Giovanni Keplero

 

Astronomo tedesco Johannes Kepler, o Giovanni Keplero secondo una diffusa italianizzazione (Magstatt, Wùrttemoerg 1571-Ratisbona 1630), occupa un posto di massimo rilevo nella storia dell'astronomia in quanto scopritore delle tre leggi del moto planetario.
Dopo aver seguito seminari a Maulbronn e a Heidelberg, Keplero studiò teologia, filosofia e matematica al seminario di Tubinga dove fu discepolo dell'astronomo e astrologo Moestlin (1550-1631), difensore entusiasta della teoria copernicana sebbene continuasse a esporre nelle sue lezioni pubbliche il sistema tolemaico. Abbandonato il progetto di entrare nella vita religiosa, Keplero insegna matematica e astronomia a Graz (ma ne è cacciato a causa della sua fede luterana nel 1600). Ha già pubblicato, a 24 anni, il Mysterium Cosmographicum (1596), in cui difende la dottrina copernicana e descrive la struttura del sistema planetario nel quadro di una visione pitagorizzante, secondo cui l'universo sarebbe governato da relazioni dei pianeti analoghe a quelle esistenti fra i cinque poliedri regolari. Keplero si domanda quale sia la forza che mantiene i pianeti nelle loro orbite, e accenna anche all'influenza della Luna sulle maree, in una concezione vitalistica del tutto.
Sebbene non fosse personalmente copernicano, Tycho Brahe, matematico alla corte dell'imperatore Rodolfo II a Praga, invita Keplero presso di sé e lo nomina suo assistente; alla morte di Brahe, l'anno successivo, Keplero ne eredita la posizione e diventa astrologo di corte. Sarà confermato nel posto dal successore di Rodolfo, ma avrà sempre gravi difficoltà economiche. Coltiverà sempre l'astrologia, che gli consente di mantenersi, e che del resto non rinnegherà mai, coerentemente alla propria cultura ermetico-pitagorica.giovanni keplero
Brahe aveva lasciato accurate determinazioni delle posizioni planetarie, in particolare riguardo a Marte; su questa base, Keplero si impegna nello studio delle orbite dei pianeti, e i suoi calcoli lo convincono che deve essere abbandonata l'antica convinzione secondo cui i pianeti non possono non muoversi secondo cerchi perfetti (una convinzione legata all'idea stessa di perfezione, di origine aristotelica, che aveva nel cerchio il suo simbolo), e concentra la sua attenzione su Marte, dimostrando che l'orbita del pianeta è un'ellisse in cui il Sole occupa uno dei due fuochi. Nell'Astronomia nova (1609) Keplero può così enunciare la prima e la seconda delle sue leggi: le orbite dei pianeti sono ellissi, di cui il Sole è uno dei fuochi; le aree descritte dalla congiungente Sole-pianeta sono proporzionali ai tempi (si deve ricordare che Keplero aveva studiato a fondo, da ottimo matematico qual era, il tema delle sezioni coniche).
Condotto sempre dal concetto di bellezza della struttura dell'universo, e in particolare da una teoria dell'armonia delle forme geometriche, dei numeri e della musica, nella sua opera Harmonices mundi (1619) Keplero formula la sua terza legge: i cubi degli assi maggiori delle orbite sono in rapporto costante con i quadrati dei tempi delle rivoluzioni. La sua convinzione che il Sole sia responsabile della velocità dei pianeti divenne una pietra miliare del pensiero scientifico, e consentì la formulazione della teoria della gravitazione universale di Newton.
Fra i numerosi contributi scientifici di Keplero si enumerano i suoi trattati sulla teoria dell'ottica (1604), ove riprendeva la dottrina di Francesco Maurolico (1494-1575) e si giovava della lettura del trattato Sulla rifrazione (1593) di Della Porta. Inoltre, l'idea di raggio luminoso e la teoria scientifica del funzionamento delle lenti nella successiva Dioptrica (1611) ne fanno il maggior teorico dell'ottica prima di Newton. Keplero è anche autore della Epitome astronomiae copernicanae (1618-21), uno dei trattati di astronomia maggiormente diffusi in tutta Europa. L'ultima sua opera a stampa sono le Tavole Rudolfine, tavole astronomiche che utilizzano le osservazioni di Tycho Brahe e che saranno a lungo attendibile riferimento per lo studio delle posizioni dei pianeti e degli astri sulla volta celeste.
Il postumo Somnium (1634), cui lavorò fino a poco tempo prima della morte, descrive un viaggio immaginario sulla Luna, e in esso la fertile immaginazione di Keplero si interroga sull'esistenza di abitanti lunari.
la dottrina di Francesco Maurolico (1494-1575) e si giovava della lettura del trattato Sulla rifrazione (1593) di Della Porta. Inoltre, l'idea di raggio luminoso e la teoria scientifica del funzionamento delle lenti nella successiva Dioptrica (1611) ne fanno il maggior teorico dell'ottica prima di Newton. Keplero è anche autore della Epitome astronomiae copernicanae (1618-21), uno dei trattati di astronomia maggiormente diffusi in tutta Europa. L'ultima sua opera a stampa sono le Tavole Rudolfine, tavole astronomiche che utilizzano le osservazioni di Tycho Brahe e che saranno a lungo attendibile riferimento per lo studio delle posizioni dei pianeti e degli astri sulla volta celeste.
Il postumo Somnium (1634), cui lavorò fino a poco tempo prima della morte, descrive un viaggio immaginario sulla Luna, e in esso la fertile immaginazione di Keplero si interroga sull'esistenza di abitanti lunari.
Leggi di Keplero
Formulate da Keplero (Johannes Kepler) le leggi del moto planetario di Keplero descrivono la forma dell'orbita, le velocità e le distanze dei pianeti dal Sole. Egli enunciò queste leggi dopo un'analisi lunga ed elaborata delle osservazioni dei pianeti effettuate da Tycho Brahe; possono essere enunciate come segue: 1) i pianeti si muovono in orbite ellittiche con il Sole in uno dei fuochi, 2) la linea congiungente il Sole e un pianeta traccia aree uguali in intervalli di tempo uguali; 3) il quadrato del periodo di rivoluzione di un pianeta diviso per il cubo della sua distanza media dal Sole da un numero uguale per tutti i pianeti. La seconda legge, enunciata nel 1609 insieme alla prima, è nota come la legge delle aree; la terza legge, enunciata nel 1619, viene talvolta chiamata legge armonica.
Le leggi di Keplero furono generalizzate e corrette da sir Isaac Newton in modo che potessero essere applicate a qualsiasi moto associato al cosiddetto problema dei due corpi. In questo problema due corpi vengono idealizzati come masse puntiformi, o piccole sfere rigide, e il moto di una di esse attorno all'altra è soggetto alla meccanica newtoniana e alla legge di gravitazione di Newton; non viene considerata nessun'altra forza oltre alla mutua attrazione gravitazionale. Le forme possibili di moto in questo problema sono chiamate attualmente moti kepleriani.
La seconda legge di Keplero non necessitò di alcuna modifica da parte di Newton; invece, nella forma generalizzata della prima legge le orbite possono essere ellissi, parabole o iperboli. La terza legge modificata si applica soltanto alle orbite ellittiche. Sia a il semiasse maggiore dell'orbita di un corpo attorno all'altro, e sia P il suo periodo; indichiamo con m, e m2 le masse dei due corpi e con C la costante di gravitazione. Si ha quindi P2/a3 = jt C(m, + m2). Le leggi corrette si possono applicare a un satellite che orbita attorno a un pianeta o a due stelle che formano un sistema binario. La terza legge corretta è importante per determinare le masse delle stelle; se si misurano il periodo e il semiasse maggiore di un sistema binario si possono calcolare le masse delle due stelle.

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[ Torna in cima alla pagina ] aggiornato il 8-10-2014