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Galileo Galilei di Marco Garoni, Paolo Morini e Gianni Tigani |
Traccia della conferenza su Galileo per gli studenti delle Scuole Medie Superiori in occasione della manifestazione “Le Notti Galileiane” – edizione 2004 (relatori Marco Garoni, Paolo Morini, Gianfranco Tigani Sava) Presentazione “Le notti Galileiane” sono un appuntamento con cui la U.A.I. (Unione Astrofili Italiani) intende promuovere la conoscenza delle scienze astronomiche presso il pubblico: quando ormai siamo assuefatti all’idea di ricevere le notizie delle ultime scoperte astronomiche solo dai centri di ricerca situati in gran parte negli Stati Uniti, vale la pena ricordare che il primo uomo che puntò un telescopio al cielo con il preciso scopo di svolgere un’indagine scientifica fu il pisano Galileo Galilei. Come astrofili apprezziamo moltissimo le immagini che giungono quotidianamente dal telescopio spaziale Hubble, ma crediamo molto nel valore delle osservazioni amatoriali. Soprattutto ci divertiamo molto a praticarle: il divertimento è una componente essenziale dell’astronomia amatoriale, e fa superare le difficoltà che a volte si incontrano in questo hobby quasi estremo, praticato di notte, al buio e spesso al freddo.
M1 fotografata dall’osservatorio di Bastia - RavennaIl Periodo Storico e le prime attività astronomiche di Galileo
Pare certo che i primi interessi astronomici di Galileo ( 1564 - 1642) risalgano all’età di tredici anni, quando uno zio lo invogliò alla osservazione di una cometa. Ma qual era lo stato dell’arte della conoscenza dell’universo a quell’epoca ? La nuova concezione copernicana dell’universo iniziava a diffondersi (ricordiamo che il “De rivolutionibus” di Copernico era stato pubblicato 21 anni prima della nascita di Galileo), tuttavia la concezione dell’universo più diffusa e accettata era quella del sistema tolemaico. Nel sistema tolemaico esisteva una netta distinzione fra mondo celeste e mondo terrestre: mentre quest’ultimo è il mondo del mutamento, della nascita e della morte, della generazione e della corruzione, il cielo è invece inalterabile e perenne. I suoi moti sono regolari, in esso nulla nasce o si corrompe ma tutto è immutabile ed eterno. Le stelle ed i pianeti non sono formati dagli stessi elementi che compongono gli oggetti del mondo sublunare e cioè terra, acqua, aria e fuoco: sono costituiti da un quinto elemento, una quinta essentia , l’etere, che è imponderabile, cristallino, solido, trasparente, non soggetto a modificazioni. Al moto rettilineo che è tipico del mondo terrestre e sublunare, si contrappone quello circolare uniforme e perenne dei corpi celesti. Il moto circolare è un moto perfetto e quindi adatto alla natura dei cieli: non ha inizio e non ha fine, non tende verso qualcosa, prosegue in eterno. La sfera divina, o primo mobile, produce quel moto che si trasmette per contatto alle altre sfere e giunge sino al cielo della luna che è il limite inferiore del mondo celeste. La terra è immobile al centro dell’universo. Questa concezione dell’universo, teorizzata da Tolomeo (vissuto ad Alessandria nel 2° secolo d.c.), la si trova esposta nel suo “Almagesto”, rimasto fondamento del sapere astrologico ed astronomico per più di un millennio. Ben pochi erano disposti dopo più di mille anni a mettere in crisi o dubitare di questa visione del mondo e nella scelta fra una nuova verità ed il vecchio errore gli uomini di scienza furono molto cauti, respingendo in genere tutto quanto contrastava con il rassicurante sistema consolidato da secoli. Per esempio, in uno dei poemetti didascalici più diffusi al tempo di Galileo, scritto da Guillaume du Bartas (1544-1590)e letto in tutta Europa si legge: Si aggirano pel mondo alcuni folli, spiriti sciocchi, a correre non usi la quieta acqua dei mari comuni. Tali sono (nel mio pensiero almeno) quei dotti che ritengono (quanto assurda sia questa beffa giudica tu stesso) che né il cielo né le stelle attorno al globo terrestre compiano le loro eterne danze, ma che la terra la sua mole enorme volga in ventiquattrore sul suo asse, simile ai mozzi, che abituati a terra, iniziano la prima volta a navigare, e che, mentre la nave prende il largo, han l’impressione che fugga via la riva. Per risolvere una serie di problemi legati al modello tolemaico (era praticamente impossibile calcolare la posizione di un pianeta per un periodo di tempo abbastanza lungo), Tycho Brahe, astronomo danese autodidatta, ideò il cosiddetto “sistema intermedio”, una ipotesi a metà strada fra quella tolemaica e quella copernicana. Tycho fu un acuto e paziente osservatore e osservava i pianeti in modo continuo, annotandone la posizione rispetto alle cosiddette stelle fisse. Per Tycho le sfere non esistono realmente nei cieli, vengono ammesse solo a beneficio dell’apprendimento. Le comete si muovono non nelle regioni sublunari ma nel cielo. “.. secondo la mia opinione, scriverà a Keplero, la realtà di tutte le sfere deve essere esclusa dai cieli”.
Il cielo è fluido e libero, aperto in tutte le direzioni, tale da non opporre ostacolo alla libera corsa dei pianeti che non è regolata da alcun rotolamento di sfere. La terra però rimane immobile al centro dell’universo. Intorno alla terra ruotano il sole e la luna, ma gli altri cinque pianeti conosciuti ruotano intorno al sole. Il sistema ticonico, a parte la posizione della terra, è equivalente a quello copernicano, ne conserva tutti i vantaggi matematici ma evita ogni ragione di conflitto con le sacre Scritture e non comportava l’abbandono del principio così fortemente radicato dell’immobilità e centralità della terra. Nel dibattito fra i sostenitori della vecchia e nuova astronomia non mancarono le polemiche aspre, i rifiuti tenaci e aprioristici, le ostinate manifestazioni di incredulità. Questi atteggiamenti provenivano soprattutto dagli ambienti della cultura accademica imperante legata alle posizioni dell’aristotelismo intransigente.
L’ipotesi della “pluralità dei mondi” (fra i quali si contavano la Luna, Venere, Marte …) era stata teorizzata dall’eretico Giordano Bruno ed era contraria all’insegnamento di Aristotele e della Chiesa. La gente “pia” si sentiva offesa dal concetto stesso della “pluralità dei mondi” e altre simili idee, ma sempre più spesso le conoscenze tramandate dal mondo antico cominciavano ad essere sottoposte al vaglio dell’osservazionee dell’esperimento da uomini di grande valore, come appunto Galileo. Molti aristotelici riuscivano comunque ad inserire abilmente le novità nel sistema antico con cavillosi ragionamenti, all’apparenza perfettamente logici, senza neanche preoccuparsi di verificare i fatti. Il padre Benedetto Castelli, amico di Galileo, fece una volta un esperimento: un giorno gli capitò di dire ad un giovane, allievo di un filosofo aristotelico, che esponendo al sole un mattone verniciato metà di bianco e metà di nero la parte nera si sarebbe scaldata di più. Curioso di sapere la spiegazione che ne avrebbe dato il filosofo, propose al giovane di chiedergliela ma ponendo il risultato al contrario. Il filosofo, come scrive lo stesso Castelli, rispose subito all’allievo: ”...oh ... non sapete voi la ragione?, ella è facilissima: ve la dirò io. E cominciò a entrare in laberinto del bianco e del nero, e di certe bollicelle che si trovano nel bianco e di mille cose sottili che non le saprei spiegare. Basta che in sostanza si venne a rendere la ragione perchè il bianco si scalda più del nero” Il giovane riferì al padre Castelli la risposta del filosofo e ne risero entrambi a lungo, poi fecero l’esperimento e toccarono con mano che la parte nera quasi scottava in confronto a quella bianca. Il giovane tornò dal filosofo aristotelico e riferì il risultato dell’esperimento. Questi, prima affermò che la cosa non era possibile, poi manifestò qualche dubbio, e infine con tutta la sua filosofia riuscì a dimostrare perché la parte nera si scaldasse più della bianca e lo fece meglio di come prima aveva dimostrato il contrario. Alla cultura aristotelica dominante faceva da spalla l’insegnamento astrologico che aveva salde radici nell’antichità. L’astrologia gioca un ruolo molto ambiguo nella storia della scienza, e continua a farlo anche ai giorni nostri. Tycho Brahe giunge ai suoi studimuovendo da interessi astrologici e non rinunciò mai a vedere nell’astrologia una legittima applicazione pratica della sua scienza. Anche Keplero praticò l’astrologia ed effettuò molte predizioni. Lo stesso Galileo, che disdegna le filosofie occulte, fa oroscopi per il Granduca di Toscana. Il lavoro di Galileo si inserì dunque in un panorama culturale complesso. Una delle prime attività scientifiche di Galileo come astronomo ebbe luogo nel 1604, quando apparve nella costellazione del Serpentario un nuovo corpo luminoso, una stella “nova”. Galileo dimostrò che non possedeva una parallasse, cioè che la sua posizione apparente non variava, da qualunque punto si osservasse. La parallasse è lo spostamento angolare apparente di un oggetto quando viene osservato da due punti di vista diversi. Oggi sappiamo che la parallasse delle stelle fisse è tanto piccola, a causa della loro enorme distanza, da non poter essere rilevabile con gli strumenti dell’epoca: tuttavia proprio l’impossibilità di rilevare una parallasse veniva portata dai tolemaici come una ulteriore prova, ove ce ne fosse ancora bisogno, del fatto che la terra era immobile al centro dell’universo e che le stelle fisse si trovavano in quella zona esterna del cielo, immutabile e immobile, così come asserito da Aristotele. Nelle regioni più vicine alla terra, meno perfette e incorruttibili, si trovavano invece quei corpi più imprevedibili come le meteore e le comete.
Per Galileo l’impossibilità della misura della parallasse era invece dovuta proprio all’enorme distanza della stella nuova - che quindi si trovava in quella regione che non poteva più considerarsi eternamente immobile ed incorruttibile. Nell’approccio galileiano ai problemi di tipo scientifico una sola eccezione poteva bastare per mettere in crisi una teoria. Anche Tycho Brahe nel 1572 aveva posto una stella nuova, apparsa in quell’anno, al di là della luna, e in questo senso Galileo succedette a Tycho nella lotta contro l’idea di incorruttibilità ed immutabilità dell’universo. Paolo Maffei, illustre astronomo italiano, ha affermato che
LA VITA DI GALILEO Galileo nacque nel 1564 a Pisa, da famiglia di antiche origini, ben nota a Firenze, e di condizioni economiche modeste. Si può anzi dire che il problema della “vil moneta” avrebbe accompagnato Galileo per la maggior parte della sua vita. Il padre, Vincenzo Galilei, era un musicista famoso che assieme ad altri eruditi, musicisti e poeti si impegnò a far rivivere la tragedia greca classica con l’accompagnamento della musica: dal loro lavoro si sviluppò il melodramma. Scrisse inoltre un libro sulle nuove tendenze dell’accordatura degli strumenti, e il suo maestro di musica cercò di impedirne la pubblicazione. Vincenzo tanto fece che riuscì a dare alle stampe il suo libro: una determinazione e un senso di sfida all’autorità che ritroveremo in Galileo. Galileo visse a Pisa per i primi 10 anni della sua vita, poi la famiglia si trasferì a Firenze e lui fece ritornò a Pisa a 17 anni per iscriversi alla Facoltà di Medicina per volere del padre Vincenzo, che sperava di avviare il figlio a una professione ben remunerata per farsi aiutare a sbarcare il lunario e costituire una dote per le 4 figlie. A 19 anni Galileo fu introdotto alla conoscenza della geometria e questa per lui fu una rivelazione: probabilmente stava studiando qualcosa che non gli piaceva e finalmente trovò la sua vocazione. Galileo non completò gli studi di medicina, e il padre Vincenzo lo contrastò non poco nei nuovi studi – considerati poco utili dal punto di vista pratico e che al più gli avrebbero procurato una aristocratica povertà. A 21 anni, nel 1585, ritornò a Firenze, senza aver conseguito alcun titolo accademico. Si occupò di studi di carattere letterario (tenne infatti conferenze sull’Inferno di Dante) e matematico (pubblicò alcuni saggi sull’idrostatica e sul baricentro dei corpi solidi). La fama che questi ultimi saggi gli procurarono fra gli esperti, gli consentì di ottenere un incarico di tre anni come professore di matematica presso l’Università di Pisa. A causa dello straripamento dell’Arno Galileo ritardò ad andare a Pisa e rimase assente per le prime sei lezioni, e per queste assenze si vide multato. Inoltre, alla fine dell’anno accademico, gli decurtarono ancora lo stipendio a causa del suo rifiuto di indossare gli abiti prescritti dalle norme accademiche per i docenti. Galileo considerava le vesti ufficiali una seccatura pretenziosa e si fece beffe della toga in un poemetto di 300 versi che fece il giro della città. In quegli anni Galileo iniziò a studiare il sistema copernicano (abbiamo già ricordato che il “De rivolutionibus” di Copernico era stato pubblicato 21 anni prima della sua nascita) ma tenne per sé il risultato di questi studi.
Si rivelò comunque un approccio di Galileo alla matematica che non era quello della ricerca e scoperta delle armonie presenti nella creazione (tipico atteggiamento di Keplero), ma quello di sviluppare strumenti per la discussione quantitativa e coerente dei problemi concreti. Quando nel 1592 il suo incarico a Pisa non fu rinnovato, Galileo si trovò senza impiego e con gravi problemi economici da risolvere. La morte del padre nel 1591 aveva riversato su di lui pesanti responsabilità per mantenere la madre, 3 sorelle e 2 fratelli, quando il suo modesto salario di professore di matematica era di 60 scudi all’anno. Nel campo più onorato della filosofia i docenti guadagnavano da 6 a 8 volte tanto, un padre confessore poteva contare su 200 scudi l’anno, un bravo medico circa 300. I comandanti dell’esercito toscano … da 1000 a 25000 ! Grazie a una raccomandazione ottenne un impiego a Padova: quella di Padova era l’Università della Repubblica Veneta e, nonostante uno stipendio iniziale relativamente misero (180 fiorini), Galileo si trovò in un ambiente a lui molto congeniale – va notato comunque che i 180 fiorini significavano per Galileo triplicare il proprio reddito. Qual’era l’aria che si respirava in quegli anni ? Mentre nelle altre città e regioni incombevano guerre civili, la paura dei tiranni, tasse esagerate e inquisizioni che rendevano difficile l’esercizio delle arti e della cultura, Venezia ne era del tutto immune. In essa confluivano coloro che aspiravano a vivere nella massima libertà. Ricca di possibilità di lavoro, la città contava alla fine del secolo 150.000 abitanti. Numerosi i greci, i turchi, i tedeschi, gli inglesi e gli olandesi. Il rappresentante del papa si crucciava della decisione del governo veneto di non far processare ebrei e presunti eretici dal Tribunale della Santa Inquisizione. Preoccupazione ancora più grande era determinata dalla decisione di favorire l’insediamento di mercanti inglesi e olandesi, molti dei quali di fedeprotestante, allo scopo di rivitalizzare il commercio. In questo clima l’Università di Padova richiamava studenti da tutta Europa, e garantiva loro il diritto alla proclamazione a dottori senza richieste di impegni nel professare la fede cattolica.
Un alto prelato scrisse che l’unica cosa che premeva alla repubblica di Venezia, era il proibire che tutti questi forestieri dessero scandalo nei luoghi pubblici – nelle loro case potevano vivere e comportarsi come meglio li aggradava. Galileo prese subito in affitto una grande casa, subaffittò alcune stanze a studenti stranieri e mise su una bottega artigiana – un embrione di laboratorio scientifico. In questa bottega inventò uno strumento noto come il “compasso geometrico e militare”, utile in parecchie costruzioni grafiche: la costruzione e la vendita nella sua bottega di questi compassi costituiva anche un buon affare commerciale. Tutto lascia pensare che la maggior parte delle scoperte di meccanica siano maturate a Padova, tuttavia Galileo in questi anni pubblicò pochissimo. La sua pubblicazione più famosa aveva per titolo le “Operazioni del compasso geometrico et militare”. In pratica era il manuale d’uso del compasso militare (ed era venduto assieme al compasso stesso): lo strumento si era guadagnato una certa notorietà e diffusione,e poiché le garanzie sul diritto d’autore erano molto vaghe, non erano mancati i plagiatori. Scopo di questo scritto era in buona parte quello di costituire un precedente e tutelare così la proprietà intellettuale dello strumento. Tuttavia l’anno successivo alla pubblicazione, siamo nel 1607, esce un libro di un certo Baldassarre Capra che si attribuiva il merito dell’invenzione e accusava Galileo di plagio. Capra era un giovane di famiglia non ricca che si era stabilito a Padova per studiare, ansioso di farsi pubblicità con qualsiasi mezzo. La difesa di Galileo “Difesa contro alle calunnia e imposture di Baldassar Capra milanese”raccoglie con puntigliosità e con astio tutte le prove contro il Capra, e una dissertazione veramente acida sull’incapacità intellettuale del Capra stesso ad affrontare i problemi della geometria … Sempre in quegli anni conobbe Marina Gamba, veneziana, che visse in intimità con Galileo per 12 anni e gli diede tre figli – tuttavia non si sposarono e vissero sempre in case separate. Circa il mancato matrimonio, era tradizione degli eruditi rimanere celibi, e si ipotizza che Marina Gamba, veneziana e semplicemente figlia di Andrea Gamba, cioè priva di qualunque titolo, non potesse stare sullo stesso piano della povera ma nobile famiglia Galilei. Nei primi anni del 600 lo stipendio gli fu portato a 320 fiorini, ma le spese erano sempre superiori, dato che nel frattempo la sorella Virginia si era sposata e Galileo aveva dovuto provvedere alla sua dote.
E arriviamo al 1609, un anno cruciale. Gli era giunta voce che era stato inventato uno strumento ottico tramite il quale gli oggetti visibili e distanti si vedevano come se fossero vicini: Galileo ricostruì una versione di questo “occhiale”, “Perspicillum”in latino (il termine telescopio fu introdotto successivamente) , lo usò per osservare gli oggetti terrestri e si rese conto della sua importanza dal punto di vista pratico. In agosto del 1609 scrisse al Doge per offrirgli l’occhiale. Nella lettera al Doge si tace dei precursori della sua invenzione e si lascia intendere che lo strumento è stato “cavato dalle più recondite speculazioni di prospettiva”, sottolineando la possibilità di poter osservare le flotte nemiche in mare e prevederne con largo anticipo le mosse. Mentre nel “Sidereus Nuncius” sono ricordate tutte le informazioni e le notizie ricevute circa il cannocchiale stesso (lo scrive il Galileo accademico rivolgendosi agli altri studiosi), quando scrive al doge ha bisogno di impressionare i politici e i militari. Come riconoscimento fu offerto a Galileo l’insegnamento a vita a Padova e uno stipendio di 1000 fiorini l’anno, una somma senza precedenti per un incarico accademico. Fu nell’inverno del 1609 che Galileo decise di passare la maggior parte delle notti all’aperto, piuttosto che in camera vicino al fuoco per scrutare il cielo con il nuovo strumento, e il risultato delle sue osservazioni fu affidato al Sidereus Nuncius. Sono molteplici le rivendicazioni circa l’invenzione del cannocchiale, e su chi lo abbia puntato per primo al cielo, ma è da tutti riconosciuto che Galileo fu il primo ad accorgersi dell’enorme importanza delle cose viste e di come esse si inserivano in modo perfetto nella concezione copernicana, mentre risultavano in netto contrasto con la vecchia astronomia. Il Sidereus Nuncius è un piccolo libro, scritto in poco tempo e pubblicato da un oscuro tipografo ingaggiato personalmente da Galileo. Il Sidereus venne scritto nella lingua internazionale del latino per rivolgersi agli studiosi, anche se Galileo non padroneggiava il latino come la lingua italiana. A qualcuno lo stile sembrava arido, in contrasto ad esempio al latino di Keplero, scienziato dotato di una cultura umanistica poderosa. Galileo fu rivoluzionario anche nello stile, moderno e facile a leggersi, e nell’evitare gli aneddoti e le digressioni metafisiche. Soprattutto nella descrizione delle osservazioni lunari Galileo rinuncia alle citazioni dei testi letterari e ad echeggiare l’immaginario popolare, va subito al sodo spogliando i concetti che desidera esporre di tutti gli accessori. Il testo è continuo, senza suddivisioni in capitoli, ma è accuratamente scandito nei suoi argomenti:
Il Sidereus rappresentò anche la fondazione di un genere letterario nuovo, il rendiconto scientifico di fenomeni fino ad allora ignoti, esposto con una prosa incisiva e agile nel ragionamento. Italo Calvino era un grande estimatore di questo modo di esporre e nelle sue Lezioni Americane richiama la metafora del cavallo espressa a suo parere per la prima volta da Galileo: “Se il discorrere circa un problema difficile fosse come portar pesi, dove molti cavalli porteranno più sacca di grano che un caval solo, io acconsentirei che molti discorsi facessero più che uno solo; ma il discorrere è come il correre, e non come il portare, e un caval barbero solo correrà più che cento frisoni.”
La prima tiratura del Sidereus, 550 copie, andò esaurita in meno di una settimana: l’ambasciatore inglese a Venezia, con lo spirito del cacciatore di notizie strane, si affrettò a inviarne una copia al re Giacomo I, comunicando che secondo lui il libro e il suo autore sarebbero presto diventati o straordinariamente famosi o straordinariamente ridicoli. Così come aveva regalato il telescopio a Venezia, nel Sidereus Galileo offriva Firenze i satelliti di Giove, denominandoli Astri Medicei e aveva dedicato il libro al Granduca Cosimo II de’ Medici. A Firenze il granduca Cosimo I, a metà del 500, aveva adattato la mitologia classica alla famiglia Medici e aveva proposto sé stesso come incarnazione del cosmo, come lasciava intendere il suo nome. E aveva convinto la cittadinanza fiorentina che i Medici erano destinati a strappare il potere alle altre famiglie aristocratiche, che avevano governato la città in modo molto contrastato. Come capostipite di questa nuova dinastia di potenti, Cosimo I si identificava anche con il pianeta Giove e riempì il Palazzo della Signoria, dove viveva e regnava, di affreschi che ribadivano questo tema. Nessuna dedica poteva essere più gradita di quella di Galileo. Ancor prima delle rivelazioni del telescopio Galileo aveva deciso di lasciare la città e tornare a Firenze, e questa dedica era una ottima carta da giocare durante le trattative per le condizioni del trasferimento. Galileo aveva già in mente il disegno del “Dialogo sui Massimi Sistemi”, e dato che la sua giornata era divisa fra l’insegnamento e la risoluzione di problemi tecnici, cominciava a sentirsi compresso da una quotidianità che non gli lasciava il tempo di dedicarsi agli studi ai quali teneva di più. Liberarsi dalle mille piccole incombenze e potersi dedicare allo studio era un sogno che il trasferimento a Firenze poteva rendere possibile. Parallelamente a Venezia l’interesse per il cannocchiale era già esaurito, e gli studi astronomici di Galileo erano considerati come inutili “girandole”, di scarso profitto rispetto alla meccanica. Inoltre i contrasti con l’autorità della Chiesa avevano diviso la classe dirigente fra i fautori della piena indipendenza da Roma e il gruppo moderato e conservatore, devoto ai gesuiti e disposto al compromesso con la Chiesa. Da questi dissidi Galileo si tenne accuratamente in disparte, e non se ne trova traccia nei suoi scritti, tuttavia si instaurò un certo senso di disagio e si profilavano scelte imbarazzanti. Nel 1610, anno di pubblicazione del Sidereus, Galileo lascia Padova, e viene nominato Primario Matematico e Filosofo del Granduca di Toscana, Cosimo II de’ Medici. Per Galileo è certamente un trionfo, con qualche piccola ombra in tanta luce. A Padova, oltre alla carriera Universitaria, lasciò Marina Gamba e al suo ritorno a Firenze mise le figlie in convento – anche tenendo conto dei costumi del tempo rimangono scelte amare. Da Venezia l’amico Sagredo si congratulava malo metteva in guardia sui vantaggi che perdeva in una lettera profetica: avrebbe mai trovato un clima di libertà e tolleranza come nella città che lasciava? Il contrasto fra la chiesa e il copernicanesimo si fece più aspro, e nel 1616 le autorità ecclesiastiche decisero di censurare alcuni brani del De Rivolutionibus di Copernico – il che era già una concessione, il libro poteva essere bandito del tutto. Ad esempio, in una pagina della copia del De Rivolutionibus appartenuto a Galileo, il titolo del paragrafo “Dimostrazione del triplice moto della Terra” è cancellato, e corretto con la frase “Sulle ipotesi del triplice moto della Terra e la sua spiegazione”… Galileo fu messo in guardia dal parlare troppo energicamente in favore del sistema copernicano, anche se non gli venne impedito l’insegnamento dello stesso. Il lavoro di Galileo degli anni trascorsi a Firenze portò infine alla pubblicazione del Dialogo sui Massimi Sistemi nel 1632.
Nel frontespizio del Dialogo è rappresentata una disputa cosmologica fra Aristotele a sinistra, Tolomeo in centro e Nicolò Copernico a destra – quest’ultimo reca in mano un simbolo dell’eliocentrismo. Dopo una serie di discussioni precedenti con il papa Urbano VIII, Galileo si era accordato per scrivere un resoconto neutrale sui sistemi Tolemaico e Copernicano, ma il Dialogo era tutt’altro che imparziale. Il dialogo è sostenuto da tre personaggi: un copernicano, un ottuso ed ostinato seguace di Aristotele e di Tolomeo e un personaggio imparziale che dovrebbe essere persuaso da una delle due teorie. Le condizioni imposte per la pubblicazione sono osservate solo in parte e le vere opinioni di Galileo emergono chiaramente. Il copernicano appare il migliore dei tre mentre l’aristotelico viene caratterizzato come irrimediabilmente stupido. Le ipotesi di Galileo espresse nel libro vanno ben al di la delle teorie copernicane tanto da portare all’apice la controversia con la chiesa; nel 1632 la vendita del libro fu proibita ed il suo contenuto sottoposto all’ esame di una commissione speciale (il tribunale dell’Inquisizione) che nel 1633 lo processa per eresia e lo condanna al carcere a vita. Galileo trascorse gli anni successivi agli arresti domiciliari in una villa ad Arcetri, vicino a Firenze, continuando a lavorare, a scrivere, a pubblicare all’estero. Divenne quasi cieco nel 1638 e continuò a scrivere opere e lettere, dettandole ad alcuni devoti discepoli, fra cui il faentino Evangelista Torricelli, una stella di prima grandezza della fisica del ’600. Muore nel 1642. L’occhiale di GalileoIl cannocchiale (cannone-occhiale) è probabilmente lo strumento che più ha influenzato la storia della nostra cultura. Ancora oggi, appassionati e non, sono attratti da quell’”occhiale, per mezzo del quale gli oggetti visibili, pur distanti assai dall’occhio di chi guarda, si vedevan distintamente come fossero vicini”… L’invenzione del cannocchiale ha rivoluzionato la conoscenza del mondo ma, come spesso accade, la sua nascita è dovuta ad una serie di studi e anche di casualità distribuite lungo molti secoli. Questo strumento riflette in qualche modo la complicata vicende galileiana e la situazione di tutto il ‘600. Già nel X secolo alcuni studiosi arabi (in particolare Alhazen le cui opere saranno di ispirazione a moltissimi studiosi tra cui Keplero) studiavano gli effetti della rifrazione della luce e il meccanismo di formazione dell’immagine nel nostro occhio. In Europa le prime lenti nascono nel XIII secolo ed erano perlopiù prodotte da maestri vetrai veneti e fiorentini (il primo documento scritto riguardante le lenti risale al 1284, il primo occhiale in assoluto della storia fu ideato e costruito molto probabilmente nel 1286 dal frate Alessandro Spina presso il convento domenicano di S. Caterina in Pisa). Già nel ‘500 l’idea di mettere insieme due lenti per vedere le cose lontane, aveva prodotto alcuni strumenti con un paio di ingrandimenti usati soprattutto in campo militare. La costruzione di questi occhiali non si basava però su alcuna teoria ed era affidata, anziché a “scienziati”, ad abili artigiani. La scienza ufficiale era concentrata sullo studio delle sfere e degli specchi sferici poiché solo la sfera era considerata una forma perfetta. L’origine modesta delle lenti è sottolineato dallo stesso nome: lente dal latino lenses e cioè lenticchia. Nel 1583 George Bartisch accusa gli occhiali di non avere capacità effettivamente correttive e invita i portatori di questi curiosi strumenti a far uso di “un buon purgante che pulisca il corpo dagli umori superflui che rischiara di più e contro i mali oculari dovuti a stregoneria portare al collo il cuore e gli occhi di civetta essiccati all'aria”…
Nonostante l’indifferenza ed a volte anche l’avversione contro le lenti (spesso considerate strumento “magici”, creatori di illusioni) è sempre nello stesso periodo che cominciano alcuni studi metodici della rifrazione. Vale la pena ricordare l’abate Francesco Maurolico (Messina, 1494-1575) che introdusse per primo il concetto di Raggio Luminoso e studia la formazione delle immagini virtuali. I suoi lavori passarono praticamente inosservati e furono rispolverati solo qualche decennio dopo da Keplero. Maggiore considerazione ebbero i lavori di Giambattista (Giovanni Battista) della Porta (Napoli, 1535-1615). Di ricca famiglia, frequentò sempre ambienti “scientifici” e le ricchezze di famiglia erano sufficienti a permettergli di dedicarsi completamente ai suoi studi. Sin da giovane si occupa di tutti quei fenomeni insoliti e misteriosi che la scienza ufficiale trascura perché non hanno apparente spiegazione. Nel 1558 pubblica la prima edizione del “Magiæ Naturalis,sive de miraculis rerum naturalium” (in 4 tomi) ma è nella seconda edizione del 1589 (divenuta di 20 tomi) che il della Porta inizia a parlare di ottica. In quest’opera riferisce che nel 1580 si recò a Murano per “fare un istrumento per vedere lontano”. Nel 1593 pubblica il “De Refractione optices” in cui abbozza alcune teorie sulla rifrazione e in cui troviamo anche un primo “progetto” di cannocchiale. Della Porta formò una società, l’“Accademia secretorum naturæ”, dedicata alla discussione ed allo studio della natura, che si riuniva regolarmente a casa sua. Tale società fu chiusa dall'Inquisizione nel 1578.
Nel 1585 egli si unì all'Ordine dei Gesuiti, ma questo non impedì all'inquisizione dal mettere al bando il suo lavoro dal 1594 al 1598. Nel 1610 viene ammesso all’Accademia dei Lincei mentre nel 1612 viene nominato Vice-Principe del Linceo di Napoli, la prima e unica sede distaccata dell'Accademia. Il della Porta, ancora oggi, è un personaggio di estrema modernità. Ricordiamo solo un paio di sue parole: “…l'uomo non è influenzato dagli astri ma è, invece, modificato, nell'aspetto e nel carattere, dagli "humori naturali"…” “…i misteri della natura e dell'uomo stesso non sempre si possono spiegare con la scienza ufficiale, ma non per questo sono sempre valide le scienze occulte…” All’inizio del ‘600 uno dei “filosofi” più importanti era però Keplero. La sua prima opera di ottica è del 1604 (Ad Vitellionem Paralipomena) in cui troviamo i primi fondamenti dell’ottica geometrica: “…un corpo luminoso é un aggregato di punti che fungono da vertici di coni di raggi, [radii], che entrano nella pupilla dell’occhio”. Un occhialaio di Middelburg, tale Hans Lipperhey, presentò nel 1608 agli Stati Generali d'Olanda una richiesta di brevetto per un nuovo strumento ottico. Una lente convessa (da presbite) e una lente concava (da miope), montate alle estremità di un tubo lungo poco più di un palmo, ingrandivano fino a tre volte gli oggetti lontani. Purtroppo per Lipperhey, in pochi giorni anche altri occhialai olandesi rivendicarono l'invenzione. Galileo, che certamente conosceva il della Porta ed anche Keplero (anche se non si sono mai incontrati i due avevano un interessante rapporto epistolare) probabilmente non lesse le opere dei due “colleghi” e viene a sapere del cannocchiale da alcuni suoi conoscenti. “Circa dieci mesi fa ci giunse notizia che era stato costruito da un certo Fiammingo un occhiale, per mezzo del quale gli oggetti visibili, pur distanti assai dall'occhio di chi guarda, si vedevan distintamente come fossero vicini; e correvan voci su alcune esperienze di questo mirabile effetto, alle quali chi prestava fede, chi no. Questa stessa cosa mi venne confermata pochi giorni dopo per lettera dal nobile francese Iacopo Badovere, da Parigi…” Galilei non fu certamente l’inventore del cannocchiale e d’altro canto non rivendica mai l’invenzione ma piuttosto il suo perfezionamento. Nel 1609 si procurò uno strumento olandese, lo esaminò e ne comprese il principio base (sostanzialmente meccanico e non ottico). Dapprima riprodusse lo strumento, quindi, associando a lenti frontali convesse (positive) poco potenti delle lenti posteriori concave (negative) sempre più potenti, ne accrebbe sensibilmente la capacità d'ingrandimento. “…questo fu causa che io mi volgessi tutto a cercar le ragioni e ad escogitare i mezzi per giungere all'invenzione di un simile strumento, che poco dopo conseguii, basandomi sulla dottrina delle rifrazioni. Preparai dapprima un tubo di piombo alle cui estremità applicai due lenti, entrambe piane da una parte, e dall'altra una convessa e una concava; posto l'occhio alla parte concava vidi gli oggetti abbastanza grandi e vicini, tre volte più vicini e nove volte più grandi di quanto non si vedano a occhio nudo. In seguito preparai uno strumento più esatto, che mostrava gli oggetti più di sessanta volte maggiori. E finalmente, non risparmiando fatiche e spese, venni a tanto da costruirmi uno strumento così eccellente, che gli oggetti visti per il suo mezzo appaiono ingranditi quasi mille volte e trenta volte più vicini che visti a occhio nudo.” Nonostante tutto il della Porta, sentitosi defraudato dell’invenzione, in una lettera a Federico Cesi, nel 1609 scrive: “…del segreto del cannocchiale l’ho visto et è un coglioneria, et è presa dal mio libro IX De Refractione…”. Anche se quindi non fu Galileo ad inventare il cannocchiale è probabilmente il primo a studiarne metodicamente il funzionamento e certamente è il primo a comprendere le potenzialità. Il 21 Agosto 1609 Galilei (professor Galilei dell’università di Padova) mostrò ad alcuni senatori della Repubblica di Venezia le meraviglie del suo strumento (il primo aveva 9 ingrandimenti). Lo stupore che suscitò questo fu enorme: [dalla Cronaca di ANTONIO PRIULI] “21 Agosto. Andai io [Antonio q.m] … a veder le meraviglie et effetti singolari del cannon di detto Gallileo, che era di banda, fodrato al di fuori di rassa gottonada cremesina, di longhezza tre quarte 1/2 incirca et larghezza di uno scudo, con due veri, uno cavo, l'altro no, per parte; con il quale, posto a un ochio e serando l'altro, ciasched'uno di noi vide distintamente, oltre Liza Fusina e Marghera, anco Chioza, Treviso et sino Conegliano, et il campaniel et cubbe con la facciata della chiesa de Santa Giustina de Padoa: si discernivano quelli che entravano et uscivano di chiesa di San Giacomo di Muran; si vedevano le persone a montar et dismontar de gondola al traghetto alla Collona nel principio del Rio de' Verieri, con molti altri particolari nella laguna et nella città veramente amirabili…” A tale meraviglia però non corrispose un altrettanto riconoscimento in denaro. Galileo infatti, qualche giorno dopo si vide respingere dalla serenissima l’acquisto del suo strumento (egli era solito vendere strumenti, soprattutto un compasso militare, di sua produzione per arrotondare il suo stipendio da lettore di matematica). [da una lettera di Galileo al Doge di Venezia, 24 Agosto 1609]. “Et pertanto, giudicandolo degno di essere dalla S.V. ricevuto et come utilissimo stimato, ha determinato di presentarglielo et sotto l'arbitrio suo rimettere il determinare circa questo ritrovamento, ordinando et provedendo che, secondo che parerà oportuno alla sua prudenza, ne siano o non siano fabricati.” Il doge di Venezia gli concesse solo un aumento di stipendio e la conferma alla cattedra di Padova. Negli stessi giorni, infatti, alcuni consiglieri raccontarono che simili strumenti se ne producevano già e a bassissimi costi. [dalla Cronaca di ANTONIO PRIULI] “Havendo il Dr. Gallileo Gallilei Fiorentino, lettor delle Mattematiche nel Studio di Padoa, presentato in Signoria il giorno d'heri un instrumento, che è un cannon di grossezza d'un scudo d'argento poco più e longhezza di manco d'un braccio, con due veri, l'uno per capo, che presentato all'occhio multiplica la vista nove volte di più dell'ordinario, che non era più stato in Italia, poi che altri dicono non esser sua inventione, ma esser stato retrovato in Fiandra, et che parve miracolo dell'arte, se ben poi doppo se ne sono fatti infiniti, et sono venuti a prezzo bassissimo et nelle mani d'ogn'uno; fu perciò, 25 Agosto, deliberato in Senato di ricondurlo in vita sua alla predetta lettura delle Matematiche, con stipendio de mille fiorini l'anno; se bene egli, o disgustato dal premio, o allettato da maggior speranze, partì poco dopo dal servitio.” Questo episodio deteriorò molto i rapporti tra Galilei e la serenissima convincendolo a cercare un posto presso il Granducato di Toscana alla corte medicea dove si trasferì nel 1610. Nel suo soggiorno a Padova, prima del trasferimento, costruì un nuovo cannocchiale con 20 ingrandimenti. E’ con questo strumento (conservato al museo di storia di scienze naturali di Firenze) che Galileo compie le osservazioni descritte nel Sidereus Nuncius. La prima parte dell’opera si occupa proprio della costruzione del suo cannocchiale, dando precise istruzioni sul come fabbricarne uno. Spiega il tipo di lenti usate e anche come arrivare agli ingrandimenti desiderati.
Fino ad ora non abbiamo parlato di telescopio. Spesso si distinguono i due strumenti solo dall’uso che se ne fa, il primo per uso terrestre l’altro per osservare il cielo. Le differenze sono molto più grandi. Di telescopio possiamo parlare solo con Keplero. Nel 1610 l’astronomo riceve un cannocchiale da Galilei e, con questo strumento, elabora la teoria delle lenti usando i Diottri dando poi alla stampa il trattato Dioptrice. Keplero scrisse, soddisfatto del suo lavoro, a Galileo: “ Ti rendo noto che nei passati Agosto e Settembre ho scritto la diottrica che consta di 149 proposizioni… troverai le piacevolissime cause di ciò che avviene con questi occhiali doppi…” Il pisano rimane sostanzialmente indifferente e continua ad usare i suoi cannocchiali. Sulla base delle teorie kepleriane, nel 1611, Scheiner (astronomo e matematico tedesco, docente di matematica e astronomia a Roma dal 1624 al 1633. Compì di numerosi studi sulle macchie solari, argomento sul quale entrò in polemica anche con Galileo) si costruisce un cannocchiale che, anziché avere una lente frontale positiva ed una posteriore negativa, impiega solo elementi positivi: il telescopio. “Se applicate al tubo due lenti simili, cioè entrambe convesse, e se avvicinerete l'occhio nella maniera giusta, voi vedrete gli oggetti rovesciati, ma aumentati e con una luminosità e una estensione considerevole.” (C. Scheiner, Rosa Ursina). La differenza più macroscopica fra i due strumenti è che il cannocchiale produce un’immagine dritta mentre il telescopio rende un’immagine rovesciata (alto-basso, desta-sinistra) poiché la lente posteriore è posizionata subito dopo il fuoco. Le differenze più sostanziali sono però altre. Con il cannocchiale galileiano il campo risulta molto limitato (Galilei stesso non riusciva ad inquadrare interamente la Luna) e, diaframmando la lente frontale il campo si riduceva ulteriormente (questo effetto però ha permesso a Galileo di stimare la distanza angolare delle stelle usando lamine con fori di diverso diametro posti davanti alla lente foratale).Il telescopio ha soppiantato il cannocchiale (la configurazione galileiana è rimasta solo in binocoli da teatro) poiché, nonostante l’immagine ribaltata, si riescono ad ottenere campi e ingrandimenti maggiori oltre a mantenere una certa luminosità.
Per poter parlare di obiettivo e oculare dobbiamo aspettare qualche anno. I due termini stati introdotti dal frate cappuccino boemo Anton Maria de Rheita che morì a Ravenna nel 1659. Tutti questi eventi, studi ed esperimenti non debbono far pensare ad una rivoluzione dell’ottica. I personaggi che li compirono erano pochi e spesso osteggiati dalla “scienza ufficiale”. Il telescopio, nonostante tutto, in pochi anni si diffonde in tutta Europa e tutti poterono osservare il cielo con occhi diversi, confermando ma spesso smentendo, ciò che Galileo descriveva. La rivoluzione avviata dall’uso di un tal strumento andò ben oltre i confini nazionali ed europei. All’inizio del 1600 i rapporti tra scienza occidentale e orientale ebbero una svolta decisiva. La Cina, per esempio, cessò di essere un paese isolato e gli scambi con l’Europa divennero continui e regolari. Un contributo al cambiamento lo diede l’arrivo di Padre Ricci, divenuto Li Ma-Tou per i cinesi, e la fondazione delle missioni dei Gesuiti. Comprendendo il valore che i cinesi davano all’astronomia ed al calendario egli divulgò i risultati raggiunti in occidente e chiese ai suoi superiori che gli venisse inviato un astronomo capace di aiutare i cinesi soprattutto nella revisione del calendario.
Padre Ricci però morì nel 1610 senza veder esaudito il suo desiderio. In quello stesso anno Galileo pubblicava il Sidereus Nuncius nel quale espose al mondo le scoperte da lui fatte applicando per la prima volta in astronomia l’uso del cannocchiale appena inventato. Pochi anni dopo le sue scoperte saranno note anche in Cina. Nel 1618, infatti, due gesuiti partirono da Lisbona e nel 1623 arrivarono a Pechino portando il primo cannocchiale che pare sia stato introdotto in Cina. Così le meraviglie scoperte da Galileo poterono essere viste direttamente anche in oriente. Uno dei due missionari, padre Schreck era stato allievo di Galileo per cui, mosso dalle stesse intenzioni di padre Ricci chiese a Galileo ed a Keplero un aiuto nella riforma del calendario cinese. Doveva verificarsi a Pechino un eclisse parziale di sole e fu chiesto ai rappresentanti delle astronomie araba, cinese ed europea di effettuare delle previsioni. Le previsioni effettuate dai padri gesuiti furono quelle più vicine alla realtà. L’astronomia cinese si sentì sconfitta e l’imperatore su indicazione del Gran Consiglio incaricò proprio i gesuiti europei della riforma del calendario e Galileo diventò per i cinesi Chia Li-Lueh. La luna di Galileo“In primo luogo diremo dell’emisfero della Luna che è volto verso di noi. Per la maggior chiarezza divido l’emisfero in due parti, più chiara l’una, più scura l’altra: la più chiara sembra circondare e riempire tutto l’emisfero, la più scura invece offusca come nube la faccia stessa e la fa apparire cosparsa di macchie. Queste macchie alquanto scure e abbastanza ampie, ad ognuno visibili, furono scorte in ogni tempo; e perciò le chiameremo grandi o antiche, a differenza di altre macchie minori per ampiezza ma pure così frequenti da coprire l’intera superficie del disco lunare, soprattutto la parte più luminosa: e queste non furono viste da altri prima che da noi.Da osservazioni più volte ripetute di tali macchie fummo tratti alla convinzione che la superficie della Luna non è levigata, uniforme ed esattamente sferica, come gran numero di filosofi credette di essa e degli altri corpi celesti, ma ineguale, scabra e con molte cavità e sporgenze, non diversamente dalla faccia della Terra, variata da catene di monti e profonde valli.”
In queste poche parole è sintetizzata la grande rivoluzione galileiana. Anche in questo caso non fu probabilmente Galileo ad osservare per primo la Luna. Si trovano alcuni disegni del matematico Thomas Harriott databili ai mesi tra Maggio ed Agosto del 1609. Con un cannocchiale da circa 6 ingrandimenti a sua disposizione, Harriott però non ritiene di osservare monti e valli ma strane macchie. Galileo capì per primo ciò che stava osservando dando un’impronta fondamentale alle osservazioni astronomiche. Oltre all’indubbio vantaggio di avere un telescopio con circa venti ingrandimenti, fu essenziale la conoscenza che egli aveva della prospettiva. Galileo era maestro nel disegno prospettico, soprattutto del chiaroscuro, e nella rappresentazione di forme tridimensionali complesse; certamente conosceva gli studi di Leon Battista Alberti e di Lorenzo Sirigatti (membro dell’accademia del disegno) nei quali erano esposti i problemi del chiaroscuro. Il primo sguardo alla Luna ancora oggi, anche con un piccolo telescopio (che certamente sarà di gran lunga migliore di quello galileiano), è uno spettacolo splendido che non lascia indifferenti anche chi la Luna è abituato ad osservarla normalmente. La meraviglia di Galilei doveva essere migliaia di volte maggiore anche se non giunse del tutto impreparato a ciò che riuscì a vedere. Innanzitutto definiamo cosa fosse la Luna alla fine del ‘600. Buona parte delle teorie sull’origine e la natura del nostro satellite erano basate su una concezione aristotelica per la quale la Luna era un corpo lucido e levigato, composta da etere ma, come la Terra, privo di luce propria. Altre teorie, meno diffuse, ma legate a nomi altrettanto importanti (Plutarco, Pitagora, L’insieme di tutte queste conoscenze, profondamente radicate in Galileo, permisero una giusta interpretazione delle osservazioni ed è proprio in questo che sta la grandezza dello scienziato pisano. Iniziamo ora ad osservare la Luna del Galilei.
Le osservazioni raccolte nel Sidereus Nuncius si riferiscono al periodo tra Luglio e Dicembre del 1609 (un’anteprima di quello che avrebbe pubblicato nel breve libro, la troviamo in una lettera del 7 Gennaio 1610 ad Antonio de’ Medici). Di queste osservazioni sono arrivati a noi alcuni resoconti e sette acquerelli originali.Al contrario delle incisioni riprodotte nel Sidereus (di pessima qualità, in cui le proporzioni non sono rispettate e i chiaroscuri sono poco evidenti) questi sette disegni rispecchiano le qualità “artistiche” del Galilei. “Nel quarto o quinto giorno dopo la congiunzione, quando la Luna ci mostra i corni splendenti, il termine di divisione tra la parte scura e la chiara non si stende uniformemente secondo una linea ovale, come accadrebbe in un solido perfettamente sferico, ma è tracciato da una linea ineguale, aspra e assai sinuosa. Infatti molte luminosità come escrescenze si estendono oltre i confini della luce e delle tenebre, e per contro alcune particelle oscure si introducono nella parte illuminata. Di più: anche gran copia di piccole macchie nerastre, del tutto separate dalla parte oscura, cospargono quasi tutta la plaga già illuminata dal Sole, eccettuata soltanto quella parte che è cosparsa di macchie grandi e antiche.”
La “linea” di separazione tra parte illuminata e parte oscura della Luna viene chiamata Terminatore, in questa zona la luce solare arriva obliqua al suolo ed in queste condizioni vengono risaltatati i giochi di chiaroscuro prodotti dalle asperità superficiali, aumentando quindi la percezione dei monti e delle “valli circolari” (così Galileo chiamava i crateri). Il terminatore, al cannocchiale, appare molto frastagliato, le zone illuminate e non sembrando intrecciarsi. Forte delle sue conoscenze dei giochi di luce e di prospettiva, inizia una minuziosa descrizione di ciò che si può osservare sulla Luna facendo continui paragoni con quel che osserviamo sulla Terra costruendo un modello che si rivela estremamente attuale. “Questa superficie lunare, là dove è variata da macchie, come occhi cerulei d'una coda di pavone, appare simile a quei vasetti di vetro che, posti ancora incandescenti in acqua fredda, acquistan superficie screpolata e ineguale, onde son detti dal volgo bicchieri di ghiaccio. Invero le grandi macchie della Luna non si vedono così rotte e ricche di avvallamenti e sporgenze, ma più uguali e uniformi; infatti spuntano solo qua e là piccole zone più luminose, cosicché se qualcuno volesse riesumare l'antica opinione dei pitagorici, cioè che la Luna sia quasi una seconda Terra, la parte di essa più luminosa rappresenterebbe meglio la superficie solida, la più scura quella acquea; e non mai ebbi dubbio che, guardato da lontano, il globo terrestre illuminato dal Sole, la superficie terrea si presenterebbe più chiara, più scura la parte acquea.” Parlando delle grandi macchie scure (i mari) riesce a distinguere nettamente la diversa natura rispetto ai crateri (zone chiare) e le sue “speculazioni” insinuano anche il dubbio che i mari non siano oceani liquidi (questo dubbio è più palese nella lettera ad Antonio de’ Medici). In tutta la prima parte “lunare” del Sidereus Nuncius vengono affiancati successivamente disegni e descrizione dei disegni sempre allo scopo di dimostrare l’esistenza delle asperità lunari. Successivamente Galileo si addentra nella spiegazione di altri due fenomeni. Il primo risponde ad una domanda direttamente conseguente a quello che vede. “Ma a questo proposito so che molti sono grandemente perplessi, e colpiti da una difficoltà tanto grave da costringerli a revocare in dubbio una conclusione spiegata e confermata da tante apparenze. Se infatti quella parte della superficie lunare che più luminosamente rimanda i raggi ha tanti anfratti, protuberanze e avvallamenti, perché, quando la Luna cresce, le parti estreme che guardano a occidente, e, quando decresce, quelle rivolte a oriente, e, nel plenilunio, tutta la circonferenza, non si vede ineguale, scabra e sinuosa, ma esattamente circolare, e senza protuberanza alcuna né cavità? Tanto più che l'orlo intero si compone della sostanza più chiara della Luna, che dicemmo tutta prominenze e cavità; infatti nessuna delle grandi macchie si spinge fino al limite estremo della circonferenza, ma tutte si vedono radunate lontane dall'orlo.” Se sulla Luna ci sono monti valli e asperità, perché il suo contorno non ne mostra? Con grande lucidità e chiarezza propone due spiegazioni: “…se non una sola catena di monti disposta unicamente intorno alla circonferenza, ma molte file di monti con loro valli e anfratti si trovano disposti parallelamente attorno alla periferia della Luna, e non solo nell'emisfero visibile, ma anche in quello invisibile (sempre presso il confine tra l'uno e l'altro), allora un occhio che guardi da lontano non potrà assolutamente vedere il distacco tra le parti elevate e le cavità, perché gli intervalli tra i monti disposti nello stesso cerchio, cioè nella medesima serie, sono nascosti da altri monti disposti in altre e altre file…” e poi “…attorno al corpo lunare come attorno alla Terra c'è una specie d'involucro di sostanza più densa dell'altra aria, che ha potere di accogliere e riflettere le irradiazioni solari, quantunque non sia tanto opaco da impedire alla vista (soprattutto fin quando non è illuminato) di passare.” La parte più interessante di questa “sezione” è la stima dell’altezza dei monti lunari. Il metodousato è estremamente semplice e porta a risultati sostanzialmente verosimili (in media 7.400 metri).
“Nella Luna dunque l'altezza AD, che designa un qualsiasi vertice elevato fino al raggio solare GCD e lontano dal confine C per la distanza CD, supera le 4 miglia italiane. Sulla Terra non vi son monti che giungano a un miglio di altezza perpendicolare: resta dunque evidente che le sopraelevazioni lunari sono più alte di quelle terrestri.” Il paragone con le montagne terrestri però sottolinea quanto poco si conoscessero le altitudini dei nostri monti. Le catene della Luna sono certamente alte ma non più di quelle terrestri salvo qualche sporadico caso (solo i monti Leibniz possono essere paragonati con la catena dell’Himalaia). È curioso il fatto che Keplero, nel suo scritto “Astronomiae Pars Optica” riteneva, più correttamente ma senza il conforto di una dimostrazione geometrica, che i monti della Luna fossero più alti di quelli della Terra solo relativamente al volume dei due corpi celesti ma di fronte ai calcoli di Galileo, Keplero si ricredette e in uno scritto successivo accettò la tesi della superiorità assoluta dei rilievi lunari su quelli terrestri tanto che nel “Somnium de astronomia lunari”, Keplero sostenne che monti e valli lunari sono rispettivamente più alti e più profondi dei monti e valli terrestri. L’ultimo argomento dedicato alla Luna riguarda la Luce Cinerea (debole luce di color cenere chiara che rischiara la parte della Luna non illuminata direttamente dal Sole).
“Mentre la Luna, sia prima che dopo la congiunzione, si trova non lontana dal Sole, il suo globo si offre alla nostra vista non solo dalla parte in cui si orna di corni lucenti ma anche per un breve tratto periferico di tenue chiarore che sembra delineare il contorno della parte tenebrosa, opposta al Sole, e separarla dal campo più oscuro dell'etere stesso.” Diverse erano le spiegazioni che si davano della luce cinerea e Galileo le vaglia tutte escludendole di volta in volta. Non poteva essere luce propria della Luna e nemmeno il riflesso della luce di Venere o delle stelle, ma neanche del Sole. L’unica ipotesi rimasta era quella che fosse luce solare riflessa dalla Terra (già Leonardo da Vinci propose questa ipotesi ed è sua la paternità del termine luce cinerea): “Ecco: giustamente la Terra, grata, rende alla Luna luce pari a quella che essa stessa dalla Luna riceve per quasi tutto il tempo nelle tenebre più profonde della notte.” Questa meticolosa descrizione delle osservazioni lunari può lasciare pochi dubbi ai nostri occhi liberi da molti preconcetti, ma nel ‘600 le cose erano diverse. Ogni elemento descritto da Galilei, se da una parte certamente gli procurò fama a livello europeo, dall’altra alimentava aspre polemiche, non solo su ciò che osservava ma anche sulla natura stessa delle osservazioni (occhiali che imbalordiscono la testa) e sull’attendibilità delle sue interpretazioni. Molti filosofi si affrettarono a cercare spiegazioni ad ogni evento descritto nel Sidereus Nuncius, spiegazioni che concordassero con quanto era prestabilito dalla teoria aristotelica. L’astronomo Giovanni Antonio Magini dall’ateneo Bolognese si affrettò a scagliare maldicenze contro il collega pisano e, nel 1610, Martino Horky pubblicò la Brevissima peregrinatio contra Nuncium Sidereum. Padre Clavio, matematico e gesuita del collegio romano, se in un primo tempo giudicò inattendibili le osservazioni, in un successivo resoconto dell'aprile 1611 al cardinale Bellarmino del Santo Uffizio, e probabilmente dopo aver osservato egli stesso con il cannocchiale inviatogli dall’amicoGalilei saluta con entusiasmo le nuove scoperte di pur non condividendo la teoria della mobilità della Terra. una volta che egli stesso ebbe puntato il cannocchiale al cielo si ricredette riconoscendo Poco dopo anche Keplero confermò le osservazioni. Questi due importanti “biglietti da visita” (il collegio romano dei gesuiti e Keplero erano universalmente riconosciuti come le massime autorità scientifiche dell’epoca) non lo risparmiarono tuttavia da forti critiche e da tutti i successivi “problemi giudiziati”. Ludovico Geymonat chiarisce però molto bene che “i gesuiti concordarono con Galileo solo per quel che riguarda le sue osservazioni e non per l’interpretazione che ne dava.” L’influenza che ebbe questo breve trattato si riconosce non solo in campo scientifico ma anche in diverse discipline come, per esempio, l’arte. Nel 1612 Ludovico Cardi, (detto Il Cigoli, amico di Galilei) dopo aver letto il Sidereus e probabilmente osservato la Luna, nel decorare la cappella Paolina in Santa Maria Maggiore a Roma, rappresenta la Vergine poggiata su una falce di Luna, non liscia ma con i crateri. IL CRATERE GALILEO
Le principali formazioni superficiali della Luna, mari, crateri, catene montuose, hanno un nome proprio e una parte importante dell’attuale nomenclatura lunare deriva dalla mappa disegnata dal gesuita Grimaldi, apparsa in un libro pubblicato a Bologna 1651, l’Almagestum Novum di Giovanni Battista Riccioli, un altro gesuita. Alcuni crateri brillanti ebbero assegnato il nome di importanti astronomi copernicani (come Keplero e lo stesso Copernico). Forse con un pizzico di ironia, il cratere Copernico si trova nel bel mezzo dell’Oceanus procellarum (Oceano delle Tempeste). Dati i tempi che correvano, sembrava che queste dediche agli avversari della teoria ufficiale rivelassero la segreta adesione dei due gesuitialla dottrina eliocentrica. Forse questo spiega anche come mai a Galileo venne dedicato un cratere di dimensioni molto modeste – le vicende del Dialogo sui Massimi sistemi erano molto recenti, era meglio non sbilanciarsi troppo … Riccioli e Grimaldi dedicarono a loro stessi due crateri vicini, mentre agli altri astronomi gesuiti intitolarono crateri posti più a sud, quasi per prendere le distanze dai loro stessi confratelli. Un padre gesuita a cui fu dedicato un cratere molto importante (245 km di diametro contro i 15 km del cratere Galilaei) fu Cristoforo Clavio, Clavius. All’epoca di Galileo Clavius insegnava al Collegio Romano, era 30 anni più vecchio e aveva conoscenze matematiche così vaste ed apprezzate che veniva soprannominato “l’Euclide del XVI secolo”. Galileo scambiò una serie di lettere con padre Clavius, e in una di esse dispensò una serie di consigli pratici per l’uso migliore del cannocchiale, dato che al Collegio Romano non riuscivano a scorgere i satelliti di Giove. Grazie ai consigli ricevuti e con un po’ di pratica, Clavius osservò con successo i satelliti di Giove e inviò a Galileo un resoconto entusiastico delle sue osservazioni. Certamente a Galileo una testimonianza così autorevole delle sue scoperte faceva molto comodo e questa testimonia anche dell’onestà intellettuale di Clavius stesso. Questo non significava che il buon Clavius fosse diventato apertamente copernicano: il dibattito sull’interpretazione delle cose viste al telescopio durò per moltissimi anni. A Clavius molte fonti attribuiscono una congettura fantasiosa che tendeva a salvare la perfetta forma sferica della Luna: c’erano sì montagne e vallate, ma tutto era avvolto in un involucro sferico, simile a un cristallo, liscio e levigato alla superficie ma trasparente. Quest’ipotesi fu invece opera di un filosofo dilettante, Lodovico delle Colombe, che nel 1611 pubblicò uno scritto contro il moto della Terra. Nella cerchia di Galileo, il delle Colombe e i suoi amici erano soprannominati “La Lega del Pippione” (che sta per piccione, anche in senso figurato) per indicare la piccolezza dei loro cervelli. LE STELLE FISSE E IL “DEEP SKY”Galileo nel Sidereus, Dopo aver esaminato la Luna al cannocchiale, rivolge il suo strumento alle stelle fisse, e si accorge di alcuni fatti importanti. Anzitutto le stelle rimangono sempre piccole, di aspetto puntiforme. Galileo scrive che mentre il cannocchiale sembra ingrandire le cose di 100 volte, puntato sulle stelle sembra avere un potere molto minore. Oggi sappiamo che le stelle sono così lontane che al telescopio, con qualsiasi ingrandimento, appaiono sempre come punti, o meglio come piccoli dischi le cui dimensioni sono dettate dalle leggi dell’ottica e non hanno niente a che fare con le dimensioni reali. Altro fatto importantissimo, si vedono molte più stelle con il cannocchiale di quante non se ne vedano ad occhio nudo – questo accade perché la lente del telescopio é più grande della pupilla del nostro occhio, raccoglie più luce e rende evidenti oggetti così poco luminosi che il nostro occhio non può percepire in nessun modo. Sul Sidereus viene riportato qualche esempio del maggior numero di stelle osservato. Si trova ad esempio il disegno di un gruppo di stelle nella costellazione del Toro dette Pleiadi.
Si tratta di un ammasso di stelle che ha fra i nomi popolari quello di Sette Sorelle, anche se la settima, come scrive lo stesso Galileo non appare quasi mai. Il cannocchiale ne rivela almeno altre 40 e nel disegno del Sidereus ne vengono riportate 36. Lo stesso procedimento viene eseguito per altre zone del cielo, come la parte centrale della costellazione di Orione e l’ammasso di stelle detto Presepe nella costellazione del Cancro. Ma, cosa importantissima, viene osservata per la prima volta, per usare il termine di Galileo, l’essenza della Via Lattea. La via Lattea si rivela in cielo come una debole striscia bianca sullo sfondo nero del cielo, e sarebbe particolarmente ben visibile in estate.
Il condizionale è d’obbligo perché il livello dell’inquinamento luminoso, cioè della quantità di luce diretta e dispersa inutilmente verso l’alto, ha raggiunto livelli tale che nelle zone circostante la città la Via Lattea è difficile da vedere. Utilizzando la terminologia di Galileo, con il cannocchiale, con la certezza che è data dagli occhi, vengono risolte tutte le dispute che per secoli avevano tormentato i filosofi: la Via Lattea altro non è che una congerie di innumerevoli stelle, disseminate a mucchi. Con il cannocchiale si vedono le più grandi mentre le moltitudine di quelle più piccole rimane inesplorabile… L’attuale visione della suddivisione dell’Universo vicino in sistemi-isola, che chiamiamo galassie, si è formata e consolidata nei primi decenni del ‘900. La Via Lattea che vediamo nel cielo deriva dall’osservare attraverso il suo spessore la nostra galassia, un’isola cui viene attribuito un numero di stelle di 100 miliardi e oltre, una delle quali è il nostro piccolo Sole.
La nostra galassia ha una struttura con bracci a spirale che possiamo osservare in altre galassie simili, anche se di tutte le forme attualmente osservate le galassie a spirali sono solo una parte. I PIANETI: GIOVE, SATURNO, VENEREIl 7 gennaio 1610 Galileo punta il suo ultimo modello di cannocchiale verso il pianeta Giove e vede vicino al pianeta tre stelline, che crede siano normali stelle fisse, anche se il fatto che si presentassero perfettamente allineate assieme al pianeta fosse un fatto curioso.
Ma a forza di osservarle e di annotarsi le loro posizioni nei giorni successivi (e il Sidereus riporta le osservazioni fino al 2 di marzo) Galileo conclude che siccome non si allontanano mai più di tanto dal pianeta, pur seguendolo nel suo moto fra le le stelle fisse, la conseguenza è che questi astri compiono le loro rivoluzioni attorno al pianeta stesso.
Galileo è molto felice di avere un argomento per tranquillizzare coloro che, pur accettando il sistema copernicano, non si danno pace del fatto che la sola Luna ruoti attorno alla Terra mentre questa compie il suo giro attorno al Sole. Queste 4 stelle erranti, gli astri o pianeti medicei, ruotano attorno a Giove e lo seguono nella sua rivoluzione attorno al Sole. Il nome di Astri Medicei non è rimasto ai satelliti di Giove, che Galileo voleva poi contraddistinguere con i numeri romani da I a IV. Oggi i satelliti, a volte chiamati nel loro insieme “satelliti gailleiani” nei libri di astronomia divugativa, hanno i nomi di Io, Europa, Ganimede e Callisto, che figurano nella mitologia come amori clandestini di Giove. Questi nomi furono scelti da Simon Marius, che aveva cercato di far passare come suo il primo loro avvistamento. Galileo polemizzò al riguardo con Marius al riguardo, ma oggi molte fonti lo riportano come co-scopritore dei satelliti di Giove assieme a Galileo.
Marius, cheera un contemporaneo di Galileo, studiò come allievo di Tycho Brahe e fu una figura molto controversa. A suo discapito possiamo ricordare che era il protettore di quel tal Baldassarre Capra che aveva cercato di soffiare il compasso a Galileo … Ancora la nomenclatura lunare non ha reso giustizia al nostro Galileo, il cratere Marius è grande il triplo di quello dedicato al nostro … Il Sidereus Nuncius si chiude sulle osservazioni di Giove e dei suoi satelliti. Ma dato alle stampe il Sidereus, Galileo continuava le sue osservazioni. Nell'agosto del 1610, Galileo inviò un messaggio segreto all'ambasciatore toscano a Praga, Giuliano de' Medici. Il testo, un'incomprensibile sequenza di trentasette lettere (ancorché dalla tredicesima alla diciassettesima di esse si legga la parola "poeta"), era l’anagramma della frase che annunciava la sua ultima scoperta astronomica, SMAISMRMILMEPOETALEUMIBUNENUGTTAURIAS
Con quest'espediente, Galileo salvaguardava la paternità della sua scoperta senza rivelarla apertamente, cosa che fece solo dopo tre mesi. Il significato occulto del messaggio era: ALTISSIMUM PLANETAM TERGEMINUM OBSERVAVI Il pianeta più alto era Saturno e Galileo, a causa dell'insufficiente potenza del suo telescopio, aveva scambiato gli estremi del suo anello per un paio di satelliti.
Il progresso degli strumenti consentì a Huygens, circa 50 anni dopo, la corretta osservazione degli anelli di Saturno.
Gli anelli di Saturno si presentano alla nostra vista in modo variabile, più o meno inclinati, a seconda delle posizioni relative della Terra e del pianeta. Quando Galileo iniziale osservazioni nel 1610 gli anelli erano quasi taglio, poi nei due anni successivi si disposero ancora più di taglio, fino quasi a sparire. L’interpretazione di quanto visto era decisamente complessa, e peggio ancora quando nel 1616 le osservazioni rivelarono una forma ancora diversa come non si era mai vista – gli anelli erano molto più aperti rispetto alle prime osservazioni e il telescopio di Galileo mostrava figura sempre più enigmatiche …
Curiosamente Keplero, a cui era stato mandato l’anagramma da custodire, si era arrovellato arrivando a unasoluzione che egli stesso definì "barbaro verso latino": SALVE UMBISTINEUM GEMINATUM MARTIA PROLES Keplero giunse erroneamente alla conclusione che Galileo avesse scoperto un paio di satelliti di Marte. Il fatto stupefacente è che, come oggi sappiamo, Marte ha in effetti, due piccole lune, Phobos e Deimos, che però furono scoperte solo nel 1877 con un telescopio enormemente più potente di quello di Galileo e aprofittando di condizioni molto favorevoli. Sicuramente Keplero non potevano avere la minima idea dell’esistenza di queste lune: un fatto curioso … o la prova di un contato di Keplero con astronomi alieni …
Nel dicembre dello stesso anno, il 1610, Galileo mandò un altro anagramma a Giuliano de' Medici. Questa volta si trattava di una frase che sembrava avere un qualche senso: HAEC IMMATURA A ME IAM FRUSTRA LEGUNTUR O Y Dopo un mese, Galileo rivelò all'ambasciatore la soluzione dell'anagramma: CYNTHIAE FIGURAS AEMULATUR MATER AMORUM La mater amorum era, naturalmente, Venere, e Cynthia, la Luna. Galileo aveva scoperto che il secondo pianeta mostrava delle fasi cicliche analoghe a quelle lunari (ciò costituiva una prova che girava attorno al Sole).
Se infatti Venere girava attorno alla Terra, come pure il Sole, sarebbe stato impossibile vederlo illuminato per più del 50% Bibliografia Abetti G.,”Amici e nemici di Galileo”, Bompiani,1945 Abetti G.,”Storia dell’astronomia”, Vallecchi, 1949 Bixby William,”L’universo di Galileo e Newton”,Mondadori, 1966 Brecht B.,”Vita di Galleo”,Einaudi 1980 Brunetti F. (a cura di) “Opere di Galileo Galilei”, UTET 1980 Bucciantini M.,”Galileo e Keplero”, Einaudi, 2003 CalancaR., La luna nell’immaginario seicentesco, (2003) Calvino I.,”Lezioni americane”, Garzanti 1988 Cocks E.E., Cocks C.C.,”Who’s Who on the Moon”, Tudor Publisher, 1995 Dotti U., Galilei: la vita, il pensiero, i testi esemplari, Accademia Sansoni Ed. (1971) Drake S.,”Gaileo Galilei pioniere della scienza”, Muzzio, 1992 Frova A., Marenzana M.,”Parola di Galileo”,Rizzoli, 1998 Galilei G., La Prosa, Sansoni Galilei G.,”Sidereus Nuncius”, Marsilio, 1993 Gingerich O.,”The Great Copernicus Chase”, Sky Publishing Corp., 1992 Kuhn T.S.,”La rivoluzione copernicana”, Einaudi 1972 Leopardi G., Hack M., “Storia dell’astronomia”, edizioni dell’Altana, 2002 Maffei P., Al di là della luna, Mondadori Maffei P., La cometa di Halley, Mondadori Price F.W.,”The placet observer’s handbook”, Cambridge University Press, 1994 Rossi P.,”Galilei”,Compagnia Ediz. Internaz., 1966 Rossi P., Dalla Rivoluzione Scientifica all’Età dei Lumi – 1, TEA Rukl A.,”Atlas of the Moon”, Kalmbach Books, 1992 Rupert Hall A.,”Da Galileo a Newton 1630-1720”, Feltrinelli, 1973 Segrè E.,”Personaggi e scoperte della fisica classica”,Mondatori, 1996 Singer C., Breve storia del pensiero scientifico, Einaudi Sobel D., “La figlia di Galileo”, Rizzoli Spazzoli O., L’universo di Galileo Galilei, ed. Planetario (1997)
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