FISICA

fisica

FISICA

Dopo aver descritto i modelli cosmologici, eliocentrici e geocentrici e le ragioni del loro affermarsi, enuncia le 3 leggi del moto dei pianeti di Keplero, la legge di gravitazione universale di Newton e spiega perché il peso di un corpo varia, mentre la massa è una caratteristica universale.

Nel corso della storia, varie sono state le ipotesi sulla collocazione del Sole e della Terra nell'Universo. Il primo ad elaborare una ipotesi geocentrica fu Eudosso di Cnido (408-355 a.C.), che elaborò una teoria che assumeva la Terra immobile al centro dell'universo. Tutti i pianeti, compreso il Sole, si muovevano intorno alla Terra seguendo orbite circolari, tutte concentriche alla Terra. Ciascun pianeta era sostenuto da un certo numero di sfere concentriche, "annidate" l'una nell'altra, motivo per il quale, molti secoli dopo, il sistema divenne noto come sistema delle sfere omocentriche. Aristotele nel III sec. a.C. portò avanti la teoria di Eudosso di Cnido, sostenendo che il mondo celeste fosse costituito di una mateia incorruttibile, l'etere o quintessenza, contrapposto al mondo sublunare costituito dai 4 elementi (terra, acqua, aria e fuoco) che gli davano la natura corruttibile; un altro importante elemento del pensiero aristotelico, fu il collegamento tra la fisica e la metafisica, visto dal filosofo nel "Motore immobile" che era quell'ente che muoveva le sfere celesti e il cosmo, senza però essere mosso da nulla di esterno a sé stesso. Tale concezione condizionò il pensiero occidentale e la scienza fino ai tempi di Galileo. Nel II sec. a.C, l'astronomo Tolomeo propose una teoria che, assumendo la Terra immobile al centro dell'universo, descriveva in temini geometrici e matematici i moti e le posizioni dei pianeti, del Sole e della Luna su uno sfondo di stelle fisse. Il sistema tolemaico prevede che i corpi celesti, quali la Luna, Mercurio, Venere, il Sole, Marte, Giove e Saturno, ruotino intorno alla Terra percorrendo orbite perfettamente circolari, dette deferenti. Per spiegare le irregolarità osservate nei moti dei pianeti e i cambiamenti di dimensione e di luminosità dei corpi celesti, Tolomeo sostenne che solo il Sole percorresse il proprio deferente con moto uniforme, e che la Luna, e in generale gli altri pianeti, si muovessero su piccoli cerchi, detti epicicli, i cui centri si muovevano a loro volta sui relativi deferenti. Il sistema tolemaico elaborato con la complessa teoria degli epicicli poteva giustificare la maggior parte delle osservazioni astronomiche dell'epoca, ma faceva ricorso a procedimenti geometrici estranei ai postulati della matematica tradizionale. Contrapposta alla teoria geocentrica, un altro astronomo, Aristarco di Samo, tra il IV e il III sec. a.C. elaborò una ipotesi secondo cui le stelle fisse e il Sole erano immobili; la Terra si muoveva intorno al Sole lungo l'eclittica, ruotando contemporaneamente su se stessa. Aristarco spiegò inoltre l'alternarsi delle stagioni con l'inclinazione dell'asse terrestre, la quale non è perfettamente perpendicolare al piano dell'orbita compiuta attorno al Sole. E' noto, tuttavia, che egli fu condannato per empietà e come corruttore della gioventù per aver insegnato la teoria eliocentrica. La sua principale intuizione, l'eliocentrismo, oggetto di numerose critiche, cadde ben presto nel dimenticatoio, fino all'avvento di Copernico. Questo grande astronomo e matematico polacco, nel XVII secolo, dimostrò che i pianeti ruotavano intorno al Sole descrivendo orbite circolari e che il resto del cielo con le stelle fisse, rimaneva immobile intorno al sistema solare. Negli stessi decenni, Galileo Galilei, grande scienziato toscano, attraverso l'uso del cannocchiale dimostrò l'omogeneità tra il mondo celeste e quello sublunare, dimostrando l'inesattezza del postulato Aristotelico. Alcuni anni più tardi, l'astronomo tedesco Keplero, introdusse, provandolo matematicamente, che i pianeti descrivevano intorno al Sole orbite ellittiche, e dimostrò ciò con 3 leggi: