Breve storia dell’astronomia

5 Aprile 2020 / Commenti disabilitati su Breve storia dell’astronomia

Storia e Mitologia

Pio Passalacqua – Gruppo Astrofili Palermo
Coordinamento: Pasqua Gandolfi

L’Astronomia, la più antica scienza del mondo, è così vecchia che non sappiamo quando ebbe inizio.

La maggior parte degli uomini d’oggi hanno perlomeno qualche nozione dell’universo nel quale vivono. La Terra è una sfera di quasi 12.800 km di diametro ed è uno dei nove pianeti che girano attorno al Sole.

Cinque pianeti: Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno, erano noti agli antichi ed altri tre sono stati scoperti nell’era moderna. Giove è il più grande di essi, ed il suo immenso globo potrebbe contenere più di un migliaio di corpi della grandezza della Terra, ma anche Giove è minuscolo, se paragonato al Sole. Le stelle del cielo sono esse stesse dei soli, molte di esse sono più grandi e più luminose del sole, e ci appaiono smorte e piccole solo a causa della loro lontananza. D’altro canto la luna splende più intensamente di ogni altro corpo celeste, eccezion fatta per il sole. Ma questa sua importanza è solo relativa; la luna è un corpo celeste del tutto trascurabile e non possiede luce propria. E’ di gran lunga l’oggetto più vicino a noi nei cieli ed ha un diametro di solo un quarto di quello della terra.

Tutta la volta celeste sembra ruotare attorno alla terra una volta al giorno. questo moto apparente è causato naturalmente dal fatto che la terra ruota sul suo asse da occidente ad oriente. Di tutti i corpi celesti, la luna è il solo dotato di un vero movimento attorno alla terra.

Noi siamo abituati a considerare questi fatti come postulati, ma all’inizio della storia dell’umanità si credeva che la terra fosse piatta ed immobile. Il sole e la luna erano adorati come dei, e l’apparizione di qualcosa di insolito nei cieli era considerato come un segno della disapprovazione divina.

La piramide di Cheope

I caldei, gli egizi ed i cinesi sono generalmente considerati i primi astronomi, ma questo corrisponde solo in parte a verità; è vero che questi antichi popoli dividevano le stelle fisse in gruppi o “costellazioni” e distinguevano anche pianeti, comete ed eclissi, ma non possedevano alcuna vera conoscenza sulla natura dell’universo e nemmeno della terra stessa, sicché è difficile definirli astronomi nel vero senso della parola.

La storia comincia all’incirca nel 3000 a.C., allorché l’anno di 365 giorni fu per la prima volta adottato in Egitto ed in Cina. Questa fu anche approssimativamente l’epoca della costruzione di quella considerevole mole conosciuta come la Grande Piramide di Cheope. La piramide è ancor oggi una delle maggiori attrazioni turistiche dell’Egitto; Cheope stesso, sovrano rude e deciso, vi investì tanto denaro da rovinare il suo paese, ed anche adesso non sappiamo esattamente perché considerasse la piramide tanto importante. Dal punto di vista astronomico è interessante, poiché il suo passaggio centrale è rivolto verso quello che era allora il polo nord del cielo.

L’asse di rotazione della terra è inclinato di 23 gradi e mezzo, ed è rivolto a nord, verso il polo celeste. Oggigiorno il polo è contrassegnato approssimativamente da una stella lucente chiamata polare, familiare ad ogni navigante poiché sembra quasi immobile, mentre gli altri corpi celesti le ruotano attorno. Ai tempi di Cheope, tuttavia, il punto polare si trovava in una posizione diversa, vicino ad una stella assai più debole, Thuban, nella costellazione del Drago. La causa di questo cambiamento è che la terra “ondeggia” leggermente come una trottola sul punto di cadere, e la traiettoria dell’asse descrive un cerchio nel cielo. L’ondeggiamento è leggerissimo, ma lo spostamento dell’asse è divenuto notevole dacché la piramide è stata costruita, 5000 anni or sono.

Effetto di precessione – moto del polo celeste fra le stelle

L’Egitto è ancor oggi considerato la terra del mistero. E’ risaputo che la maggior parte dei misteri dell’antico Egitto furono creati a bella posta dai sacerdoti, che erano i più istruiti della loro razza e che si rendevano conto che il sistema migliore per tenere sotto controllo il popolo era di mantenerlo nell’ignoranza. Ma anche i sacerdoti avevano dei limiti ben definiti, e benché eccellessero nell’arte di eseguire esatte misurazioni, non riuscirono mai a scoprire che la terra è sferica. Essi credevano che il mondo fosse rettangolare, con l’Egitto in mezzo e deserti e mari tutt’intorno. L’astronomia cinese non era più progredita. Ci sono pervenute annotazioni di comete e di eclissi, ma alcune delle idee di quell’epoca sembrano strane al giorno d’oggi.

L’astronomia nella sua vera forma cominciò con i greci, che non solo eseguirono delle osservazioni, ma tentarono anche di dare a queste delle spiegazioni. Il primo dei grandi filosofi fu Talete di Mileto, nato nel 624 a.C., l’ultimo fu Tolomeo di Alessandria, e con la sua morte, avvenuta attorno o nell’anno 180 d.C., termina il periodo classico della scienza. Negli otto secoli compresi tra queste due date il pensiero umano fece notevoli progressi.

Aristotele

Talete stesso fu forse il primo a comprendere che la terra è un globo, ma sfortunatamente tutti i suoi scritti originali sono andati perduti. I primi argomenti sicuri contro la vecchia teoria della terra piatta sono dati da Aristotele, nato nel 384 a.C. e morto nel 322. Aristotele fu uno degli uomini più geniali del mondo antico, ed il suo pensiero contiene il meglio del pensiero greco.

Talete di Mileto 624-547 a.C.

Come fa notare Aristotele, le stelle paiono cambiare d’altezza sull’orizzonte secondo la latitudine dell’osservatore. La stella polare sembra rimanere abbastanza alta nel cielo vista dalla Grecia, perché la Grecia è molto a nord dell’equatore terrestre; dall’Egitto la stella polare è più bassa; dalle latitudini meridionali non si può vedere affatto, dato che non sorge mai sopra l’orizzonte. D’altra parte, Canopo, una stella brillante della parte meridionale del cielo, può essere vista dall’Egitto ma non dalla Grecia. Questo è quanto ci si aspetterebbe secondo la teoria di una terra rotonda, ma non si può spiegare questo comportamento se supponiamo che la terra sia piatta. Aristotele notò che durante un’eclissi di luna, allorché l’ombra della terra si proietta sulla luna, il margine dell’ombra è curvo, segno che anche la superficie della terra deve essere curva.

Eratostene 276-196 a.C.

Il passo seguente fu compiuto da Eratostene di Cirene, che riuscì a misurare la lunghezza della circonferenza della terra. Il suo sistema era oltremodo ingegnoso, e risultò notevolmente preciso. Eratostene dirigeva una grande biblioteca scientifica ad Alessandria, in Egitto, e da uno dei libri di cui disponeva apprese che al tempo del solstizio estivo, il “giorno più lungo” nelle latitudini nordiche, il sole si trovava sulla verticale a mezzogiorno, visto dalla città di Siene (la moderna Assuan) presso il Nilo. Ad Alessandria comunque, il sole si trovava in quel momento spostato di 7 gradi dalla verticale. Un cerchio completo è composto di 360 gradi, e 7 è all’incirca 1/50 di 360, cosicché se la terra era sferica, la sua circonferenza doveva essere 50 volte la distanza da Alessandria a Siene. Eratostene giunse al risultato finale di 39.400 km con uno sbaglio per difetto di soli 600 km. Se i Greci avessero compiuto un altro passo avanti, e posto il sole al centro del sistema planetario, il progresso dell’astronomia sarebbe stato rapido. Alcuni filosofi si provarono a farlo, ma malauguratamente Aristotele pensava che la terra fosse il centro dell’universo, e l’autorità di Aristotele era talmente indiscussa che pochi osavano metterla in dubbio. Inoltre, il decentramento della terra, avrebbe significato un cambiamento delle leggi “fisiche”, poiché la teoria aristotelica delle “cose che prendevano il loro posto naturale” sarebbe stata assai indebolita.

Il sistema tolemaico
Tolomeo 120-180

La maggior parte delle nostre conoscenze dell’astronomia greca è dovuta a Claudio Tolomeo che scrisse un famoso libro conosciuto generalmente col suo titolo arabo, l’Almagesto. In esso egli sintetizza le idee dei grandi filosofi che erano vissuti prima di lui, e la teoria che la terra giace al centro dell’universo viene perciò chiamata “tolemaica”, benché non sia stato Tolomeo stesso ad esserne il diretto responsabile. Secondo la teoria tolemaica, tutti i corpi celesti ruotano attorno alla terra. La più vicina a noi è la luna; poi vengono Mercurio, Venere, il Sole, Marte, Giove, Saturno e finalmente le stelle. Tolomeo sosteneva che, dato che il circolo era la forma “perfetta”, e che nei cieli non poteva esistere nulla che non fosse perfetto, tutti questi corpi dovevano roteare su percorsi circolari. Sfortunatamente però i pianeti hanno un loro modo di comportarsi. Tolomeo era un ottimo matematico, e sapeva perfettamente che il moto dei pianeti non poteva essere spiegato sostenendo l’ipotesi di un moto circolare uniforme con la terra nel mezzo. Egli perciò elaborò un sistema complesso secondo il quale ogni pianeta si muoveva in un piccolo cerchio chiamato “epiciclo”, il centro del quale ruotava attorno alla terra descrivendo un cerchio perfetto. Via via che sopravvenivano delle irregolarità, si dovevano ideare degli altri epicicli, finché tutto il sistema divenne terribilmente artificioso e complesso.

Ipparco II sec. a.C.

Ipparco, che era vissuto circa due secoli prima di Tolomeo, aveva redatto un catalogo stellare dettagliato e preciso. L’originale è andato perduto, ma fortunatamente Tolomeo lo ha riprodotto nel suo Almagesto, sì che tutta l’opera ha potuto giungere sino a noi. Ipparco fu anche l’inventore di una branca assolutamente nuova della matematica, da noi conosciuta sotto il nome di trigonometria.

Quando la potenza della Grecia si dissolse, il progresso dell’astronomia si arrestò di colpo. La grande biblioteca di Alessandria fu saccheggiata ed incendiata nel 640 d.C. per ordine del califfo arabo Omar, e per più di mille anni fu fatto assai poco. Quando l’interesse per i cieli ritornò, ciò avvenne, tramite l’astrologia.

Ancora oggi vi è della gente che non conosce la differenza tra astrologia e astronomia. Invero, le due cose sono assolutamente diverse. L’astronomia è una scienza esatta; l’astrologia è un relitto del passato, e nessuna persona intelligente può prenderla sul serio.

Il modo migliore per definire l’astrologia è dire che è la superstizione delle stelle. Ogni corpo celeste si pensa debba avere una certa influenza sul carattere e sul destino di ogni essere umano, e nel fare un oroscopo, che è principalmente una carta della posizione dei pianeti all’epoca della nascita del soggetto, un astrologo pretende di poter predire il destino della persona per la quale l’oroscopo è stato fatto.

Vi possono essere state delle scusanti per questo genere di cose nel Medioevo, ma non ve n’è nessuna oggi.

De Revolutionibus Orbium Coelestium- frontespizio

Comunque, l’astrologia mediovale ha perlomeno fatto rinascere la vera astronomia. Gli arabi erano all’avanguardia, e ben presto l’interesse dilagò in Europa. I cataloghi delle stelle vennero migliorati, ed i movimenti della luna e dei pianeti furono riesaminati. C’erano perfino degli osservatori; molto diversi dagli osservatori a cupola di oggigiorno, ma nondimeno osservatori.

L’astronomia era ancora paralizzata dalla cieca fiducia nel sistema tolemaico. Finché gli uomini avessero rifiutato di credere che la terra potesse muoversi, nessun vero progresso poteva venir compiuto. La situazione non veniva migliorata dall’atteggiamento della chiesa, che a quei tempi era onnipotente. Qualsiasi critica ad Aristotele veniva considerata un’eresia. Dato che la fine generalmente riservata agli eretici era di venire arsi sul rogo, era palesemente saggio non esprimersi troppo chiaramente.

I primi segni della lotta che si avvicinava vennero nel 1546, con la pubblicazione del De Revolutionibus Orbium Coelestium (Sulle rivoluzioni dei corpi celesti) di un canonico polacco, Niccolò Copernico. Copernico era un pensatore chiaro, oltre che un abile matematico e al principio della sua carriera vide tanti punti deboli nel sistema tolemaico che si sentì preso dal desiderio di abbandonarlo. Sembrava irragionevole pensare che le stelle potessero compiere una rotazione al giorno attorno alla terra. Usando le sue stesse parole: “Perché dovremmo esitare ad attribuire alla terra un moto naturil sistema eliocentricoale e corrispondente alla sua forma sferica? E perché non siamo disposti ad ammettere che l’apparenza di una rotazione giornaliera appartiene ai cieli, la sua realtà alla terra? Il rapporto è lo stesso di quello di cui parla l’Enea virgiliano: Noi salpiamo dal porto e la terra e le città si allontanano”.

Il successivo passo di Copernico fu ancora più ardito. Egli vide che i movimenti del sole, della luna e dei pianeti non potevano essere spiegati col vecchio sistema, anche ammettendo tutti i cerchi e gli epicicli di Tolomeo, e così ripudiò l’intera teoria. Pose il sole al centro del sistema, e ridusse la posizione della terra a quella di un comunissimo pianeta.

Copernico era abbastanza saggio per essere prudente. Egli sapeva con certezza che sarebbe stato accusato di eresia, e benché il suo libro sia stato completato probabilmente verso il 1530, egli si rifiutò di pubblicarlo fino all’anno della sua morte. Come aveva previsto, la chiesa fu apertamente ostile. Gravi dispute si verificarono per tutto il mezzo secolo che seguì, ed un filosofo, Giordano Bruno, venne arso a Roma perché sosteneva che Copernico aveva ragione.

Uraniborg nell’isola di Hveen

Tycho Brahe, nato in Danimarca solo alcuni mesi dopo la morte di Copernico, era completamente diverso dal gentile e colto matematico polacco. Tycho era un fervido credente nell’astrologia, ed un ugualmente fanatico miscredente del sistema copernicano, sicché desta ironia il fatto che la sua opera contribuì molto a provare la verità delle nuove idee. Egli costruì un osservatorio nell’isola di Hven, nello stretto tra la Danimarca e la Svezia, e tra il 1576 e il 1596 eseguì migliaia di osservazioni molto accurate sulla posizione delle stelle e dei pianeti, redigendo alla fine un catalogo che era migliore di quello di Tolomeo. Naturalmente non era provvisto di telescopi; ma i suoi strumenti di misurazione erano i migliori della sua epoca, e Tycho personalmente era un ottimo osservatore.

Oggigiorno, nulla rimane del suo grande osservatorio di Uraniborg.

Allorché, nel 1601, Tycho morì, egli lasciò le sue osservazioni al suo assistente, un giovane matematico tedesco che si chiamava Giovanni Keplero. Dopo anni di attenti studi, Keplero si accorse che i movimenti dei pianeti non si potevano spiegare né col moto circolare attorno alla terra, né con quello attorno al sole; il che faceva pensare che ci fosse qualcosa di sbagliato sia nel sistema di Copernico che in quello di Tolomeo. Finalmente, trovò la risposta. I pianeti ruotavano sì attorno al sole, ma non con percorsi perfettamente circolari. I loro percorsi o “orbite” erano ellittici.

Johannes Kepler 1571-1630

I cinque pianeti conosciuti ai giorni di Keplero,risultarono avere delle orbite circolari, ma non del tutto. La piccola differenza dal circolo perfetto era la causa di tutto e le ultime osservazioni di Tycho sopravvenivano proprio al punto giusto come i pezzi mancanti di un mosaico.

L’annoso problema era risolto, benché le autorità ecclesiastiche continuassero ad opporsi alla verità per qualche tempo ancora. Le tre leggi sul moto planetario di Keplero, l’ultima delle quali fu pubblicata nel 1618, spianarono la strada per le successive ricerche di Sir Isaac Newton.

L’opera di Keplero non fu il solo importante sviluppo della prima parte del XVII secolo. Nel 1608 un fabbricante di occhiali di Middleburg in Olanda , Hans Lippersheim, scoprì che sistemando due lenti in una certa maniera si potevano ottenere delle immagini ingrandite di oggetti distanti. Occhiali erano stati usati per qualche tempo; secondo alcune fonti essi furono inventati da Ruggero Bacone; ma nessuno aveva scoperto il principio del telescopio prima che lo facesse, più o meno accidentalmente, Lippersheim.

La notizia della scoperta dilagò in Europa, e giunse alle orecchie di Galileo Galilei, professore di matematica dell’Università di Pisa. Galileo comprese immediatamente che il telescopio poteva essere adoperato in astronomia, e “senza risparmio di spesa e di energie” come egli stesso scrisse, costruì da sé uno strumento.

Cannocchiale a lente di Galileo

Era un piccolo oggetto, pietosamente debole se paragonato ad un moderno cannocchiale tascabile, ma fu di aiuto per una completa rivoluzione del pensiero scientifico.

Galileo ottenne le prime immagini telescopiche dei cieli verso la fine del 1609. Improvvisamente l’universo cominciò ad aprirsi davanti ai suoi occhi. La luna era coperta di pianure buie, alte montagne e giganteschi crateri; Venere, la stella serotina degli antichi, presentava delle fasi sul tipo di quelle della luna, tanto da essere a volte nascente e talvolta quasi piena; talvolta mezza; Giove era servito da 4 lune tutte per sé e la Via Lattea risultò composta da innumerevoli deboli stelle. Galileo aveva sempre creduto nel nuovo sistema dell’Universo, ed il suo lavoro al telescopio lo aveva reso vieppiù sicuro del suo credo. Inevitabilmente si trovò nei guai con la chiesa. Era duro per le autorità religiose il riconoscere che la terra non era il corpo più importante dell’Universo, e Galileo appariva ai loro occhi come un eretico pericoloso. Venne arrestato ed imprigionato, dopodiché fu processato e costretto a “maledire, abiurare ed odiare” la falsa teoria che la terra si muoveva attorno al sole.

Pochi si lasciarono illudere, e prima della fine del secolo, la teoria tolemaica era abbandonata per sempre. La pubblicazione dei Principia di Isacco Newton, nel 1687, portò ad una vera comprensione di come si muovevano i pianeti.

E’ giusto dire che Keplero trovò “come” i pianeti su muovono, Newton scoprì “perché”. Newton costruì anche un telescopio di tipo assolutamente nuovo. Lo strumento di Galileo era un rifrattore, e si serviva di un obiettivo per raccogliere la sua luce. Newton arrivò alla conclusione che i rifrattori non sarebbero stati mai del tutto soddisfacenti, e si diede da fare per ovviare a questa difficoltà. Finalmente decise di eliminare del tutto l’obiettivo, e di raccogliere la luce per mezzo di uno specchio di forma adatta.

Quando Newton eliminò il rifrattore perché non soddisfacente, commise uno dei suoi rari errori. Tuttavia, il “riflettore” newtoniano divenne presto popolare, e tale è rimasto. Gli specchi si costruiscono più facilmente delle lenti, ed anche oggi tutti i maggiori strumenti sono del tipo riflettente.

Riflettore di Newton

L’astronomia si evolveva. Fintantoché le osservazioni dovevano venire compiute solo ad occhio nudo, si poteva imparare poco sulla natura dei pianeti e delle stelle; i loro movimenti potevano venire studiati, ma tutto finiva li. Non appena si resero disponibili i telescopi, degli osservatori veri e propri fecero la loro comparsa. Copenhagen e Leida aprirono la serie; l’osservatorio di Parigi venne completato nel 1671, e quello di Greenwich nel 1675.

Greenwich venne fondata per una ragione particolare. L’Inghilterra è sempre stata una nazione marinara e prima della scoperta di orologi di cui si potesse fidare il solo modo per i marinai di stabilire la loro posizione in mezzo all’oceano, allorché non v’era terra in vista, era di osservare la posizione della luna in mezzo alle stelle. Questo implicava l’uso di un buon catalogo di stelle ed il migliore che si potesse ottenere, quello di Tycho, non era ancora sufficientemente esatto. Carlo II aveva perciò ordinato che i campi stellari dovevano “venire nuovamente osservati, esaminati, e corretti ad uso dei miei marinai”. Venne scelta una zona nel parco reale di Greenwich, e Sir Cristopher Wren, egli stesso professore di astronomia, progettò la costruzione del primo osservatorio. Il Reverendo John Flamsteed fu nominato astronomo di corte, e in tempo debito il riveduto catalogo delle stelle fu completato.

L’osservatorio di Greenwich

I telescopi furono costantemente migliorati. Alcuni dei primi strumenti erano davvero curiosi; uno di essi, usato dall’osservatore olandese Christiaan Huygens, era lungo più di 200 piedi, tanto che l’obiettivo dovette venir fissato ad un tronco. Ma gradatamente le maggiori difficoltà vennero superate e sia rifrattori che riflettori acquistarono in potenza e convenienza. Anche la matematica astronomica compiva dei grandi passi. L’ostacolo maggiore era sempre rappresentato dal sistema tolemaico, ma una volta eliminato quello, la strada era spianata. La distanza tra la terra ed il sole venne misurata con sufficiente precisione, e nel 1675 l’astronomo danese Ole Roemer misurò perfino la velocità della luce, che risultò di 300.000 km. al secondo. Roemer fece questo casualmente, osservando i movimenti delle quattro grandi lune di Giove.

Friedrich Wilhelm Herschel 1738-1822

Ma benché la conoscenza dei corpi del sistema solare si fosse arricchita al di là di qualsiasi immaginazione, poco si conosceva sulle stelle, che venivano ancora considerate come semplici punti di riferimento. Il primo serio tentativo per infrangere questa barriera venne compiuto da William Herschel, che viene giustamente definito il “padre dell’astronomia stellare”.

Herschel era nato a Hannover nel 1738, undici anni dopo la morte di Newton. Venne in Inghilterra e divenne organista presso la Octagon Chapel di Bath; ma il suo principale interesse era l’astronomia, ed egli costruì telescopi a riflessione che erano i migliori della sua epoca. Il maggiore dei telescopi di Herschel costruito relativamente tardi nella sua carriera, aveva uno specchio di 48 pollici di diametro.

Herschel doveva guadagnarsi di che vivere, e per qualche anno non poté dedicare tutto il suo tempo allo studio dell’astronomia. Poi, nel 1781, fece una scoperta che cambiò completamente il corso della sua vita. Una sera, mentre stava esaminando alcune deboli stelle della costellazione dei Gemelli, incontrò un oggetto che non era certamente una stella. Dapprima lo credette una cometa, ma non appena fu calcolata la sua orbita, non vi fu più alcun dubbio sulla sua natura: non era una cometa, ma un pianeta; il mondo che noi chiamiamo oggi Urano.

Il telescopio di 48 pollici di Herschel

La scoperta giunse completamente inaspettata. Esistevano 5 pianeti conosciuti, e questi assieme alla luna ed al sole, davano un totale di 7. Il 7 era il numero magico degli antichi, e si era pensato perciò che il sistema solare fosse completo. Herschel divenne famoso in tutto il mondo; fu nominato astronomo di corte da re Giorgio III, e da allora poté abbandonare completamente la sua carriera musicale.

Herschel si impose un tremendo programma. Egli si propose di esplorare tutti i cieli, per potersi così formare un’idea di come le stelle fossero distribuite. Fino alla fine della sua lunga vita, nel 1822, egli lavorò pazientemente al suo progetto e le sue conclusioni finali si sono dimostrate estremamente accurate.

Naturalmente, Herschel fece numerose scoperte durante le sue esplorazioni celesti. Molte stelle che sembravano semplici, risultarono essere doppie, e c’erano anche ammassi stellari, come pure delle deboli macchie luminose conosciute come “nebulose” dalla parola latina che significa “nuvole”. Herschel era un osservatore oltremodo meticoloso. Egli catalogò tutte le sue scoperte, ed esaminando le carte che pubblicò non possiamo che meravigliarci della mole di lavoro che riuscì a svolgere. Dato che visse in Inghilterra gran parte della sua vita, non ebbe occasione di esaminare le stelle della parte meridionale dell’emisfero australe che non appaiono mai a latitudini nordiche, ed è notevole il fatto che il completamento dei suoi “rastrellamenti stellari” fu compiuto in seguito da suo figlio, sir John Herschel, che si recò appositamente al Capo di Buona Speranza, rimanendovi per parecchi anni.

Nei primi anni del XIX secolo un ottico tedesco, Joseph von Fraunhofer, cominciò ad eseguire degli esperimenti con dei prismi di vetro. Newton aveva già scoperto che la comune luce “bianca” non è affatto bianca, bensì un miscuglio di tutti i colori dell’arcobaleno. Fraunhofer comprese che questa scoperta poteva divenire importante, ed il suo lavoro portò allo sviluppo di un nuovo strumento, lo spettroscopio astronomico.

Esattamente come un telescopio raccoglie la luce, così uno spettroscopio la scompone. Con l’analisi degli “spettri” ottenuti, è possibile riuscire a sapere molte cose sullo stato della materia che emette la luce. Per esempio, lo spettro del sole rivela due righe scure che possono essere causate solo dall’elemento sodio, cosicché abbiamo la prova dell’esistenza del sodio sul sole. Il telescopio senza lo spettroscopio sarebbe di scarsa utilità all’astronomo di professione di oggigiorno; è possibile ora rintracciare degli elementi noti in stelle remote, e perfino in altri sistemi stellari, sperduti nelle immensità dello spazio.

Nel 1838, Friedrich Wilhelm Bessel, direttore dell’osservatorio di Konigsberg, ritornò al problema della distanza delle stelle. Nello studiare i movimenti apparenti di 61 Cygni, un pallido oggetto nella costellazione del Cigno, poté dimostrare che giaceva ad una distanza di circa 60 milioni di milioni di miglia. Due mesi più tardi un astronomo britannico, Henderson misurò la distanza della luminosa stella australe Alpha Centauri, e giunse al risultato abbastanza esatto di 20 milioni di milioni di miglia. Alpha Centauri è una stella tripla, ed il membro più debole del trio è il corpo conosciuto più vicino, al di fuori del nostro sistema solare. Il nostro cervello non è fatto per comprendere delle distanze così immense. Fortunatamente abbiamo un’unità molto migliore a disposizione, basata sulla velocità della luce.

Sappiamo che la luce viaggia alla velocità di 300.000 km al secondo. Un raggio di luce impiega 8 minuti ed un terzo per giungere dal sole a noi, ma nel caso di Alpha Centauri il tempo impiegato è di 4 e 1/3 anni: non vediamo la stella come è adesso, ma come era 4 e 1/3 anni fa. Diciamo perciò che Alpha Centauri dista da noi 4 e 1/3 anni-luce, e che la distanza di 61 Cygni è di quasi 11 anni-luce.

Un altro grande avvenimento dell’ultimo secolo fu l’avvento della fotografia astronomica. Nel 1845 venne eseguito il primo “dagherrotipo” fotografico del sole, seguito nel 1850 da una fotografia della luna. Entro 50 anni magnifiche fotografie dei corpi celesti vennero scattate non solo negli osservatori ufficiali, ma anche da dilettanti.

Il telescopio di 72 pollici di Lord Rosse

Il riflettore da 48 pollici di Herschel, venne ben presto sorpassato. Nel 1845 in Irlanda Lord Rosse, costruì uno specchio da 72 pollici. era difficile e complicato ad usarsi, ma era di gran lunga lo strumento più potente allora esistente, e Rosse lo adoperò per studiare gli ammassi stellari e le nebulose trovate da Herschel. Alcune delle nebulose risultarono essere costituite interamente da stelle deboli, benché altre non potessero essere risolte nello stesso modo. Ancor più interessante il fatto che alcune delle nebulose stellari rivelarono una forma a spirale, in modo da assomigliare assai a delle ruote.

Il telescopio da solo, non avrebbe mai potuto svelare la natura delle misteriose nebulose; ma lo spettroscopio si. Nel 1864, Sir William Huggins esaminò una tenue nebulosa nella costellazione del Drago, e trovò che non era composta da stelle, ma da un gas luminoso.

il 100 pollici di Mount Wilson

Sappiamo ora che gli oggetti nebulosi sono di tre tipi. Nel nostro sistema, conosciuto comunemente come Via Lattea, ma più correttamente come Galassia, troviamo i normali ammassi stellari e le nebulose gassose, la maggior parte di esse alla distanza di centinaia di migliaia di anni-luce da noi. Al di là della Galassia, si trova un vasto golfo, e quindi si giunge al primo dei sistemi separati esterni, giacente alla distanza di molto superiore al milione di anni-luce. La Grande Spirale di Andromeda, che può essere vista ad occhio nudo, come una tenue macchia polverosa, si dimostra una galassia a sé stante, ancor più grande della nostra. Herschel aveva sospettato qualcosa di simile, e il lavoro di Rosse e Huggins confermava il suo punto di vista, benché la questione non venisse definitivamente risolta che nel 1933.

Perfino il riflettore da 72 pollici di Rosse non mantenne il suo primato a lungo. Ogni decennio assisteva al sopraggiungere di nuovi e più grandi telescopi; nel 1917 venne il riflettore da 100 pollici di Monte Wilson, in California, e nel 1948 quello da 200 pollici del Palomar.

Radiotelescopio Max Planck di Bonn

Vi sono alcuni oggetti nello spazio che non emettono solamente della luce visibile, ma anche delle radiazioni di molto maggiore lunghezza d’onda, conosciute generalmente col nome di radio-onde. quando si scoprì questo fatto per la prima volta, nel 1931, si sviluppò una branca completamente nuova dell’astronomia. I radio telescopi non assomigliano per nulla ai normali telescopi; hanno la forma di grandi antenne, ed hanno permesso agli astronomi di studiare delle regioni nello spazio che non avrebbero potuto essere esplorate in nessun’altra maniera.

Non sono più i tempi di Tycho Brahe, allorché i soli strumenti a disposizione erano l’occhio umano e rudimentali strumenti di misurazione.

Bibliografia

  • Bernard Cohen – La rivoluzione nella scienza – Longanesi
  • Giorgio Abetti – Storia dell’astronomia – Vallecchi
  • G. Schiapparelli – Scritti sulla storia dell’astronomia antica – Bologna
  • J.L.E. Dreyer – Storia dell’astronomia da Talete a Keplero – Feltrinelli
  • a cura di Michael Hoskin – Storia dell’astronomia di Cambridge – Superbur