LSFBC4.11set24 La Gravitazione Universale: introduzione storica 1

Buongiorno a tutti benvenuti qui iniziamo oggi all'interno del corso di fisica generale il percorso sulla gravitazione universale e a me preme molto questo questo tema perché è fondamentale dal punto di vista non solo scientifico ma anche culturale e all'interno di questo percorso della storia di questa idea nasce il pensiero scientifico quindi è qualcosa di fondamentale Ok quindi per almeno du barra tre lezioni mi soffermerò sul percorso che ha fatto questa idea da quando è nato e soprattutto da come ci Sii arrivati Perché questo per me è importante perché è un'idea tutt'altro che banale tutt'altro che

ovvia ok Cominciamo con una data importante nel 1962 12 settembre il presidente degli Stati Uniti John fital Kennedy Incontra gli studenti della rice University a Houston nel Texas e qui ci sono alcune delle sue parole Spero che riusciate a sentire un attimo che aumento il volume tra l'altro qualche anno fa ricorreva il 50o anniversario della della lunag 24 luglio 1969 presidente dice noi scegliamo vogliamo andare sulla luna perché è un compito difficile e qui gli danno ragione gli storici l'impresa dell'uomo arrivato sulla luna è la più difficile che l'umanità abbia mai completato perché uno sceglie

di compere un'impresa così difficile il presidente dice giustamente perché così devi mettere in gioco le tue qualità migliori Devi impegnarti al 100% se scegli di intraprendere un'impresa difficile e ci credi di riuscirci ce la fai in un modo che magari è inimmaginabile E ti devi giocare la tua parte migliore devi giocarti al 100% magari scoprendo risorse che neanche immaginavi di avere questo è un punto che io utilizzo spesso per esempio quando faccio orientamento quando parlo coi ragazzi delle scuole medie che devono scegliere la scuola scegliere una strada facile è sprecare il proprio talento sere una

strada difficile e aumentare il proprio talento e questa impresa ha portato l'umanità da questa situazione vedere la luna dalla terra a questa siamo riusciti a vedere la Terra dalla Luna come ci siamo riusciti Questo è il punto nodale Beh un ingrediente fondamentale è conoscere Come funziona il Cosmo Come funziona lo spazio in particolare come interagiscono corpi celesti diversi Questa è una pietra miliare nella storia della scienza e a questo risponde Newton in un testo n quello che è il più importante testo scientifico mai scritto di cui abbiamo copia che sono i principia in cui Newton

afferma che due corpi puntiformi si attraggono l'un l'altro con una legge che qui è scritta in forma vettoriale che è proporz Ale alle masse la forza di attrazione proporzionale alle masse diviso per il quadrato della distanza legge di gravitazione universale questo testo è talmente importante cioè il lavoro di Newton è talmente importante che nell'università in cui ha lavorato al Trinity College di Cambridge c'è una statua qui ahimè ho fotografato solo i piedi dove sotto c'è scritto Newton in latino qui genus umum ingegno superavit cioè che ha superato in ingegno l'intero genere umano Però c'è qualcosa

di strano perché come è arrivato Newton a concepire quest'idea perché l'idea che gli oggetti si attraggono reciprocamente è molto lontana Dall'esperienza di tutti i giorni C io non vedo mai una sedia che si avvicina all'altra sedia da sola perché si attraggono com'è che vi è venuta in mente questa relazione fondamentale la leggenda La tradizione dice che l'idea gli è venuta stando nel giardino di casa sua sotto un Mello e vedendo la mela che cade e sullo sfondo la luna immaginando che le due fossero mosse dalla stessa forza ora Questo è un po' strano su questo

ritorneremo eh perché se a una persona interessano Come cadono le mele la spiegazione che ne dà Aristotele è più che sufficiente anche questa la vedremo a breve deve esserci qualcosa di più sotto andiamo a chiederlo a Newton cosa scrive lui del suo lavoro Lui dice che il sole i pianeti e tutti i corpi del sistema solare del Cosmo sono reciprocamente gravi cioè gravitano si attraggono l'un l'altro secondo il pensiero degli antichi non dice mai l'ho inventato io non se lo sogna neanche dice l'ha pensato qualcuno molto prima di me Chi sono gli antichi Beh è

sufficiente guardare nella sua biblioteca nel suo studio figuravano tutti gli autori classici autori di lingua latina e Greca Quindi là dentro probabilmente si trova qualche traccia del percorso che l'ha portato dove è arrivato certo lui ci ha messo del suo l'intelletto non gli mancava Assolutamente Però non dice mai è è farina del mio sacco l' inventato io secondo il pensiero degli antichi è importante sapere da dove vengono le idee perché se non sapete Da dove vengono che stato hanno fatto non ne avrete mai di nuove se io penso che Newton ha avuto un'illuminazione Divina facciamo

adesso un esagerazione chi me lo fa fare io che non sono Newton a sforzarmi di avere altre idee so già in partenza che non sarà possibile Questo è il mio obiettivo non so se mi riesco a comunicarvelo invece Se io so cosa c'è prima di Newton e come lui è arrivato Dove è arrivato allora magari qualche buona idea può venire anche a chiunque Basta che si sforzi a sufficienza il tema dominante per me è questo Questo è il messaggio che voglio che arrivi c'è un altro pezzo importante Un altro personaggio cruciale della nostra storia che

scrive un testo anch'esso fondamentale ma più di un secolo e mezzo prima di Newton 1543 è Nicolò Copernico al quale si attribuisce il sistema eliocentrico che vede il sole il centro del sistema solare e il Copernico viene a studiare in Italia studia a Padova a Bologna a Ferrara e dice io non riesco a capire come mai nessuno abbia ancora capito come si muovono i pianeti perché alla sua epoca era ben evidente che il sistema che insegnano insegnavano a scuola non funzionava sistema geocentrico e dice Allora sono andato in cerca di autori di persone che avessero

affrontato questo problema vedendo se magari qualcuno avesse avuto un'altra idea e ho cominciato a trovarli dice ho trovato lavori in scritti in Cicerone Niceto che in realtà è i ceta di Siracusa e in Plutarco autori classici che raccontano un'altra storia che raccontano che la terra si muove non è ferma al centro del sistema e quindi nonostante l'apparenza dice ho cominciato a pensarci anch'io non dice mai il sistema eliocentrico l'ho inventato io neanche una volta il sistema eliocentrico copernicano preferite lo attribuiamo a Copernico dopo l'Illuminismo e vedremo a breve il perché ma fino a quellepoca nessuno

si sarebbe mai sognato di dire sistema eliocentrico l'ha inventato Copernico perché lui stesso dice che non è vero lui dice L'ho trovato su un libro leggendo in biblioteca Quindi è chiaro che la storia non è andata come la come la raccontano La maggior parte dei libri di testo Il sistema copernicano non è copernicano è molto precedente quindi merita che indaghiamo un pochino più a fondo Io cerco di non andare veloce perché il Conc voglio che vi arrivano c'è qualche dubbio mi raccomando chiedete G facciamo una domanda che l'umanità si è fatta da sempre come funziona

l'ambiente in cui ci troviamo Come è fatto il Cosmo Cosmo significa tutto quanto nell'arco della storia le risposte sono state diverse per migliaia sottolineo migliaia di anni da che abbiamo testimonianza quindi per tutta l'epoca storica la risposta è stata di tipo mitologico mito È una parola greca che significa leggenda racconto narrazione di fantasia ok E qui avete papiro di Greenfield datato 970 circa avanti CR in cui mi si mostra la struttura del Cosmo secondo gli eiz Al centro c'è una divinità che sorregge Man Sate che è shita che rappresenta l'aria atmosfera che genera la terra

G quella persona figura maschile sdraiata e nut la dea del cielo n di solito in altri papiri è raffigurata con delle stelline sopra di quindi sono delle divinità che decidono e regolano Il cosmo è prodotto da divinità Quindi se sono divinità che decidono Come funziona l'universo io non posso andare a cercare di capire perché è materia della rione è materia deide è così perché così punte passa è un prodotto di una divinità tutel proio da Libo diim e gli altri popoli cosa ne pensavano Beh hanno strutture estremamente simili La terra è una struttura piatta sormontata

da qualche volta una calotta qualche volta un emisfero sui sono incastonate le stelle e la terra viene retta per esempio per i vichinghi dall'albero V Sì al della V per altri da un elefanti degli indiani con delle tartar che li sorreggono La struttura è simile No è qualcosa di finito poi qui questo disegno Quest immagine viene dalla NASA che passa pubblicità per la NASA Che fotografa la terra dal Ma se uno non sa come avitar fatto capire che la Terra è una sfera può benissimo pensare Questa foto è finte un un trucco della n Ecco

che latisa non è unma ci si arriva si riesce a capire quindi fino al V sesto secolo Avan Crist l'immagine che tutti i popoli della terra Hanno del Cosmo è simile a questo disegno un una struttura piastra su cui è montata una Palotta emisferica sulla quale sono incastonate le gli altri stelle luna cielo e Setta là vin una colonne elefanti tartane alberi quello che vol quindi qui tutto cade verso il basso e dovunque Basso e Alto sono radicalmente diversi problema come fai a spiegare perché la terra non cade sono le colonne sotto le colonne e

C perché a b e il le stelle er il sole di notte dove va secondo gli iniziali tramontava Occidente prendeva una barca faceva il giro del fiume oceano vedete che la Terra è circondata dall'acqua o chean non in greco significa ciò che abbraccia tutto l'oceano circondava la Terra fa mezzo giro di di disco della terra e sorge dall'altra parte Lao Quindi ripeto una spiegazione una scultura mica legata alla alla poesia ma anche soprattutto alla religione Cè prodotto di divinità Tutto cambia grazie a una manciata di persone che vivono nella in una regione di lingua greca

colata attorno alla fine tra la fine del settimo inizio del sesto secolo in particolare questo personaggio Anassimandro di vissuto tra il 610 e 546 Avan di lui un autore romanoo che esve in epoca imperiale dice dice la frase in latino per in traduzione la sei stato il primo ad aprire le porte della natura a iniziare a studiare la natura qui inizia quello che si chiama il pensiero razionale Cioè metto in discussione quello che la tradizione Mira contta tu mi dici che il mondo è un disco piatto con sopra la Cotta e le stelle che girano

e poi il sole prende la bara dico posso pensare in un altro modo c'è un'altra spiegazione il pensiero razionale nasce quando si mette in discussione la tradizione quando cerchi Magi strada e questo questo evento si è verificato solo lì in nessun altro Popo nella storia dell'umanità ha fatto Alt e lui comincia a indagare a cercare la spiegazione dei fenomeni naturali dentro la natura il suo maestro talente è il primo che incontrate Tra l'altro nel corso di filosofia la R all simandro dicono no la natura è più semplice c'è un principio unico che spiega tutto per

T lettera l'acqua per Anassimandro è la peiron l'illimitato indefinit c'è un concetto tra virgolette immateriale però qualcosa che mi permette di capire quello che succede e la tentativo di ricondurre tutti i fenomeni naturali a qualcosa di semplice è esattamente quello che fa la scienza oggi quello che si fa nella ricerca scientifica oggi nasce a milet 2600 anni fa il percorso comincia lì Cerco spiegazioni naturali ai fenomeni naturali non solo ma dice ciò che avviene avviene secondo necessità Cioè non è Il Capriccio dei idei che fa sì che succeda quello che succede che sono delle leggi

naturali che la natura rispetta e secondo l'ordine del tempo quello che succede Adesso è la causa di quello che succederà dopo ed è causato da quello che è successo prima quindi c'è una P azione di fatti nasce Ripeto il pensiero razionale pensiero Natural sicuramente durante stor Mede avete sentito parlare del ciclo dell'acqua l'acqua dei fiumi e dei mari evapora forma n Nule che si scontrano piove il primo che dice che piovee a causa di questo processo è anro fino alla sua epoca diceva piove Perché Giove manda i fumi no Giove non c'entra c'entrano le nuvole

c'entra l'evaporazione prod le nuvole c'entra l'acqua non solo uno dei più grossi contributi forse manro è questo abbiamo C Sol non solo sopr la Terra è un pezzo di roccia che Gallia nello spazio per questo non cade verso il basso perché i corpi cadono verso la terra Non verso il basso e non ha motivo di cadere verso se stessi se io penso dovè il celo guardo in alto non guardo in basso anche Soto piedi che è una rivoluzione qualcosa che è vero ancora adesso Provate a dire voi una cosa controintuitiva adesso che sia vera tra

2600 anni non uno scherzo come ci arriva Beh proviamo a ricostruire il suo ragionamento qui vedete una foto a lunga esposizione che ritrae le stelle che ruotano attorno al po Nord in questo ora vediamo se riesco a usare il mouse ecolo qua ora vedete che alcune tracce di queste lunghe qui spariscono e poi riemergono dall'altra parte perché perché lì non le V perché vanno vanno dietro la montagna dice la montagna copre la traccia di quelle stelle lì che poi dopo R dall'altra parte ma se vale per questa Stella qui Scusate vale anche per questa per

questa per questa per questa per questa e così via perché dovrebbe essere Val solo per quella e non per le altre anche per il sole quindi il sole Quando tramonta Cosa fa gira sotto la terra e emerge dall'altra parte ma per poter girare sotto la terra sotto la terra deve esserci cielo deve esserci spazio non tartarughe span o qu e quindi Anassimandro Immagina la terra fatta così adesso Magari ci fa un poco Rere Pens fatta a forma di cilindro con due facce piane parallele una l' abitiamo noi e l'altra è abitata da altre persone Quelle

che lu Chiama gli antipodi Cè quelli che hanno i piedi verso l'alto mentre per noi loro li hanno verso il basso quindi ciò che per noi è in alto per loro è in basso e Vic vera quindi le direzioni alto basso sono relative non sono assolute non per tutti il basso è lo stesso il basso e l'alto cambiano sono tra virgolette intercambiabili da seconda di quale faccia Oco è chiaro il senso poi un paio di generazioni dopo la scuola Pitagora fa Il passo successivo che però è più piccolo dice Beh ma perché solo l'altro Bass

sono direzioni equivalenti sono tutte le direzioni equivalenti e quindi l'oggetto il corpo fisico per le quali tutte le direzioni sono equivalenti è la sfera quindi la Terra è un da lì in poi entro un paio di generazioni nessuno ha più dubbi del fatto che la terra si confera quando che non so se scritto ancora quando mi dicono che Cristoforo Colombo ha avuto problemi ad avere le navi per andare nel nuovo al mondo perché pensavano che la terra fosse piatta quello è un falso storico non è assolutamente vero l'umanità sa che la Terra è una sfera

dal secolo Cristo in discusion che prove ho che la terra sia una sfera Beh Ce lo dicono diversi autori uno di questi è strabone della Grecia Ma lavorava a Roma imperiale un geografo che scrive Beh se io mi metto sul bordo sulla riva del mare magari su sul sul faro e osservo la nave che si allontana la prima cosa che sparisce è lo scafo perché perché la prima cosa che va sotto l'orizzonte e dopo sparisce la vena questo è legato al fatto che la Terra è curva è una prova della sua temperatura se voi andate

a Grado in una giornata di sole 26 magari dopo un temporale molto liquido e guardate verso ligano la base dei grat ci non la vedete vedete solo la parte più alta perché la perché la base è sotto l'orizzonte duto la catura da super Non solo ma Aristotele ci racconta che durante le eclissi di luna la terra Proietta la sua ombra sulla luna e eff un profilo scarico Se fosse un disco prere unombra un'altra prova sempre Aristotele è che il cielo cambia se mi sposto da nord a sud questa sfera Azzurra rappresenta la terra se sono

nel punto a questa linea tratteggiata rappresenta la linea dell'orizzonte in a vedo la stella 1 ma non vedo la 2 perché è sotto l'orizzonte se vado un po' più a nord in B vedo sia la stella 1 che la stella 2 andando da nord a su vedo porzioni di Celi diverse Perché la terra è curva superfice non è pi è una sfer posto che la terra una sfera il primo che si occupa di dare sistemazione a questa diione è aristot e vive n quarto secolo Avan C ok E sicuramente l'avete già incontrato nel corso di

Filia Ovviamente vi semplifico un attimo la suzione perché il cos Inter dice qualcosa che diciamo anche noi molto spesso mi sarà capitato di dire Cas Questo è un posto speciale per posto Mag di va di quel pesce particolarmente adesso duci c'è un corpo un oggetto speciale nell'universo che ha la proprietà di attrarre a sé i corpi pesanti intende tutto ciò che forma la terra composto di quattro sostanze terra acqua aria o più pesante è la terra quindi la terra si forma attorno a questo luogo speciale che attira i corpi pesanti che per sua quindi per

sua natura è fermo non può muoversi No perché un luovo è quello che è ben la terra si forma lì ed è il centro dell'universo e tutto ciò che c'è attorno a questa sfera è per definizione fermo è anche il nostro linguaggio se quando eravate bambini la mamma vi diceva stai fermo dice stai fermo rispetto alla stanza è op quello è un riferimento assoluto privilegiato ok E anche nel linguaggio quindi tutto è centrato sulla terra e la Terra è ferma e tutta una struttura sferica i pianeti i cieli sono fatti a forma di sfera centrati

sulla terra fino alla sfera più estrema che è la sfera delle stelle fisse che tutto sommato è la cosa più semplice da pensare perché come avete visto foto di prima io se sono sulla terra guardo il cielo vedo il cielo che ruota rigidamente attorno la terra quindi penso tut stti sono incastonati in qualcosa che gira rigidamente è la cosa più semplice non solo ma la struttura è eterna e immutabile secondo Aristotele ciò che succede sulla terra non è quello che succede in cielo la terra ci sono acqua terra fuoco aria eccetera in cielo tutto ciò

che c'è fuori dalla Luna compresa in su è fatto di quinta essenza un Alo elento il quinto El dientro e ver sua natura non si corrompe Cioè non evolve resta quello che è sempre Questa è un'illustrazione presa dall divione che è il modo di vedere l'universo che sicuramente Avete studiato anche in altri contesti Dopodiché c'è un colpo di scena anche le campagne militari possono cambiare la storia della an Filippo i di Macedonia padre di Alessandro Magno Chiama Aristotele a istruire suo figlio Aristotele è uno dei maggiori intellettuali della sua epoca fa da maestro ad Alessandro

e questo è fondamentale perché contribuisce a dare ad Alessandro un'apertura Vitale 100% e Alessandro concepisce probabilmente anche altri motivi una campagna militare che è la prima se volete globalizzazione D storia costruisce un impero che va dalla Grecia fino all'india Una cosa mai successa in precedenza e mette in comunicazione Qual è l'effetto di questo l'effetto sociale e scientifico queste e mette in comunicazione due popoli diversi popoli di caratteristiche diverse la lingua di Alessandro il greco e porta con sé soldati e funzionari burocrati e studiosi Greci i greci hanno questa caratteristica mi piace molto discutere uno spirito

critico abbiamo visto che è nato in Grecia qualche secolo prima di Alessandro il pensiero razionale vogliono andare a fondo nelle C ma avevano una tecnologia Povera l'Egitto i paesi mesopotamici erano molto più evoluti tecnologicamente ma non avevano lo lo spirito scientifico lo spirito razionale Vi ricordo che nell' secolo avanti Crist quando Roma è un pugno di capanne sul Tevere a Babilonia ci sono i giardini Bensi con acquedotti che portano l'acqua per 60 km con sistemi per sollevare le acque che sono affut di originea di altissimo livello Vi ricordo che nel Seto secolo avanti Cristo Il

faraone nel io costruisce un canale che mette in comunicazione il Nilo con il Mar Rosso l'opera analoga successiva del 1896 24 secoli dopo can di su quindi sono popoli di alta tecnologia ma senza che siano Natural teolog si prodotta per lenta accumulazione di esperienze non c'è una volontà di capire perché funziona così e fondendo le due nasce il pensiero scientifico e nasce ad Alessandria dopo la morte di Alessandro 332 i suoi Generali si spartiscono perire l'impero e a Tolomeo Tolomeo diventa il faraone d'Egitto governo l'Egitto qui Avete una mappa nelle ricostruzione della città di Alessandria

città di Alessandria capitale dell'impero è governata da Tolomeo che ha un grande spirito di mecenatismo cioè si incarica si vuole concepisce quest'idea di raccogliere ad Alessandria tutto il sapere n sua del suo mondo quindi fonda il museo la biblioteca Qui c'è una ricostruzione della città di Alessandria presa da un gioco è fatta molto bene Vedete il faro sulla sinistra sulla destra c'è il serapeo che è il primo ospedale con la messa in biblioteca poi c'è il palazzo reale si vede in fondo e questa è città dove ci sono circa 400 pi 500 bagni cubotto che

deura l'acque Cè il primo sistema sanitario nazionale il faraone paga medici che Curino chiunque stia male Andiamo un po' più avanti per accelerare Ecco questo è il faro il faro è un prodotto di altissima tecnologia si chiama così Perché nasce di F era visibile a 48 km di distanza ed è un prodotto che senza Ricerca Scientifica non sarebbe stato possibile qui c'è il museo il museo la biblioteca sono istituti nati Per accrescere il sapere e accolgono tutti i test presenti mondo conosciuto faraone faa persone che vanno in giro del mondo a prendere i libri copiarli

e portarli ad Alessandria ogni nave che Arriv di Alessandria doveva accedere i libri bioteca altri par cinare la biblioteca conta diversa centinaia di migliaia di or e lì ci sono studiosi che vengono pagati per saper di più il primo ente di ricerca pagato D Questa è la biblioteca per darvi qualche idea di quello che ha prodotto la scienza linguistica vi faccio qualche esempio questo sicuramente lo conoscete l' Avato Io anche voi Ok Che cos'è Beh è un dispositivo che inserisce una moneta e ti distribuisce una certa quantità di acqua in realtà quando andate a bere

il caffè non fate altro che ripetere [Musica] distribu una certa quantità di acqua per cerimonie [Musica] ruali la prima macchinetta del caffè nella storia [Musica] questo periodo nasce in merito sperimentale nasce in il pensiero scientifico Qui c'è un testo di filone di Bisanzio anche lui nel ter secolo Avan Crist che del libro poeca cioè la Costituzione racconta che riuscite a vedere è l'analisi degli errori a formare la teoria errori accumulati in esperimenti si parla di esperimenti non da Galileo in poi da Alessandria in poi qui dice non posso sapere come vanno le cose se non

FAO Esti Non tutto si può capire comei sono i metodi della un ragionamento teorico devo fare gli esperimenti confronto la teoria se funziona bene se no Correggo la teoria Questo è il metodo sperimentale La prima teoria scientifica della storia è l'ottica deut tride che fonde il metodo dimostrativo con il metodo sperimentale e si occupa Grazie di capire come riusciamo a vedere quindi formo una teoria faccio gli esperimenti e attenzione ho la progettazione scientifica produco tecnologia il faro diandria è una testimonianza non puoi fare un oggetto del genere luce che si vede a 48 km se

non hai una tecnologia E una scienza dietro adeguata produce strumenti per l'astronomia soprattutto in questo caso scenografia dei teatri Qual è la miglior tecnica per dare l'impressione al pubblico della profondità produce la prospettiva in pittura e ne abbiamo testimonianza qu sono dipinti trovati in ville romane Qui avete il senso dello spazio Qui c'è la prospettiva Pio della Francesca nel rinascimento la Risa non è una sua invenzione lui stesso lo dice qui ce n'è un altro esempio Ok per oggi mi sa che devo fermarmi qui perché il tempo esaurita dopo aver visto che la Terra è

una sfera in l'epoca elenistica Erone diess eratos riesce a misurarla Quanto grande è la terra riesce a darne una misura molto precisa con un'incertezza di meno dell' 1% questo lo vediamo prossima ci sono domande molto bene