosse possibile che le stelle non collassassero le une sulle altre, visto che laforza gravitazionaleè sempre attrattiva. Newton rispose che, essendo l'universoinfinitoper volere della divina Provvidenza, ogni stella è circondata in modoomogeneoedisotropoda infinite altre, le cui forze si annullano reciprocamente. Questa caratteristica si realizza solo con un numero infinito di astri; se vi fosse invece un numero finito di corpi celesti, accadrebbe quanto paventato dal reverendo Bentley.

Con la pubblicazione deiPhilosophiae Naturalis Principia Mathematicadi Newton (1687) si ha il definitivo superamento, per inclusione ed esaustione, delDe revolutionibus orbium coelestium(1543) di Copernico: «Nel volgere di un secolo e mezzo, il sistema di Newton, che conclude una tappa di quel cammino fatto riprendere da Copernico all'astronomia, ha contenutivamente ben poco ancora del sistema copernicano, forse soltanto l'eliocentrismo.»L'astronomia, che con Copernico si trasforma da dottrina medievale in sistema astronomico moderno, con Newton diventa teoria scientifica nella contemporanea accezione del termine.

Bibliografia

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Sistema copernicano

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• Luciana De Bernart,Immaginazione e scienza in Giordano Bruno: l'infinito nelle forme dell'esperienza,ETS, Pisa 1986
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• Michele Ciliberto,Introduzione a Bruno,Roma - Bari, Laterza, 1996.
• Simonetta Bassi,Immagini di Giordano Bruno,1600 - 1725, Napoli 1996
• Pasquale Sabbatino,Giordano Bruno e la «mutazione» del Rinascimento,Firenze, Olschki, 1998,ISBN 88-222-4044-8
• Chiara Lefons (a cura di),Indice dei nomi, dei luoghi e delle cose notevoli nelle opere di Giordano Bruno,Istituto nazionale di studi sul Rinascimento. Quaderni di «Rinascimento», vol. 38
• Guido Zingari,Il pensiero in fumo: Giordano Bruno e Pasolini: gli eretici totali,Costa & Nolan, Ancona-Milano, 1999ISBN 88-7648-354-3
• Sandro Mancini,La sfera infinita. Identità e differenza nel pensiero di Giordano Bruno,Mimesis Edizioni,Sesto San Giovanni (Milano) 2000ISBN 978-88-87231-86-1

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• Anna Maria Lombardi,Keplero. Semplici leggi per l'armonia dell'universo,Le Scienze, Milano 1988¹ 2013².

Newton

• Niccolò Guicciardini,Newton. Un filosofo della natura e il sistema del mondo,Le Scienze, Milano 1988¹ 2013².

Voci correlate

• Geocentrismo
• Sistema geocentrico
• Sistema eliocentrico
• Sistema ticonico
• Rivoluzione scientifica
• Rivoluzione astronomica
• Niccolò Copernico
• Giordano Bruno
• Tycho Brahe
• Giovanni Keplero
• Galileo Galilei
• Isaac Newton
• The Unreasonable Effectiveness of Mathematics in the Natural Sciences

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Collegamenti esterni

• (EN)Copernican system,suEnciclopedia Britannica,Encyclopædia Britannica, Inc.
• Gianni Bonera,Dal sistema tolemaico alla rivoluzione copernicana,suppp.unipv.it.URL consultato il 9 agosto 2014.
• Rivoluzione scientifica, Dizionario di filosofia, Treccani (2009),sutreccani.it.URL consultato il 12 agosto 2014.
• Franco Piperno,Variazioni sul cielo. Il sistema eliocentrico di Copernico (1473-1543),sulcs.unical.it.URL consultato l'11 agosto 2014(archiviato dall'url originaleil 18 luglio 2016).