"SPIEGARE IL MONDO", S. WEINBERG- GLI SVILUPPI DELL'ASTRONOMIA CON UN APPROFONDIMENTO SULLE STELLE

10) L'ASTRONOMIA TRA SCIENZA E LETTERATURA

Steven Weinberg, autore americano di questo saggio, ha vinto il Premio Nobel per la Fisica nel 1979.

Matthias lo ha letto tutto, io soltanto alcune parti.

Contenuti:

L'opera Spiegare il mondo delinea gli sviluppi, nel corso della storia, della fisica e dell'astronomia, partendo dai popoli più antichi e soffermandosi in particolare sull'Antica Grecia.

L'astronomia nell'Antica Grecia:

Nell'antichità, l'astronomia è stata comunque la branca della scienza più studiata perché risultava la più facile da osservare e da analizzare.

I Greci hanno certamente avuto delle buone intuizioni in astronomia e hanno elaborato le prime teorie di fisica, ma erano scadenti dal punto di vista delle teorie in campo medico.

In campo astronomico i greci hanno formulato le prime teorie a proposito del moto del sole, della luna, delle stelle e dei pianeti. 

Per loro, questi moti risultavano ciclici e abbastanza regolari, seguendo dei cerchi perfetti.

Secondo Aristotele i pianeti ruotavano attorno alla Terra.

Weinberg tratta secondo me l'aritmetica in modo non molto approfondito, anche perché era una disciplina poco sviluppata in Grecia. 

I principi e le osservazioni degli scienziati greci sono stati descritti senza formule numeriche e questo ha forse impedito degli sviluppi ulteriori della matematica numerica nella loro epoca.

I Babilonesi e la matematica:

I Babilonesi sono stati i primi a ricorrere ad un sistema numerico riferito al calcolo del tempo su base sessanta. Per i Babilonesi lo zero non esisteva, come anche per i Romani.

Per gli antichi Babilonesi il numero 60 era più facilmente divisibile in parti intere rispetto al numero 10 e quindi esistevano soltanto 60 cifre rappresentate attraverso due simboli: il chiodo rappresentava l'unità mentre il punzone la decina.

I Greci e la fisica:

L'autore, ripercorrendo la nascita della fisica, si sofferma su Archimede e sul suo principio del galleggiamento dei corpi, formulato nel III° secolo avanti Cristo.

Quando un corpo viene immerso in un liquido si possono osservare tre casistiche: o cade, raggiungendo il fondo del contenitore riempito di liquido, o galleggia, oppure risulta fermo nella sua posizione, in qualsiasi parte si trovi nel fluido.

Il principio di Archimede può essere riassunto con questa frase:

"Un corpo immerso in un fluido riceve una spinta dal basso verso l'alto pari al peso del fluido spostato."

La spinta di Archimede è chiamata idrostatica.

Gli sviluppi dell'astronomia nell'età moderna:

Una questione importante nei secoli dell'età moderna è stata la commistione tra i progressi nelle conoscenze scientifiche e la religione.

Weinberg prosegue la trattazione spiegandoci che Keplero ha scoperto le orbite ellittiche dei pianeti, arrivando poi alla conclusione che il Sistema solare fosse eliocentrico, riprendendo quindi un'antica considerazione di Tolomeo.

In seguito, Galileo ha confermato la teoria di Keplero grazia alle sue osservazioni attraverso il telescopio.

Bacone riteneva che fosse possibile studiare le scienze naturali a partire dall'osservazione della natura. Tuttavia il progresso scientifico esige, oltre all'osservazione, la teorizzazione di principi che devono essere verificate da esperimenti. 

Successivamente, per l'autore del saggio, Newton ha avuto un grande merito, perché con i suoi studi ha intuito che, per studiare con esattezza il moto degli astri, è fondamentale concentrarsi sulla dinamica delle forze che li muovono. 

Per questo è arrivato alla conclusione che il movimento dei pianeti fosse legato alla stessa forza gravitazionale che fa cadere le mele dagli alberi. Grazie a Newton è stata unificata l'osservazione degli astri con l'analisi delle forze sulla terra.

Le stelle nel saggio "Spiegare il mondo":

Le civiltà più antiche e il firmamento delle stelle:

Il sesto capitolo del trattato è intitolato "Gli usi dell'astronomia".

Ancor prima dell'inizio della storia, il cielo deve essere stato comunemente usato come una bussola, un orologio e un calendario.

Con l'osservazione delle stelle, molte antiche civiltà avevano constatato che queste mantengono la stessa posizione le une rispetto alle altre e quindi le costellazioni non cambiano mai. 

Di notte, i marinai individuavano le direzioni di navigazione attraverso le stelle: ad esempio i Fenici facevano riferimento all'Orsa Minore durante i loro viaggi.

Ma è importante anche considerare che il firmamento delle stelle fisse sembra ruotare da est verso ovest intorno al polo nord celeste:

In termini moderni, questo è il punto verso il quale è diretto l'asse della Terra se si immagina di prolungarlo dal polo nord terrestre verso il cielo.

L'Antica India:

In India, nel III° secolo a.C., si sapeva che il sole percorre in un anno un giro intorno al cielo da ovest a est. 

Questo percorso è lo zodiaco, formato dalle costellazioni che definiscono anche i segni zodiacali e attraversato anche dalla luna e dai pianeti.

Una volta compreso lo zodiaco, fu facile localizzare il Sole sullo fondo delle stelle. Basta osservare quale costellazione dello zodiaco è più in alto in cielo a mezzanotte; il Sole si trova nella costellazione dello zodiaco diametralmente opposta. Si ritiene che sia stato Talete a fissare in 365 giorni il tempo che il Sole impiega a compiere un giro completo dello zodiaco.

Gli antichi Egizi:

Weinberg non manca di descrivere i contribuiti delle osservazioni degli antichi egizi.

I sacerdoti egizi si dedicavano all'osservazione delle stelle e delle fasi lunari, legate alle attività agricole.

Intorno al 3000 a.C., gli Egizi erano consapevoli del fatto che l'evento cruciale per la loro agricoltura, lo straripamento del Nilo a giugno, coincideva con il sorgere della stella Sirio.

In questo passaggio, Weinberg si sta riferendo ad un giorno dell'anno in cui Sirio è visibile poco prima dell'alba. 

Nel periodo precedente questa stella di notte non è visibile mentre dopo è visibile in piena notte, diverse ore prima del sorgere del sole.

C'è un altro aspetto importante che vorrei aggiungere e che non è presente nel saggio: le conoscenze astronomiche degli Egizi ci sono state tramandate in qualche modo anche dai coperchi dei sarcofagi, i quali raffigurano costellazioni o decani, ovvero, le trentasei stelle del cielo utili a contare le ore della notte. Infatti, i giorni dell'anno venivano suddivisi in trentasei periodi di dieci giorni ciascuno e ogni decade era collegata a un gruppo di dodici stelle che si alternavano. 

Anche la stella Sirio faceva parte dei decani.

In questa raffigurazione Nut, la dea del cielo, tocca il suolo con i piedi e con la punta delle dita delle mani. L'idea di un cielo personificato in una divinità femminile comprende un significato di rinascita: secondo un mito, Nut ingoiava il sole di sera per poi partorirlo la mattina seguente.

Omero, "Iliade":

In seguito, introducendo alcuni richiami all'epica greca, Weinberg riporta poi che Omero, il quale scriveva antecedentemente al 700 a.C., paragonava Achille a Sirio, che è alto nel cielo alla fine dell'estate:

"Come si leva l'astro autunnale, chiari i suoi raggi

appaiono fra innumerevoli stelle nel cuor della notte:

Cane d'Orione per nome lo chiamano

ed è il più lucente, ma dà presagio sinistro

e molta febbre porta ai mortali infelici".

Vorrei riportare inoltre un piccolo estratto relativo all'episodio che racconta il duello tra Achille ed Ettore, durante il quale la lancia del primo eroe viene equiparata ad Espero:

"Come nel mezzo della notte s’avanza fra le altre stelle
la stella di Espero, la più bella nel cielo,
così risplendeva la punta acuta che Achille
brandiva nella destra, meditando la morte di Ettore,

e guardando il bel corpo, dove meglio avrebbe ceduto." 

Omero, "Odissea":

Nell'Odissea, Omero racconta che Ulisse viene trattenuto dalla ninfa Calipso. 

Ma Zeus dice alla ninfa di lasciar proseguire l'eroe verso Itaca e la ninfa menziona l'Orsa Maggiore, costellazione nota sin dall'antichità come il Gran Carro, vicina al polo nord celeste:

"L'Orsa, che è detta pure il Carro (...) sola nel liquido Ocean sdegna lavarsi".

Per raggiungere Itaca, Ulisse deve navigare verso est e continuare a tenere la costellazione del Gran Carro alla sua sinistra.

Esiodo, "Opere e Giorni":

Weinberg accenna appena a questo autore. 

Tuttavia, nel suo poema Opere e giorni, Esiodo impiega la costellazione delle Pleiadi come riferimento temporale per indicare i momenti più rilevanti delle attività agricole. Queste stelle erano d'aiuto agli agricoltori dell'Antica Grecia per cogliere il momento più opportuno per seminare e raccogliere:

Quando sorgono le Pleiadi, figlie di Atlante,

comincia la mietitura; l'aratura, invece, al tramonto.

Esse infatti stanno nascoste per quaranta giorni

e per quaranta notti; poi, volgendosi l'anno,

appaiono quando è il momento di affilare gli arnesi.

Questa è la legge dei campi, sia per quelli che dimorano

nei pressi del mare, sia per coloro che abitano le fertili pianure,

nelle valli profonde, lontano dal mare ondoso.

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  In questo stesso poema, pochi passaggi più avanti, l'autore indica le Pleiadi anche come punti di riferimento per la navigazione. Esiodo sconsiglia vivamente di viaggiare per mare durante la stagione autunnale:

Se ti prende il desiderio della pericolosa navigazione,

sappi che quando le Pleiadi, fuggendo la forza terribile

di Orione, si gettano nel mare tenebroso,

allora infuriano i soffi di tutti i venti.

Non tenere le navi nel fosco mare,

ma lavora la terra: così ti consiglio;

tira in secco la nave e metti attorno

delle pietre, che reggano salde l'umida forza dei venti

togli il cavicchio dal fondo perché la pioggia di Zeus non lo faccia marcire.

Riponi in casa tutti gli attrezzi, in buon ordine,

ripiega attentamente le ali della nave che solca il mare;

appendi sul focolare il timone ben costruito,

aspetta che giunga il tempo adatto per navigare.

Eraclito e Anassimandro:

Con Eraclito era già presente la consapevolezza che le stelle, anche se non sono visibili durante il giorno, ci sono comunque e che il Sole non mantiene una posizione fissa in rapporto alle stelle.

Il tramonto delle stelle dimostra come il mondo sia in continuo divenire.

Weinberg prosegue con l'elenco delle scoperte astronomiche da parte dei Greci, scrivendo che Anassimandro aveva scoperto l'inclinazione dello zodiaco di 23 gradi e mezzo rispetto all'Equatore celeste. 

Questa è la causa della diversità di temperature delle quattro stagioni.

L'astronomia cominciò a diventare una scienza esatta con l'introduzione di uno strumento di nome gnomone, che consentiva misurazioni accurate a proposito dei moti apparenti del Sole.

La creazione dello gnomone, uno dei primi punti di contatto tra scienza e tecnica, è stata attribuita ad Anassimandro. 

Era un'asta verticale fissata in uno spiazzo esposto ai raggi del Sole, in modo da poter stabilire il momento del mezzogiorno, quando il Sole è più alto e l'ombra dello gnomone è più corta.

Grazie allo gnomone, i Greci potevano stabilire un calendario: nel giorno del solstizio d'estate l'ombra dello gnomone ha una lunghezza minima, nel giorno del solstizio di inverno la sua lunghezza è massima.

Durante la primavera e l'estate il Sole sorge un po' a nord del punto cardinale est, mentre durante l'autunno e l'inverno sorge a sud del punto cardinale est. Quando l'ombra dello gnomone all'alba punta in direzione ovest, il Sole sta sorgendo ad est e la data dev'essere quella dell'equinozio di primavera (...) o quella dell'equinozio d'autunno (...).

Weinberg non presenta la scienza come una verità assoluta ma come un impegno e una volontà, presente sin dalle civiltà più antiche, di fornire risposte alle domande che riguardano le leggi della natura.