Johann Kepler

Johann Kepler (1571-1630) nacque  da famiglia luterana a Weil. Frequentò l’università di Tubinga dove Maestlin insegnava sia il sistema tolemaico che quello copernicano. Nel 1594 accettò un posto di matematico degli Stati di Stiria e di insegnante di matematica al seminario protestante di Graz: i pochi allievi e il molto tempo libero da impegni ufficiali offrirono a Johann la possibilità di lavorare ai suoi progetti di carattere scientifico che alternò e spesso miscelò ad altri di carattere mistico (produsse oroscopi, talvolta interessanti per le interpretazioni psicologiche in essi contenute). Fu l’ultimo grande astronomo a praticare l’astrologia, il suo pensiero scientifico è soffuso di una sorta di misticismo dei numeri.

Nel 1609 pubblicò l’ Astronomia nova nella quale esponeva la sua nuova filosofia o fisica celeste in luogo della teologia, o metafisica, di Aristotele.

Fu il primo a porsi l’obiettivo di spiegare i moti planetari per mezzo delle cause fisiche che li generano. Lo storico della scienza Koyrè afferma che già il titolo dell’opera annuncia una rivoluzione.

La grande importanza attribuita all’astronomia di Keplero è motivata dalla completa riformulazione dei fini, dei metodi e dei principi dell’astronomia che in essa viene attuata. Prima di lui gli astronomi si erano interessati alla cinematica degli stri, alla ricerca di una sorta di geometria celeste che fornisse posizioni in accordo con le osservazioni.

Per Keplero la sede delle forze fisiche che determinano il moto dei pianeti era il Sole, il centro dell’universo. Attraverso la matematica voleva determinare, calcolare la reale curva percorsa dai pianeti nella loro orbita prescindendo da aspetti filosofici o da limitazioni di sorta.

Le sue riflessioni, le sue misure e i suoi calcoli produssero quelle che sono oggi note come le 3 leggi del moto planetario, le leggi di Keplero. Dall’analisi dei preziosi dati ottenuti attraverso le osservazioni di Brahe, osservò  che più la Terra si avvicinava al Sole e maggiore era la sua velocità. Ipotizzò, quindi, che la sua velocità fosse inversamente proporzionale alla distanza dal Sole e grazie a fortunati errori di calcolo giunse a formulare quella che oggi è nota come 2 ^ Legge di Keplero (o legge delle aree)

“Il raggio vettore che congiunge il centro del Sole e il centro di un pianeta spazza aree in tempi uguali”

Un pianeta ha velocità maggiore in perielio e minore in afelio.

Per Keplero il Sole, occupando il centro dell’universo, deve necessariamente ruotare intorno al proprio asse trascinando con sé l’intero corpo del mondo. La Luna effettua il suo moto di rivoluzione senza ruotare.

 Le difficoltà incontrate nell’accordare le osservazioni di Brahe con l’approccio tolemaico e copernicano lo indussero ad abbandonare l’ipotesi di orbite circolari per associare ad esse una nuova curva: l’assunzione dell’ovale migliorava i risultati, ma solo un’ellisse regolare con il Sole che occupava uno dei fuochi si accordava perfettamente con i dati osservativi e con la legge delle aree (2^ Legge).

In questo modo giunse all’elaborazione di quella che conosciamo come  1 ^ Legge di Keplero:

“Le orbite dei pianeti sono ellisse delle quali il sole occupa uno dei fuochi”.

Nella maggior parte dei pianeti, fatta eccezione per Mercurio, le ellissi non si discostano molto da circonferenze, ma il Sole non si trova comunque nel loro centro (Sole eccentrico).

La terza legge si configurò agli occhi di Keplero come una scoperta metafisica più che un’importante legge che stabiliva una relazione tra le velocità di pianeti che percorrevano orbite differenti.

3 ^ Legge di Keplero:

“I quadrati dei periodi di rivoluzione dei pianeti intorno al Sole sono direttamente proporzionali ai cubi delle loro distanze medie dal Sole”.

Per Kepler un pianeta o un suo satellite era un oggetto inanimato, privo di qualsiasi forza interna o attiva propria. Per muoversi necessitava di un motore, tale idea è rivoluzionaria, si scontra con quasi 2000 anni di aristotelismo (ogni corpo perviene alla quiete solo dopo essere giunto nel suo “luogo naturale” … gli oggetti pesanti si muovo verso il basso, quelli leggeri verso l’alto). Keplero affermando che lo spazio era isotropo, non gerarchico e che la materia era inerte stava traducendo in pratica le idee copernicane sulla non specialità della Terra rispetto alla Luna e agli altri pianeti.

I principi fisici dell’INERZIA, della FORZA e del MOVIMENTO segnarono la fine della teoria cosmologica di Aristotele e preparava a Newton.