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Il sistema Tolemaico degli Epicicli

 

L’astronomia geocentrica perviene al massimo sviluppo con Tolomeo, scienziato della Scuola Alessandrina vissuto tra il 100 e il 170 ca.

Nel prologo della sua opera principale, l’Almagesto, afferma esplicitamente di privilegiare nelle proprie indagini il punto di vista del matematico e di ritenere che in campo fisico la conoscenza umana si avvicini alla verità in misura incomparabilmente inferiore. Ciononostante, Tolomeo non dubita della realtà fisica del geocentrismo: quando due modelli geometrici gli appaiono equipotenti a spiegare un fenomeno osservato e quindi sulla base di ragioni esclusivamente matematico-geometriche sia impossibile decidere quale di essi convenga adottare, egli sostiene con energia quello che meglio si accorda con la fisica di Aristotele e col senso comune. In virtù dell’imponente opera di rielaborazione e di sistematizzazione del secolare lavoro degli astronomi che lo hanno preceduto, e del complesso tentativo di integrazione dei modelli astronomici ellenistici entro i quadri della fisica corrente, Tolomeo è considerato l’artefice del sistema astronomico-cosmologico che da lui prende il nome di "tolemaico".

 

 

Il sistema solare secondo la concezione tolemaica

I tratti essenziali di quest’ultimo sono la sfericità e la finitudine del cosmo, la sua immobilità, la posizione centrale della Terra, la irriducibile distinzione tra "mondo celeste" e "mondo terrestre". Tolomeo riteneva che la Terra dovesse essere effettivamente il centro dell’Universo perché, in caso contrario, si sarebbe dovuto osservare un moto dell’aria rispetto ad esso. Inoltre introdusse tutta una serie di accorgimenti matematici che, non solo spiegavano le irregolarità dei moti dei pianeti ma, soprattutto, consentivano di prevederne le posizioni con un grado di precisione davvero notevole. Egli immagina che i corpi celesti ruotino su orbite circolari(sfere celesti) il cui centro viene a sua volta trascinato dal moto circolare di altre sfere celesti concentriche alla Terra e indipendenti l’una dall’altra. Il moto complessivo di ciascun pianeta è dunque prodotto dalla composizione del moto di due sfere: una detta epiciclo, su cui sta il pianeta, e l’altra, detta deferente, che è concentrica con la Terra; introdusse inoltre i concetti di equante e di eccentrico.

Va sottolineato che Tolomeo non riteneva affatto che l’universo fosse effettivamente costituito da quelle complicate combinazioni di epicicli, eccentrici, equanti, ma credeva di aver formulato un modello di universo matematico, non fisico: considerava cioè le combinazioni di moti circolari solo un "utile espediente" per prevedere le posizioni dei pianeti, senza lontanamente pretendere che nei cieli le cose andassero veramente in quel modo. Si osservi infine che all’interno del sistema tolemaico non ci si occupa affatto di trovare una spiegazione del perché i pianeti si muovano di moto circolare uniforme.

 

 

 

Epiciclo/ Deferente

L’epiciclo( epì-kyklos, "che sta su un cerchio") è un cerchio di piccole dimensioni sulla cui circonferenza è collocato il pianeta P. L’epiciclo ruota uniformemente attorno a un punto A della circonferenza di un altro cerchio di raggio maggiore (il deferente) a sua volta pensato come uniformemente ruotante intorno a un centro coincidente con la Terra T. Il movimento risultante dalla somma dei movimenti di epiciclo e deferente osservato dal centro del sistema T, corrisponde al movimento del pianeta così come appare a un osservatore terrestre. L’epiciclo e il deferente ruotano entrambi nella stessa direzione antioraria, che corrisponde per l’osservatore terrestre alla direzione Est. Quando il pianeta, per la rotazione dell’epiciclo, si trova all’esterno del deferente, alla massima distanza dal centro T, il moto dell’epiciclo si somma a quello del deferente, in modo che il pianeta viene trasportato nella direzione del deferente; quando il pianeta si trova all’interno del deferente, alla minima distanza da T, il moto dell’epiciclo si sottrae a quello del deferente, e il pianeta inverte la sua direzione di marcia: il modello giustifica il fenomeno osservato, si ha cioè un movimento di retrocessione in coincidenza con il periodo di massima vicinanza del pianeta alla Terra, che è anche il momento in cui massima è la luminosità.

 

 

Eccentrico

L’eccentrico è un cerchio il cui centro non coincide col centro della Terra. In rapporto alla maggiore o minore distanza del centro dell’eccentrico dal centro della Terra e alle maggiori o minori lunghezze del suo raggio, il modello a eccentrico è in grado di giustificare diverse irregolarità dei moti planetari. Il fenomeno planetario più rilevante spiegabile con modello a eccentrico è quello della differente velocità apparente del Sole d’inverno e d’estate.

 

 

Equante

Risultati simili a quelli ottenuti con l’eccentrico è possibile ottenere con l’equante, messo a punto da Tolomeo. Il punctum aequans è un punto spostato rispetto al centro della Terra T. Il Sole S, a differenza che nel modello a eccentrico, ruota intorno al punto T corrispondente alla Terra. La differenza di durata tra estate e inverno è giustificata postulando come costante non la velocità angolare del pianeta rispetto al centro di rotazione, ma quella rispetto al punto equante.

 

 

 

 

 

 

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