Nella cosmologia aristotelica la Terra, imperfetta, era posta al centro
dell'Universo e composta dai quattro elementi: terra, acqua, aria e fuoco,
caratterizzati da un moto rettilineo e discontinuo. Al contrario, i moti dei
corpi celesti (Sole, Pianeti e Stelle, composti dall'etere o quintessenza)
erano continui e circolari. Per spiegare il moto indipendente dei pianeti,
Aristotele immaginò che essi ruotassero su sfere concentriche.
Opportunamente cristianizzata, durante il XIII Secolo la fisica di Aristotele
divenne il fondamento dell'istruzione universitaria.
Il sistema tolemaico era il modello geocentrico e i pianeti venivano immaginati
come sostenuti da sfere materiali.
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| Il moto retrogrado di Marte, quale appare ad un osservatore solidale con la Terra |
Il tentativo di dare una spiegazione al moto retrogrado dei pianeti portò
all'introduzione di ulteriori sfere materiali: nel sistema tolemaico, infatti,
i singoli pianeti si muovono lungo delle circonferenze dette 'epicicli', i
cui centri ruotano attorno a cerchi più grandi,detti 'eccentrici'.
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| Descrizione del moto dei pianeti in termini di (a) deferente e epiciclo, (b) eccentrico mobile. |
Il centro dell'eccentrico non coincideva con il centro della Terra,ma era
leggermente spostato da esso in modo da giustificare il fatto che i pianeti
sembrano muoversi più velocemente quando si trovano più vicini
alla Terra.
Il moto naturale dei pianeti era quello circolare uniforme.
Tolomeo ebbe un grande merito: il ritenere che i fenomeni naturali, pur nella
loro complessità, possano essere espressi matematicamente e che questo
consenta di prevederne il futuro. Tolomeo mostrò per la prima volta
come sia possibile convertire i dati osservativi riguardanti i pianeti in
parametri numerici delle posizioni degli astri considerati per un dato istante.
Nel tentativo di spiegare le apparenti anomalie e irregolarità dei
movimenti dei pianeti,Copernico sviluppò un sistema in cui era il Sole
a rimanere fisso al centro del cosmo,mentre la Terra ruotava attorno ad esso.
Con l'introduzione del moto di rivoluzione della Terra, il moto retrogrado
dei pianeti trovava una spiegazione molto più semplice che non nel
sistema tolemaico.
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| Schema del sistema Copernicano tratto dal De rivolutionibus orbium coelestium , 1543. |
Nel sistema copernicano la Terra ruotava attorno al Sole su un'orbita interna
a quella di Marte. Siccome la Terra percorre la sua orbita più velocemente
di Marte,ci sarà un periodo dell'anno in cui la Terra sorpassa questo
pianeta.
Apparentemente Marte sembrerà quindi fermarsi nel cielo e addirittura
muoversi all'indietro.
Copernico espose il suo sistema nel testo De revolutionibus orbium celestium
che uscì nel 1543, lo stesso anno della sua morte.
Il sistema copernicano,estremamente innovativo, manteneva però alcuni
aspetti che lo legavano ancora alla tradizione: per esempio per Copernico
i pianeti si muovevano perchè trasportati da sfere materiali rotanti.
Inoltre l'universo veniva ancora pensato chiuso all'interno della sfera delle
stelle fisse. Dopo Copernico fu Tycho Brahe a far compiere all'astronomia
enormi passi avanti.