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MotiCelesti

< Legge di gravitazione universale | Indice | Leggi di Keplero >

Il cielo. Iniziamo dalla descrizione del cielo notturno. Notte dopo notte le stelle sembrano girare attorno alla terra disegnando cerchi sempre uguali che si ripetono come se, tutte assieme, giacessero su una sfera che circonda la Terra, la Volta Celeste.

Ogni giorno questa Volta sembra compiere un giro attorno ad un asse che passa circa per il centro della Terra e per la stella Polare. Ogni giorno la Volta lascia le stelle indietro di circa un grado e così il cielo cambia con le stagioni, ritornando al punto di partenza dopo un anno. Come è noto questo fatto si può spiegare con la rotazione di una Volta Celeste, come l'abbiamo descritta ora, oppure con la rotazione quotidiana della Terra su se stessa e con la sua rivoluzione attorno al Sole, in un Universo potenzialmente infinito.

Le due descrizioni corrispondono a grandi linee a quella di Claudio Tolomeo, la prima, e a quella rivoluzionaria, di Copernico la seconda. Tolomeo era il geografo ed astronomo ellenistico, vissuto ad Alessandria d'Egitto dal 100 al 175 d.C., che affinò la descrizione geocentrica scrivendo l'Almagesto sulla base di accuratissime osservazioni astronomiche compiute dall'uomo nei secoli. Niccolò Copernico, vissuto tra i 1473 e il 1543, studiò astronomia a Bologna e verso al fine della sua vita formulò il nuovo modello nel De Revolutionibus orbium coelestium.

I pianeti. Il moto delle stelle non distingue i due modelli, ma quello dei pianeti sì. Oggi sappiamo che i pianeti ruotano come la Terra attorno al Sole, e quindi sono molto più vicini a noi delle stelle. Ad occhio nudo appaiono come punti luminosi, come le stelle.

Moto retrogrado. Ma i pianeti non obbediscono alla semplice regola detta prima, in particolare non ruotano uniformemente sempre nella stessa direzione. Sembrano compiere strani moti retrogradi. illustrati nella figura accanto. L'animazione (courtesy of Prof. J. Bechtold, Univ. of Arizona) traccia il moto apparente di Marte nel cielo, ripresa supponendo di scattare un fotogramma al giorno, alla stessa ora , per otto mesi. Il fotogramma non è preso esattamente nella stessa direzione, ma ruotando indietro la cinepresa di circa un grado per notte, per compensare il moto apparente uniforme delle stelle. Si nota che il pianeta Marte appare muoversi verso sinistra, ma poi compie una doppia inversione di marcia, descrivendo un anello

Epicicli. Questi moti possono essere spiegati nel modello di Tolomeo, supponendo ulteriori ingranaggi nel movimento della Volta Celeste, chiamati epicicli. Il funzionamento di un epiciclo è illustrato dall'animazione (courtesy of Prof. J. Bechtold, Univ. of Arizona)qui di fianco, un artificio geometrico che implicherebbe un enorme ruota stellare per essere realizzato meccanicamente.

Rivoluzione copernicana. Viceversa il modello di Copernico prevede moti retrogradi senza richiedere epicicli. Le orbita dei pianeti giacciono tutte circa nello stesso piano, il piano dell'eclittica. L'animazione (courtesy of Prof. J. Bechtold, Univ. of Arizona) mostra che la Terra supera Marte mentre entrambi girano attorno al Sole, e poi inverte rotta ogni mezzo anno terrestre. Il moto retrogrado è in realtà ciò che appare sulla Terra, immaginando Marte proiettato sulla Volta Celeste nel moto relativo di due orbite semplici.

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