Lenti rivoluzionarie

Per la costruzione del suo telescopio, Galileo usò le sue mani: levigò le lenti, le combinò in modo congeniale, assemblò i vari pezzi. Costruì un tubo in legno, con due lenti di vetro alle estremità, una concava e l’altra convessa, il tutto accorpato con vari accessori. Unì quindi la consapevolezza del legame tra i suoi strumenti e il metodo scientifico, alla sua eccezionale abilità nel progettarli e costruirli. Con il risultato di riuscire a moltiplicare il potere d’ingrandimento del suo telescopio da 3x (tre ingrandimenti), fino a 8x, raggiungendo poi i 20-30 ingrandimenti.

Le lenti olandesi si trasformarono a tutti gli effetti nel telescopio galileiano.

Tramite il suo genio, fu possibile quindi osservare per la prima volta il cosmo, con uno strumento ben più potente e “scientifico” dell’occhio nudo.

Diresse il suo strumento verso il cielo e la prima cosa che osservò fu la Luna, che non si rivelò liscia come si riteneva fosse fino ad allora, ma individuò le sue montagne e crateri.

Notò le regioni chiare e quelle scure, e ottenne le prime informazioni sui moti lunari. Osservò le fasi di Venere e le macchie solari, osservò Saturno ma senza distinguere gli anelli, che scambiò per rigonfiamenti del pianeta stesso, pensando quindi che fosse un pianeta “tricorporeo”.

Scoprì la costituzione stellare della Via Lattea, con i suoi ammassi di stelle e corpi celesti, individuò i quattro maggiori satelliti di Giove (Io, Europa, Ganimede, Callisto) che chiamò “satelliti medicei”, per rendere omaggio alla famiglia dei Medici.

La scoperta di questi elementi confutavano la tesi che tutti i pianeti girassero intorno alla Terra, confermando invece la teoria eliocentrica di Niccolò Copernico, a discapito di quella geocentrica di Aristotele, che sosteneva erroneamente l’esistenza di un universo con la Terra posta al centro.

Un cannocchiale di nome Telescopio

Galileo battezzò il suo cannocchiale “Telescopio” (dal greco tele = “lontano” e skopeo = “osservo”) e le sue scoperte furono pubblicate il 12 marzo 1610 nel Sidereus Nuncius.

Unì scienza e tecnica, mostrando la prima applicazione del telescopio rifrattore, in cui l’immagine viene focalizzata attraverso l’utilizzo di lenti magistralmente assemblate.

Grazie a Galileo, in 400 anni la visione dell’universo si è completamente rivoluzionata.

Dove sono oggi i telescopi di Galileo

I due soli telescopi di Galileo esistenti al mondo sono attualmente conservati presso il Museo Galileo – Museo di Storia delle Scienze di Firenze.

Disse Galileo:

“Io stimo più il trovar un vero, benché di cosa leggiera, che ‘l disputar lungamente delle massime questioni senza conseguir verità nissuna”.

Un altro esempio nella storia dell’umanità di un uomo alla ricerca della verità, che cerca una spiegazione a ciò che osserviamo, senza credere ciecamente alle teorie di chi, per ignoranza, nega qualsiasi verità che non sia “conforme” ad alcuni preconcetti.

Distante dal Sole mediamente 4.500 milioni di chilometri e con un diametro equatoriale di 49.528 Km (4 volte quello della Terra), la temperatura minima della sua atmosfera può raggiungere i -220°C. I suoi satelliti naturali conosciuti sono 14, i cui nomi derivano da quelli di antiche divinità marine. Il satellite principale è Tritone, che presenta la particolarità di essere geologicamente attivo: sulla sua superficie infatti, avvengono numerose eruzioni simili a geyser. Nettuno possiede inoltre un sistema di 10 anelli molto tenui e sottili.

La visibilità nel cielo anche ad occhio nudo ha permesso a cinque dei pianeti del nostro Sistema Solare, ovvero Mercurio, Venere, Marte, Giove, e Saturno di essere scoperti già in tempi remoti; la scoperta di Urano, Nettuno e Plutone (riclassificato come pianeta nano nel 2006) invece, ha avuto inizio dopo l’introduzione del telescopio, avvenuta grazie al contributo di Galileo Galilei che, il 21 agosto 1609, rivoluzionò il mondo dell’astronomia presentando al governo veneziano il suo cannocchiale.

Legge di gravitazione di Newton sbagliata o pianeta disturbatore?

Dopo la scoperta di Urano da parte di William Herschel nel 1781, numerosi astronomi rilevarono una serie di anomalie nell’andamento del moto del pianeta: vi erano grandi divergenze tra l’orbita effettiva osservata e quella calcolata teoricamente; irregolarità tali che fu perfino ipotizzato un errore nella legge di gravitazione universale di Newton.

George Biddel Airy, Astronomo reale dell’Osservatorio di Greenwich nominato nel 1835, scrisse alla Royal Society, il 17 dicembre 1836, teorizzando che ci fosse una grande probabilità che “la legge di gravitazione universale differisse leggermente da quella dell’inverso del quadrato della distanza”. Si andava anche diffondendo l’ipotesi che ci fosse un altro corpo celeste, incognito, che svelava la sua stessa esistenza attraverso la sua attrazione esercitata sul moto di Urano.

Per spiegare l’andamento anomalo del moto di Urano, bisognava scoprire l’origine del disturbo che influenzava il suo movimento. Nel settembre 1845 John Couch Adams, matematico britannico all’Osservatorio di Cambridge, terminò i calcoli per determinare le irregolarità del moto di Urano e le ipotesi relative al corpo celeste che ne perturbava l’orbita.

Nel frattempo, l’astronomo francese Urbain Le Verrier, all’insaputa del lavoro di Adams, il 1° giugno 1846, presentò all’Accademia delle scienze francese di Parigi un lavoro analogo. Venuto a conoscenza di tale lavoro, l’astronomo reale Airy, nel luglio 1846 propose a James Challis, direttore dell’Osservatorio di Cambridge, di cercare il pianeta in questione con il telescopio equatoriale, per porre fine ad una questione che sembrava non riuscire ad essere risolta. Era presente anche Sir John Herschel, astronomo inglese, figlio di William Herschel.

Le Verrier, intanto, non trovando riscontro in Francia, inviò i suoi calcoli aggiornati al 31 agosto all’astronomo tedesco Johann Gottfried Galle dell’Osservatorio di Berlino.

La scoperta

Il 23 settembre 1846 all’Osservatorio di Berlino, Galle utilizzò i tabulati di Le Verrier per tentare di osservare il pianeta “invisibile” che causava anomalie nel moto di Urano. Poco dopo la mezzanotte, a meno di un grado dalla posizione prevista da Le Verrier, fu individuato il pianeta, all’interno della costellazione dell’Acquario. Il 24 settembre, a seguito di un’altra accurata osservazione, fu possibile annunciare in modo definitivo l’esistenza del pianeta.

Il 25 settembre Galle scrisse a Leverrier: “Signore, il pianeta, di cui voi avete segnalato la posizione, esiste realmente. Lo stesso giorno, in cui ho ricevuto la vostra lettera, trovai una stella di 8^a grandezza, che non era segnata nell’eccellente carta Hora XXI… della collezione di carte celesti, pubblicate dall’Accademia Reale di Berlino.  L’osservazione del giorno seguente decise che era il pianeta cercato”.

Comunicazione della scoperta e polemiche

La comunicazione ufficiale della scoperta fu data da Encke, direttore dell’Osservatorio di Berlino, in una lettera del 26 settembre, pubblicata in Astronomische Nachrichten, N. 580. L’annuncio portò però ad una feroce diatriba sulla priorità della scoperta, in quanto venne comunicato che anche Adams aveva determinato l’esistenza del nuovo pianeta attraverso i suoi calcoli. In Francia e Inghilterra, infuriarono polemiche accompagnate da una campagna di stampa spietata riguardo i meriti dei due astronomi, polemiche non ancora sopite.

Riconoscimenti

Nonostante ciò, il 5 ottobre 1846 il monarca Louis Philippe nominò Le Verrier Ufficiale della Legion d’Onore e fu designato alla cattedra di Meccanica Celeste presso la Facoltà di Scienze dell’Università di Parigi. La Royal Society, nello stesso anno, conferì a Le Verrier il suo più alto riconoscimento, la medaglia Copley, medaglia che venne conferita anche ad Adams due anni dopo, nel 1848.

Nel 1851 Adams fu eletto presidente della Royal Astronomical Society; nel 1858 divenne professore di Astronomia e Geometria a Cambridge, e nel 1861 successe a Challis come direttore dell’Osservatorio di Cambridge. Nel 1876, Adams divenne Presidente della Royal Society per la seconda volta e conferì la medaglia d’oro a Le Verrier per le sue ricerche planetarie.

Il 10 ottobre 1846, dopo soli diciassette giorni dalla scoperta di Nettuno, l’astronomo inglese William Lassell scoprì il suo principale satellite Tritone.

Osservazioni precedenti

Charles T. Kowal dell’Osservatorio di Mount Palomar e lo storico della scienza Stillman Drake, durante ricerche e studi storici approfonditi, hanno dimostrato che Nettuno fu intravisto da Galileo Galilei nel dicembre 1612 e nel febbraio 1613, mentre stava determinando le posizioni dei satelliti di Giove, identificandolo probabilmente con una stella fissa. Nei suoi taccuini aveva indicato una stella “a” con la scritta: “oltre alla stella fissa a ne seguiva un’altra sulla stessa linea, come qui c’è b, la quale fu osservata anche la notte precedente; ma sembravano più lontane fra loro”, con il relativo disegno. La stella “b” era quasi certamente Nettuno, poiché in quella posizione non esisteva alcun altro oggetto visibile.

Scelta del nome

Il primo nome proposto per il nuovo pianeta scoperto fu quello di Janus, o Giano, divinità romano-italica antichissima, considerato il padre degli dei, il dio creatore. Fu l’astronomo Galle, nella lettera in cui annunciava a Le Verrier la scoperta del pianeta, a proporre questo nome: “Forse questo pianeta sarà degno di essere chiamato Janus, dio dei più antichi dei Romani; così la doppia faccia sarà significante per la sua posizione alle frontiere del sistema solare”. Ma Le Verrier, che non pensava che il nuovo pianeta fosse l’ultimo del sistema solare, propose Nettuno, Dio del mare nella mitologia romana, scrivendo a Galle:

“Vi ringrazio cordialmente della premura che avete messo ad informarmi della vostra osservazione del 23 e 24 settembre. Grazie a voi, eccoci definitivamente in possesso del nuovo mondo. Il piacere che ho provato di vedere che voi l’avete trovato, a meno di un grado dalla posizione che avevo dato, è un poco turbato dall’idea che scrivendovi prima, quattro mesi fa, avremmo ottenuto già allora il risultato che abbiamo appena raggiunto. Il comunicherò la vostra lettera, lunedi prossimo, all’Académie des Sciences. Il Bureau des Longitudes si è qui pronunciato per Neptune. Il segno: un tridente. Il nome di Janus indicherebbe che questo pianeta è l’ultimo del sistema solare, cosa che non si ha alcuna ragione di credere”.

Curiosità

Il periodo orbitale intorno al Sole di Nettuno è di 164,88 anni. Pertanto, dalla sua scoperta nel 1846, il pianeta ha compiuto la sua prima orbita attorno al Sole tra il 2010 e il 2011, ed è stato quindi osservato nella posizione in cui è stato scoperto.

La morte di Le Verrier si ricorda il 23 settembre 1877, lo stesso giorno che Nettuno venne osservato grazie ai suoi calcoli.

Questa sua particolarità è il risultato di ripetute collisioni del pianeta con altri corpi celesti; si potrebbe immaginarlo come una trottola distesa su di un lato. La Terra, per fare un paragone, è inclinata di circa 23°. Il colore verde-blu si deve alla presenza nella sua atmosfera di metano, oltre che di idrogeno, elio, acqua ed ammoniaca.

Distante dal Sole 2.900 milioni di km e con un diametro equatoriale di 51 118 km (4 volte quello della Terra), la temperatura minima della sua atmosfera può raggiungere i -220°C. I suoi satelliti naturali scoperti sino al 2011 sono 27; possiede inoltre un sistema di 13 anelli.

Cinque dei pianeti del Sistema Solare, ovvero Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno furono scoperti già in tempi remoti: questo perchè sono ben osservabili nel cielo anche ad occhio nudo.

La scoperta degli altri pianeti, Urano, Nettuno e Plutone (nel 2006 riclassificato come pianeta nano) ha avuto inizio dopo l’introduzione del telescopio, avvenuta grazie a Galileo Galilei, che ebbe il merito del perfezionamento e del primo uso astronomico delle lenti e che il 21 agosto 1609 rivoluzionò il mondo dell’astronomia presentando al governo veneziano il suo cannocchiale.

La scoperta di Urano

Urano è il primo pianeta ad essere stato scoperto attraverso un telescopio. L’astronomo e musicista britannico di origine tedesca William Herschel, mentre scrutava la volta celeste con un telescopio riflettore di sua costruzione, notò, come indicato nel suo diario, “una curiosa stella nebulosa o forse una cometa”. Era il 13 marzo 1781.

Inizialmente quindi, non identificò un pianeta, ma gli parve plausibile l’ipotesi che fosse una cometa. infatti, nelle sue osservazioni successive, rilevando il moto di questo corpo celeste, annotò: “Ho cercato la cometa o stella nebulosa e ho trovato che è una cometa, perchè ha cambiato la sua posizione”. Il 26 aprile 1781, Herschel presentò la sua scoperta nel racconto “Account of a comet” (Resoconto di una cometa) pubblicato nelle Philosophical Transactions of the Royal Society of London.

Diversi astronomi, venuti a conoscenza di questa nuova scoperta e dopo aver effettuato numerose osservazioni riguardanti l’orbita e l’assenza di una chioma o coda, finirono con il concordare che fosse un pianeta. Lo stesso Herschel, accortosi che la natura del corpo celeste scoperto differiva da una cometa in molti particolari, lo riconobbe quale “Pianeta Primario del nostro Sistema Solare”, come scritto in una lettera al presidente della Royal Society nel 1783.

Osservazioni precedenti

Prima che fosse classificato correttamente, Urano era già stato osservato precedentemente da diversi astronomi, tutti erroneamente concordi sul pensare che fosse una stella.

Le prime osservazioni risalgono al 1690 da parte dell’Astronomo Reale dell’Osservatorio di Greenwich John Flamsteed, che lo registrò come “stella 34 della costellazione del Toro“. James Bradley, anch’esso Astronomo Reale, lo osservò a partire dal 1748. L’astronomo francese Pierre Charles Le Monnier lo individuò svariate volte a partire dal 1750.

Scelta del nome

Il nome che diede Herschel al corpo celeste che identificò come cometa, era Georgium Sidus, ovvero “la stella di George”, in onore di Giorgio III del Regno Unito, re di Gran Bretagna e re d’Irlanda. Successivamente all’approvazione della sua natura di pianeta, lo ribattezzò Georgian Planet, “il pianeta Giorgiano”, nome che però venne accettato solamente all’interno del territorio della Gran Bretagna.

Le proposte per il nome da attribuirgli furono numerose: il nome stesso dello scopritore, Herschel, Astrea, Cibele, Nettuno di Giorgio III, Nettuno di Gran Bretagna, Hypercronius, Transaturnis, Minerva. Il nome approvato fu quello attuale, Urano, che rappresenta la divinità greca del cielo, proposto dall’astronomo tedesco Johann Elert Bode, editore del Berliner Astronomisches Jahrbuch.

Il periodo che impiega Urano a completare la sua orbita intorno al Sole è di 84 anni, che corrisponde anche all’età in cui morì il suo scopritore Herschel, nel 1822.