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La visione rivoluzionaria di Galileo ci ha aiutato a inaugurare l'astronomia moderna

All'interno di una teca di vetro c'era un tubo dall'aspetto semplice, usurato e rigato. Steso in strada, sarebbe sembrato una lunghezza di una vecchia pipa. Ma mentre mi avvicinavo, Derrick Pitts - solo per metà per scherzo - ordinò: "Inchinati!"

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L'oggetto dall'aspetto insignificante è in effetti uno dei manufatti più importanti nella storia della scienza: è uno dei due soli telescopi sopravvissuti che sono stati realizzati da Galileo Galilei, l'uomo che ha contribuito a rivoluzionare la nostra concezione dell'universo. Il telescopio è stato il fulcro di "Galileo, i Medici e l'Età dell'Astronomia", una mostra al Franklin Institute di Filadelfia nel 2009.

Pitts, che gestisce il planetario dell'istituto e altri programmi di astronomia, afferma che ricevere il telescopio dal Museo Galileo di Firenze - la prima volta che lo strumento ha lasciato Firenze - è stata "qualcosa di un'esperienza religiosa". Comprensibilmente: se Galileo è considerato un santo patrono dell'astronomia, allora il suo telescopio è una delle sue reliquie più sante. "Il lavoro di Galileo con il telescopio ha scatenato l'idea che il nostro è un sistema solare centrato sul sole e non un sistema solare centrato sulla Terra", afferma Pitts. In altre parole, da quel brutto vecchio cilindro è nata l'idea profonda che non siamo il centro dell'universo.

Fu un'idea pericolosa, che costò a Galileo la sua libertà.

400 anni fa, in una notte stellata a Padova, Galileo girò per la prima volta un telescopio verso il cielo. Potrebbe sembrare la più naturale delle azioni: dopotutto, cos'altro si fa con un telescopio? Ma nel 1609, lo strumento, che era stato inventato solo l'anno prima da ottici olandesi, era noto come "cannocchiale", in previsione dei suoi usi militari. Il dispositivo è stato anche venduto come un giocattolo. Quando Galileo lo lesse, iniziò rapidamente a creare una versione molto più potente. I telescopi olandesi ingrandivano le immagini di 3 volte; I telescopi di Galileo li ingrandirono da 8 a 30 volte.

All'epoca l'astronomia, come gran parte della scienza, rimase sotto l'incantesimo di Aristotele. Quasi 2000 anni dopo la sua morte, il gigante della filosofia greca fu tenuto in così grande considerazione che persino le sue dichiarazioni più sospette furono considerate inammissibili. Aristotele aveva sostenuto che tutti gli oggetti celesti erano sfere perfette e immutabili, e che le stelle facevano un vertiginoso viaggio quotidiano intorno al centro dell'universo, la nostra Terra stazionaria. Perché scrutare il cielo? Il sistema era già stato ben strutturato nei libri. Gli astronomi "non desiderano mai alzare gli occhi da quelle pagine", scrisse Galileo frustrato, "come se questo grande libro dell'universo fosse stato scritto per essere letto solo da Aristotele, e i suoi occhi erano destinati a vedere per tutti i posteri. "

Ai tempi di Galileo, lo studio dell'astronomia veniva utilizzato per mantenere e riformare il calendario. Gli studenti sufficientemente avanzati di astronomia costruirono oroscopi; si credeva che l'allineamento delle stelle influenzasse tutto, dalla politica alla salute.

Alcune ricerche non erano nella descrizione del lavoro di un astronomo, afferma Dava Sobel, autrice del memoriale storico più venduto Galileo's Daughter (1999). "Non hai parlato di cosa fossero fatti i pianeti", dice. "Era scontato che fossero fatti della quinta essenza, materiale celeste che non cambiò mai." Gli astronomi potrebbero fare previsioni astrologiche, ma non ci si aspettava che scoprissero nulla di nuovo.

Quindi quando Galileo, allora 45enne, volse il suo telescopio verso il cielo nell'autunno del 1609, fu un piccolo atto di dissenso. Vide che la Via Lattea era in realtà "una serie di innumerevoli stelle", più di quanto la sua mano stanca potesse disegnare. Vide la superficie della luna marcata, che, lungi dall'essere perfettamente sferica, era in realtà "piena di cavità e protuberanze, non diversamente dalla faccia della Terra". Presto noterà che Giove aveva quattro lune per sé e che Venere aveva fasi lunari, a volte incerando su un disco, a volte calando a mezzaluna. In seguito vide imperfezioni nel Sole. Ogni scoperta mise ulteriormente in discussione il sistema di Aristotele e fornì un supporto ancora maggiore alla visione pericolosamente rivoluzionaria che Galileo aveva preso privatamente in possesso - esposta appena mezzo secolo prima da un astronomo polacco di nome Nicolaus Copernicus - che la Terra viaggiasse intorno al Sole.

"Ringrazio infinitamente Dio", scrisse Galileo al potente statista fiorentino Belisario Vinta nel gennaio del 1610, "che è stato contento di rendermi il primo osservatore di cose meravigliose".

Come molte figure i cui nomi hanno resistito, Galileo non era timido nel cercare la fama. Il suo genio per l'astronomia fu eguagliato da un genio per l'autopromozione e presto, in virtù di diverse decisioni astute, la stessa stella di Galileo stava sorgendo.

In Toscana, il nome Medici era stato sinonimo di potere per secoli. La famiglia Medici lo acquistò e lo esercitò in vari modi: uffici pubblici, banche predatorie e alleanze con la potente Chiesa cattolica. La conquista del territorio fu un metodo favorito alla fine del XVI secolo, quando il capo della famiglia, Cosimo I, conquistò molte regioni vicine a Firenze. La famiglia si interessò profondamente alla scienza e alle sue potenziali applicazioni militari.

Forse i Medici avevano bisogno di scienziati, ma gli scienziati - e in particolare Galileo - avevano bisogno ancora di più dei Medici. Con un'amante, tre bambini e una famiglia allargata da sostenere, e sapendo che le sue domande sulla scienza aristotelica erano controverse, Galileo decise con astuzia di corteggiare il favore della famiglia. Nel 1606, dedicò un libro su una bussola geometrica e militare al suo studente Cosimo II, apparente erede di 16 anni della famiglia.

Quindi, nel 1610, in occasione della sua pubblicazione di The Starry Messenger, che descriveva in dettaglio i suoi reperti telescopici, Galileo dedicò a Cosimo II qualcosa di molto più grande di un libro: le stesse lune di Giove. "Ecco dunque quattro stelle riservate al tuo illustre nome", scrisse Galileo. "... In effetti sembra che il Creatore delle stelle stesso, per chiare argomentazioni, mi abbia ammonito di chiamare questi nuovi pianeti con l'illustre nome di Vostra Altezza prima di tutti gli altri." (Galileo scelse il nome di "stelle cosmiche", ma l'ufficio di Cosimo richiese invece "stelle medicee" e l'alterazione fu debitamente apportata.) " Il messaggero stellato era una domanda di lavoro", afferma Owen Gingerich, astronomo e storico scientifico di Harvard -Smithsonian Center for Astrophysics — e, sicuramente, Galileo ha ottenuto proprio quello che stava cercando: il patrocinio dei Medici.

Difficilmente avrebbe potuto sperare in patroni migliori, come chiarito dalla mostra di Franklin. Comprendeva decine di strumenti intricati nella collezione della famiglia. I nomi fantasiosi degli ingegnosi congegni suggeriscono la loro funzione e descrivono le loro forme: planisferi nautici, bussole gimbaled, quadranti orari, sfere armillari. Uno dei più antichi astrolabi sopravvissuti, uno strumento per calcolare la posizione del Sole e delle stelle, era in mostra, così come una serie di bussole in ottone e acciaio che si credeva appartenessero a Michelangelo, un altro beneficiario dei Medici. (Da allora il telescopio di Galileo e il resto della collezione sono tornati a Firenze.)

Sebbene in grado di misurare il mondo in vari modi e con vari scopi - determinando il calibro dei proiettili, rilevando la terra, aiutando la navigazione - alcuni strumenti non sono mai stati usati, essendo stati raccolti proprio per lo scopo a cui i musei li mettono oggi: l'esposizione. Alcuni, come una bussola che collassa a forma di pugnale, dimostrano l'alleanza di scienza e potere dell'epoca. Ma illustrano anche la sua fusione di scienza e arte: i manufatti scintillanti rivaleggiano con le opere di scultura. Raccontano anche una crescente consapevolezza che, come diceva Galileo, la natura era un grande libro (" questo grandissimo libro ") scritto nel linguaggio della matematica.

Non tutti provavano piacere o addirittura credevano in ciò che Galileo sosteneva di aver visto nel cielo.

Alcuni dei suoi contemporanei si rifiutarono persino di guardare attraverso il telescopio, quindi erano certi della saggezza di Aristotele. "Questi satelliti di Giove sono invisibili a occhio nudo e quindi non possono esercitare alcuna influenza sulla Terra, e quindi sarebbero inutili, e quindi non esistono", proclamò il nobile Francesco Sizzi. Inoltre, disse Sizzi, l'apparizione di nuovi pianeti era impossibile, poiché sette erano un numero sacro: "Ci sono sette finestre date agli animali nel domicilio della testa: due narici, due occhi, due orecchie e una bocca ... Da questa e molte altre somiglianze nella natura, che era noioso elencare, ci rendiamo conto che il numero di pianeti deve essere necessariamente sette. "

Alcuni che si degnarono di usare il telescopio non credevano ancora ai propri occhi. Uno studioso boemo di nome Martin Horky scrisse che "sotto, funziona meravigliosamente; nel cielo ne inganna uno". Altri nominalmente onorarono le prove del telescopio ma si affrettarono a renderlo conforme ai loro preconcetti. Uno studioso gesuita e corrispondente di Galileo di nome Padre Clavius ​​tentò di salvare l'idea che la Luna fosse una sfera postulando una superficie perfettamente liscia e invisibile che si estendeva sopra le sue colline e le sue valli sfregiate.

Lo Starry Messenger ebbe comunque successo: le prime 500 copie esaurite in pochi mesi. C'era una grande richiesta per i telescopi di Galileo, e fu nominato capo matematico all'Università di Pisa.

Col tempo le scoperte di Galileo iniziarono a turbare una potente autorità: la Chiesa cattolica. La visione del mondo aristotelica era stata integrata con gli insegnamenti cattolici, quindi ogni sfida ad Aristotele aveva il potenziale per scontrarsi con la chiesa. Che Galileo avesse rivelato difetti negli oggetti celesti era abbastanza fastidioso. Ma alcune delle sue osservazioni, in particolare le fasi mutevoli di Venere e la presenza di lune attorno ad altri pianeti, hanno fornito supporto alla teoria eliocentrica di Copernico, e ciò ha reso il lavoro di Galileo potenzialmente eretico. I letterati biblici hanno indicato il libro di Giosuè, in cui il Sole è descritto come fermarsi, miracolosamente, "in mezzo al cielo, e non si è abbattuto per un giorno intero". Come poteva fermare il Sole se, come sostenevano Copernico e ora Galileo, era già fermo? Nel 1614, un frate domenicano di nome Tommaso Caccini predicò apertamente contro Galileo, definendo la visione del mondo copernicano eretica. Nel 1615 un altro frate domenicano, Niccolò Lorini, presentò una denuncia contro Galileo all'Inquisizione romana, un tribunale istituito nel secolo precedente per eliminare l'eresia.

Queste sfide della chiesa turbarono fortemente Galileo, un uomo profondamente pio. È un'idea sbagliata comune che Galileo fosse irreligioso, ma come dice Dava Sobel: "Tutto ciò che ha fatto, ha fatto come un cattolico credente". Galileo credeva semplicemente che la Scrittura non intendesse insegnare l'astronomia, ma piuttosto, come scrisse in una lettera del 1613 al discepolo Benedetto Castelli, "persuadere gli uomini dalle verità necessarie per la salvezza". Alcuni membri della chiesa sostenevano la stessa opinione: il cardinale Baronius nel 1598 affermò che la Bibbia doveva "insegnarci come andare in paradiso, non come vanno i cieli".

Alla fine del 1615, Galileo si recò a Roma per incontrare personalmente i dirigenti della chiesa; era ansioso di presentare le sue scoperte e difendere l'eliocentrismo. Ma l'opinione di Baronius si rivelò essere quella di minoranza a Roma. Galileo fu ammonito contro la difesa del copernicanesimo.

Otto anni dopo, un nuovo papa, Urbano VIII, ascese e Galileo chiese nuovamente il permesso di pubblicare. Papa Urbano concesse l'autorizzazione - con l'avvertenza che Galileo presentasse la teoria solo come un'ipotesi. Ma il libro Galileo finalmente pubblicato nel 1632, Dialogue Concerning the Two Chief World Systems, uscì chiaramente a favore della visione copernicana, facendo infuriare il papa.

E così, in quello che Papa Giovanni Paolo II avrebbe ritenuto, più di tre secoli dopo, un caso di "tragica incomprensione reciproca", Galileo fu condannato dal Santo Ufficio dell'Inquisizione per essere "sospettato con veemenza di eresia, vale a dire di aver detenuto e credeva nella dottrina falsa e contraria alle Sacre e Divine Scritture, secondo cui il Sole è il centro del mondo ". È stato condannato alla prigione, che è stata commutata agli arresti domiciliari per il 69enne malato.

Nonostante le ripetute richieste di clemenza, l'astronomo trascorse i suoi ultimi otto anni confinato a casa sua, vietando di parlare o scrivere degli argomenti che lo avevano così affascinato. (Nel frattempo, si pensa che copie proibite del suo Dialogo siano state ampiamente vendute sul mercato nero.) La cecità lo ha superato, e mentre scriveva ad un amico nel 1638, "L'universo che io con le mie sorprendenti osservazioni e chiare dimostrazioni aveva ampliato un cento, anzi, mille volte oltre i limiti comunemente visti dai saggi di tutti i secoli passati, ora è per me così diminuito e ridotto, si è ridotto ai magri confini del mio corpo. "

L'esatta composizione di alcuni dei telescopi di Galileo rimane un mistero. Un frammento scritto - una lista della spesa annotata su una lettera - consente agli storici di ipotizzare i materiali utilizzati da Galileo per le sue lenti. E così gli ingredienti di uno dei telescopi più famosi della storia - una canna d'organo, stampi per modellare lenti, abrasivi per lucidare il vetro - vengono introdotti con promemoria per comprare sapone, pettini e zucchero.

È una lista da sballo: semplice come il tubo senza lucentezza in un museo. Eppure ciò che veniva da quel tubo, come l'uomo che lo ha realizzato, era tutt'altro che ordinario. Galileo "era uno di quelli che erano presenti alla nascita della moderna astronomia", afferma Gingerich di Harvard-Smithsonian.

Nella dedica di The Starry Messenger, indirizzata a Cosimo II, Galileo ha salutato lo sforzo di "preservare dall'oblio e rovinare nomi meritevoli di immortalità". Ma le lune di Giove che chiamò Medicea sono diventate più comunemente conosciute come le lune Galilee e, nel 1989, la navicella spaziale lanciata dalla NASA per studiarle fu chiamata Galileo. E il 2009 è stato nominato Anno internazionale dell'astronomia dalle Nazioni Unite in onore del 400 ° anniversario delle prime osservazioni telescopiche di Galileo.

Ha guadagnato la fama che Galileo ha cercato e ottenuto. "Galileo ha capito cosa era fondamentalmente importante" riguardo alle sue osservazioni telescopiche, afferma Gingerich. "Vale a dire, che ci stavano mostrando un universo completamente nuovo."

David Zax ha scritto per Smithsonian su Elvis nell'esercito, una festa della casa d'infanzia di Babbo Natale e George Washington.

Ai tempi di Galileo, lo studio dell'astronomia veniva utilizzato per mantenere e riformare il calendario. (Scala / Art Resource, NY) Galileo fu il primo a scoprire le lune di Giove. (Michael Benson / Kinetikon Pictures / Corbis) Quando Galileo lesse l'invenzione del "cannocchiale", iniziò rapidamente a realizzare una versione molto più potente (uno dei telescopi di Galileo). (Matt Rourke / Immagini AP) Galileo ha migliorato il design originale del telescopio. I suoi telescopi ingrandivano le immagini da 8 a 30 volte. (Collezione Granger, New York) Alcuni studiosi furono disturbati dalle osservazioni di Galileo (una mostra a Firenze dei suoi strumenti), ma rese grazie per essere "il primo osservatore di cose meravigliose". (Erich Lessing / Art Resource, NY) Come mostrato nei suoi schizzi, Galileo vide che la luna non era una sfera perfetta. (Biblioteca Nazionale, Florence / Granger Collection, New York) Il lavoro di Galileo fece piacere ai Medici; chiamò le lune di Giove le "stelle medicee" in The Starry Messenger . (SSPL / Image Works) Descritto qui in un dipinto del XIX secolo, il Sant'Uffizio dell'Inquisizione ha condannato Galileo per aver messo in dubbio che la Terra è il centro dell'universo. (Réunion des Musées Nationaux / Art Resource, NY) Il Derrick Pitts del Franklin Institute mostra il telescopio di Galileo, in mostra con strumenti della collezione dei Medici. (Ryan Donnell)
La visione rivoluzionaria di Galileo ci ha aiutato a inaugurare l'astronomia moderna