I primordi dell'astronomia occidentale: greci e romani
I Greci
Il
primo uomo a cui si devono le prime indagini conoscitive greche sul mondo e
sull’astronomia è Talete di Mileto (624-546 a.C.) in Turchia. Di lui
si hanno solo testimonianze indirette, si sa però che fu il fondatore della scuola
di Mileto. Individuò per primo la costellazione dell’Orsa Minore e stimò
con buona approssimazione che i diametri apparenti del Sole e della Luna sono
la 720a parte del circolo percorso dal sole. Gli è stato
attribuito anche la divisione dell’anno in quattro stagioni e 365 giorni;
nonché la previsione di solstizi ed equinozi,
e infine di un eclisse di Sole.
Anassimandro (610-546 a.C.) discepolo di Talete diede un grande contributo all’astronomia. Fonti indirette dicono che fu l’inventore dello gnomone per rivelare l’altezza del sole e della luna e quindi l’inclinazione dell’eclittica. Egli riteneva il mondo un cilindro posto al centro dell’universo con i corpi celesti che vi ruotano.
Anassimene
(ca 566-528 a.C.) discepolo di Anassimandro sosteneva che la terra fosse piatta
così come il sole e la luna, sorretti sull’acqua. Sosteneva anche la natura
ignea delle stelle e terrosa dei pianeti e che la Luna riceve luce dal Sole, avrebbe
inoltre spiegato
il fenomeno delle eclissi.
Pitagora (ca 570-496 a.C., Samo - Metaponto). Fu il fondatore di una celebre scuola a Crotone, una scuola che divenne ben presto a carattere settario con idee e dottrine assai particolari. Ciò che sorprende però di queste idee è la loro modernità: a parte i grandi contributi alla matematica e alla geometria come il famoso teorema, vi sono anche dei contributi all’astronomia. Intuì che Vespero e Lucifero fossero lo stesso corpo, ossia il pianeta Venere. Ma un contributo maggiore lo diede Filolao della stessa scuola, il quale sosteneva un modello di sistema solare non geocentrico. Al centro dell’universo vi era un grande fuoco ove vi ruotano la Terra, l’Antiterra, la Luna, il Sole, Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno. L’esistenza dell’antiterra fu introdotta probabilmente per giustificare l’invisibilità del fuoco centrale che veniva occultato da quest’ultima, nonché dalla necessità di arrivare ad un numero totale di dieci corpi.
Platone (Atene 427-347 a.C.) il grande filosofo, divenne ben presto allievo di Socrate e lo seguì sino alla morte. Compì anche diversi viaggi in Egitto, poi a Taranto ove entrò in contatto con i pitagorici, a Siracusa e infine tornò ad Atene ove fondò una scuola nota come Accademia che rimase fiorente per millenni. Di lui si sa che la sua visione dell’universo era inizialmente eliocentrica poi ritrattata in tarda età per il geocentrismo. Tuttavia intuì la sfericità della terra e il fatto che la luna ricevesse luce dal sole.
Un’importante passo in avanti per l’astronomia
avvenne con Eudosso di Cnido (ca 406-355 a.C.) di origini umili, poté
studiare ad Atene grazie all’aiuto finanziario dei suoi 
concittadini. Seguì
l’insegnamento di Platone e dei sofisti, poi fece un viaggio in Egitto ove
studiò astronomia portando poi in Grecia una più esatta conoscenza dell’anno
Tropico di 365 giorni e ¼. Ma la sua fama è legata alle sfere omocentriche,
in cui partendo dall’idea che i moti dei corpi celesti siano circolari
uniformi, volle dare una spiegazione reale ai movimenti retrogradi e agli
stazionamenti dei pianeti. Per le stelle fisse fu facile attribuire una sfera
immobile, mentre per i pianeti e per la luna il moto complicato venne spiegato
con una prima sfera che induceva un moto diurno, un’altra omocentrica per il
moto mensile ed infine una terza ed una quarta ma con diverso asse per il moto
retrogrado. Tenendo conto che anche il Sole ne possedeva tre, si giunge ad un
sistema di ben 27 sfere. In tal modo seppur ignorando le variazioni di
luminosità dei pianeti si provava a dare una prima spiegazione ai moti
planetari.
Aristotele (384-323 a.C.) è da considerare il più grande
studioso dell’antichità. Nacque a Stagira nella Macedonia, a 17 anni si recò
ad Atene per studiare nell’accademia di Platone restandoci sino alla morte
dello stesso. Poi si recò alla corte di Filippo II di Macedonia come precettore
del figlio Alessandro che sarebbe divenuto il famoso Alessandro Magno.
Alla
morte del re e salito al trono il figlio, Aristotele tornò ad Atene per
fondare la scuola Peripatetica. Qui vi organizzò uno zoo e una
biblioteca che fu anche il primo nucleo di quella più famosa di Alessandria. Il
campo delle sue conoscenze e degli studi fu vasto ed abbracciando molti aspetti
del sapere: astronomia, fisica, meteorologia, psicologia e biologia. Ma il campo
che a noi interessa è appunto il primo. Il suo fu un contributo alla scienza
che indirettamente bloccò per 2000 anni l’evoluzione del pensiero essendo le
sue idee acquisite acriticamente dalla chiesa che ne fece un dogma assoluto e
difficile da scardinare. Egli attribuì una realtà fisica alle sfere di Eudosso
delle quali avendo anche molti elementi che dimostravano l’insufficienza delle
27 sfere, ne aggiunse altre per sopperire alle evidenze osservative. Egli arrivò
quindi a immaginare un complicato sistema di 55 sfere animate da un
motore immobile il quale dava moto a tutte le sfere, in cui l’effetto
d’attrito contribuiva a creare un moto differente per ogni sfera. Ovviamente
il suo era un sistema geocentrico in cui le distanze tra corpi celesti erano più fittizie che reali. Tuttavia
Aristotele diede anche un contributo positivo quale quello della sfericità
dei corpi suggerita da deduzioni corrette. Le fasi della luna infatti
venivano spiegate con l’esistenza di un corpo sferico. Ma anche la terra
doveva essere sferica poiché proiettava ombre circolari nelle eclissi di luna,
ed inoltre al variare della latitudine si notava una differente altezza delle
stelle.
Nell’uniformità di
vedute che si avrà con le teorie aristoteliche vi fu uno scienziato definito il
“Copernico dell’antichità” in controtendenza, Aristarco di Samo
(310-230 a.C.) egli portò avanti la concezione dell’universo di Eraclide
Pontico che ammetteva la rotazione di Mercurio, Venere e Marte attorno al sole,
anche se poi la terra era sempre al centro dell’universo e il sole e gli altri
pianeti vi ruotassero attorno. Aristarco perfezionò ancor più la teoria
spostando il sole al centro dell’universo; il moto dei corpi quindi diveniva
più semplice da spiegare anche se non ancora perfetto data la mancata
applicazione delle orbite ellittiche. Inoltre considerò il moto rotatorio della
terra su di un asse inclinato che spiegava le stagioni. Ma i dissensi
erano enormi soprattutto nel non notare la variazione di parallasse delle stelle
che Aristarco considerava irrilevabile data la loro distanza. Ed inoltre la
rotazione della terra sarebbe dovuta essere assai rapida tanto da riscontrarsi
lanciando semplicemente un sasso e facendolo ricadere. Egli inoltre applicò un
sistema per misurare la distanza terra-sole. In un giorno in cui si ebbe nel
cielo la luna al primo quarto assieme al Sole e considerando l’angolo S-L-T di
90° misurò quello della terra con la luna ed il sole, trovando un valore di 87°.
Con gli angoli ottenuti ottenne che la distanza Terra-Sole era 19 volte maggiore
di quella tra la Terra e la Luna; il valore reale è di 400 volte, ma
l’importanza di tale misura non consiste nella precisione riscontrata, quanto
nell’intuizione del metodo usato.
L’antichità ricorda anche lo scienziato che per
primo misurò la lunghezza del meridiano terrestre, Eratostene da Cirene,
Egitto (ca 276-195 a.C.). Fu un matematico e un geografo stimato da Archimede
col quale ebbe corrispondenza e amicizia. Divenne capo delle istituzioni
alessandrine per ben 35 anni, nel periodo di massimo splendore della scuola
di Alessandria. Migliorò notevolmente le carte geografiche che
risalivano ad Anassimandro e fu il primo a dividere la terra in meridiani e
paralleli, dando anche al globo le 5 zone climatiche che oggi conosciamo: 2
polari, 2 temperate e una equatoriale. Ebbe 
un’educazione cosiddetta
“internazionale” perché studiò dapprima a Cirene poi ad Alessandria e
infine ad Atene. Per misurare quindi la lunghezza del meridiano terrestre ebbe
come riferimento 2 città, Alessandria e Siene, l’odierna
Assuan. Partendo dall’ipotesi che esse si trovassero sullo stesso meridiano
(seppur nella realtà sono separate da 3° di longitudine, ma la distanza rende
irrilevante gli errori), misurò la distanza tra le città e pose i raggi solari
concettualmente paralleli tra loro. Il giorno del solstizio d’estate a
Siene il sole è allo zenit, quindi ponendo 2 gnomoni con uno scafo che
determina l’angolo dell’ombra, riscontrò ad Alessandria un angolo a.
Questo angolo corrispondeva all’angolo posto ipoteticamente al centro della
terra tra le rette che congiungono le due città. Il suo valore era di 1/50 di
giro (ancora i gradi sessagesimali non erano stati ufficialmente introdotti) che
equivaleva a 250.000 stadi, quindi 39.400 Km contro i 40.000 reali. Ma egli non
contento volle fare altre misure. Attese il solstizio d’inverno e misurò
con gli gnomoni l’angolo dell’ombra fra le due città, la misura fu assai
simile. Le fonti poi parlano di una terza misura tra Siene e Meroe a N-E di
Khartoum all’equinozio, ottenendo un’altra misurazione. Il risultato
fu veramente eccezionale vista la precisione della misura. Si dice anche che
egli abbia riportato la misura della distanza terra-sole e terra-luna, forse
utilizzando il metodo di Aristarco.
Nel
cercare di migliorare ulteriormente il modello di universo di Aristotele, che
ormai presentava delle evidenti lacune, ci fu un grande matematico greco Apollonio
di Perge in Turchia (ca 260-200 a.C.) che introdusse per primo gli epicicli
e i deferenti. Egli studiò ad Alessandria ove scrisse dei libri di
matematica e geometria con dei trattati sulle curve (ellisse, parabola,
iperbole) che avrebbero costituito un riferimento per molti matematici sino al
1800.
L'ultimo grande astronomo osservativo d'età
ellenistica fu Ipparco di Nicea (ca 190-125 a.C.) in Turchia. Visse ad
Alessandria per poi spostarsi a Rodi ove aprì un osservatorio. Utilizzando
vecchie osservazioni e cataloghi stellari primordiali, Ipparco ne creò
uno nuovo con 850 stelle 
assegnandovi anche le coordinate ellittiche. Nel
compilare il catalogo osservò nel 134 a.C. una stella nova nello
scorpione che contraddiceva l'immutabilità del cielo. Classificò le stelle in
una scala di sei grandezze che oggi conosciamo come magnitudini stellari.
Tramite questi elementi Ipparco poté notare che tra le sue osservazioni e
quelle del passato v'era una certa differenza. Questo fenomeno implicava lo
spostamento del centro di rotazione del cielo che costituisce la precessione
degli equinozi. Il suo studio fu così accurato che poté calcolare i valori
di spostamento supposti in 45” d’arco all’anno (oggi accettato di 50”).
Il periodo totale di rotazione era di 26.000 anni. Furono sempre i suoi studi a
introdurre grandi contributi alla matematica con le corde, gli archi e le
funzioni di seno e coseno trigonometriche, infine divise il cerchio in 360°
usando definitivamente il sistema sessagesimale. Stabilì con buona
precisione la differenza tra anno tropico e sidereo calcolandone anche i
tempi. Misurò anch'egli con il
metodo di Aristarco ed Eratostene la distanza
terra-luna e terra-sole. Introdusse poi degli strumenti utilissimi quali l'astrolabio
e la diottra con la quale misurò le variazioni apportate dal disco
solare e lunare. Fu infine un valente cartografo.
I Romani
In
mezzo a tanta cultura ellenistica, i Romani non ebbero molto spazio nel portare
avanti le scienze astronomiche. Si può però ricordare il contributo alla
creazione del moderno calendario da parte di Giulio Cesare (ca 100-44
a.C.) che su suggerimento di Sosigene riformò il calendario inserendo
gli anni bisestili che vennero applicati in tutto l'impero. Si ricorda anche Plutarco
(ca 46-127 d.C.) valente biografo e filosofo latino, il quale oltre a descrivere
le vicende del suo tempo intuì che la rotazione lunare impedisce la caduta
sulla terra e che quindi anche gli astri sono corpi in reciproca attrazione.
Inoltre disse già da allora che la superficie lunare é di natura uguale a
quella terrestre nonché composta di monti e valli luminose per effetto della
riflessione della luce solare.