È
uno degli esempi più notevoli dei risultati che si possono raggiungere sulla via della pazienza[...]. Subi l'influenza dei pitagorici e fu, più o meno fantasticamente, incline all'adorazione del Sole, pur essendo un buon protestante[...]. La grande conquista di Keplero fu la scoperta delle tre leggi del moto planetario (B. Russell, Storia della filosofia occidentale)
Johannes Kepler, italianizzato Keplero, nasce Weil der Stadt nei pressi di Stoccarda nel 1571. Fin da bambino mostra grande interessi per i fenomeni celesti, si diletta ad osservare la cometa del 1577 e l’eclissi lunare del 1580. Tuttavia la madre decide per assicurargli un futuro di avviarlo agli studi teologici. Terminati gli studi superiori nel 1588 Keplero si iscrive all’Università di Tubinga. Nel 1592, con l’intendo di diventare pastore luterano, si iscrive al corso di Teologia dove incontra il prof. Michael Maestlin, che oltre ad alimentare l’interesse per l’astronomia insegnava sia il sistema tolemaico sia quello copernicano, senza remore Maestlin nelle sue riflessioni va oltre la fisica aristotelica affermando come Brahe la mutabilità del cielo. Nel 1594, poco prima di ricevere i voti, viene inviato nella cittadina di Granz come supplente di matematica; fu così che egli abbandonò, dopo non pochi tentennamenti, gli studi teologici.
Keplero non è solo un astronomo, ma anche un astrologo (per altro come Galileo), compone carte del cielo e molto altro, ma la sua vera fissazione è l’idea di un cosmo armonico. Un’idea che egli professa in virtù della sua credenza nel pitagorismo e nel platonismo, che non solo concorsero a far schierare Keplero in favore dell’elio centrismo, ma gli suggerirono brillanti idee sulla disposizione delle orbite planetarie. Ci ricorda Hoschin che egli come tutti i seguaci della tradizione platonico-pitagorica immaginava Dio come un grande geometra http://www.kul-tim.net/wp-content/uploads/2009/02/18-bog_637.jpg che in virtù delle idee matematiche aveva generato il cosmo, quindi non bastava accettare l’idea di Copernico bisognava indagare il perché Dio avesse scelto quel modello e non un altro. Ed è quello che egli cercò di fare con la sua prima grande opera, che già a pochi anni dalla sua attività lo rese famoso il Mysterium cosmographicum del 1596. Quest’opera attirerà l’attenzione di Brahe che lo chiamerà come assistente e gli lascerà dopo la sua morte nel 1601 il posto di matematico imperiale.
Nel Mysterium cosmographicum Keplero sostiene che Dio per disporre i cieli si è ispirato ai cinque solidi regolari, di cui avevano già parlato Pitagora e Platone. I solidi cosmici hanno una caratteristica speciale, le loro facce sono composte da figure piane equilatere, uguali per ognuno di essi e già ai tempi di Euclide si sapeva che erano possibili solo cinque solidi con queste caratteristiche. Essi, per Keplero, dovevano essere la ragione matematica per cui Dio aveva disposto in quel modo il cielo. http://4.bp.blogspot.com/_ob2lSL8uwkI/TQz1O0AtSHI/AAAAAAAABDA/9YaR7YNCMug/s1600/kepler_mysterium_cosmographicum.jpg Egli stabilisce che la grandezza dell’universo è sei e che le orbite dei pianeti stanno tra loro come i cinque solidi, così che: nel cubo è circoscritta l’orbita di Saturno, nel tetraedro l’orbita di Giove, a sua volta compresa entro quella di Saturno, e così via. Questo sistema consentiva di calcolare le dimensioni relative di tutte le sfere dando ragione dei valori trovati da Copernico. Per quanto incredibile possa sembrare, con questi solidi si può descrivere il sistema solare esattamente come con le sequenze di Fibonacci si descrive molte configurazioni naturali.
Sempre nel Mysterium Keplero ci espone la struttura del cosmo e il perché dei moti planetari. Egli parte dall’idea platonica che ogni pianeta abbia la sua anima motrice, per giungere ad ammettere l’esistenza di una sola anima presente nel Sole, posizionata al centro di tutti gli orbi; questa fa muovere più rapidamente i corpi quando sono vicini, e più lentamente quando sono lontani. In questo modello il Sole non è come per Copernico in prossimità del centro, ma è il centro stesso del sistema; esso viene ad assumere anche un’altra centralità, quella dell’origine del movimento.
Le opere di Keplero sono molto particolari, egli non solo espone le sue teorie, ma si sofferma a descrivere anche i percorsi intrapresi e gli errori commessi prima di arrivare alle sue conclusioni, il che ci consente di conoscere anche l’evoluzione del pensiero di Keplero. Il pensatore austriaco racconta che egli, ascoltando la teoria copernicana, si convinse della necessità di superare il sistema tradizionale; egli, tuttavia, non voleva limitarsi a giustificare il copernicanesimo su basi matematiche, ma voleva ricercare le ragioni fisiche e metafisiche dell’eliocentrismo.
Giunto all’osservatorio di Brahe nel febbraio del 1600 Keplero inizia a lavorare sull’orbita di Marte https://www.ac-ilsestante.it/ASTRONOMIA/i_grandi_astronomi/Tolomeo/concezione_tolemaica/marte_didattica_00_t.gif, http://www.mat.uniroma2.it/mep/Cielo/Fig.gif un lavoro lungo e tortuoso abbandonato e ripreso in continuazione:
La lotta di Keplero con Marte, il dio della guerra, sarebbe durata per anni. La sua campagna, disse Keplero, aveva tre basi: la visione eliocentrica di Copernico, le incomparabili osservazioni di Tycho Brahe, e la filosofia magnetica dell’inglese Wiliam Gilbert. (Hoschin Michael, Storia dell'astronomia) https://alessandrogirola.files.wordpress.com/2013/11/marte-dio-della-guerra.jpg
Nel 1606 esce la grande opera di Keplero l’Astronomia nova che si avvale anche dei contributi lasciatigli da Brahe. Qui sono narrati i numerosi tentativi fatti per dare ragione dei moti irregolari di Marte, sia attraverso l’astronomia tolemaica che quella copernicana; non riuscendo a conciliare con esse i dati ottenuti dalle osservazioni di Brahe, Keplero rivolse i suoi studi all’orbita terrestre: egli notò che la velocità di questa è maggiore quando la Terra si avvicina al Sole e minore quando si allontana da esso. Da qui seguiva, necessariamente, che la velocità di questa è inversamente proporzionale alla sua distanza dal Sole. Su tali considerazioni egli elaborò i calcoli per Marte, che gli permisero di formulare quella che oggi indichiamo come seconda legge di Keplero: «il raggio vettore che congiunge il Sole al pianeta descrive aree uguali in tempi uguali». Ciò stava a significare, rispetto all’astronomia antica e a quella di Copernico, che i pianeti si muovono di moto realmente e non apparentemente difforme. https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRAG5z5AV38xRf0NI-wsYsZxVcdJ5jvFtZRzGPTGNdTozI3xJAt-Q
Sempre nella medesima opera, Keplero, utilizzando le recenti scoperte di Gilbert sulle forze magnetiche, propone che il moto generato dall’anima del Sole agisca sui pianeti come un gigantesco magnete; ecco perché quando essi sono più distanti ne subiscono meno l’influsso rallentando la loro velocità. L’origine di tale forza è data dal movimento rapidissimo del Sole attorno al proprio asse, che produce un vortice tale da muovere con sé tutti gli altri pianeti. https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRP91QLiuH1j11eK3tZg7wKLdfOUxGeXYHtIo3SC7IKDXycqBkukA
Gilbert infatti nel 1600 aveva pubblicato la sua opera principale De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure Physiologia Nova dove non solo aveva dimostrato la possibilità di azione a distanza di una forza, nella fattispecie un attrazione, ma aveva additato proprio al magnetismo la forza che univa i pianeti al sole e li faceva muovere sulle loro orbite.
Keplero a questo punto aveva raccolto sufficienti dati per calcolare, con precisione, l’orbita di un pianeta: egli nota che l’orbita va incurvando verso l’interno in prossimità dell’afelio (punto di massima distanza dal Sole) per tornare alla sua ampiezza normale al perielio (punto di massima vicinanza al Sole), così da tracciare un’orbita “ovale”, i dati in possesso di Keplero lo «costrinsero» a prendere in esame orbite non circolari. E fu proprio una costrizione, perché i moti circolari e la loro perfezione era un dogma che risaliva proprio a Pitagora e a Platone, insomma così come era stato compito di Filolao e Archita allargare l’orizzonte pitagorico di rapporto numerico includendo gli irrazionali divenne compito del pitagorico Keplero allargare l’orizzonte geometrico ed includere nell’olimpo della matematica anche i moti decritti tramite le sezioni coniche, già le coniche di Apollonio. https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRspSyA4FlD18PKxdGT881u-jb9pyrn70N0VM-RQNuunfQBhMPHXg
Compiuti altrettanti calcoli, egli elaborò quella che oggi indichiamo come prima legge di Keplero che dice che: «i pianeti descrivono un’ellissi di cui il Sole occupa uno dei due fuochi». Questa osservazione non era solo in accordo coi fatti osservati, ma anche con la legge sulle aree, e dunque, a prescindere dalle cause fisiche di tale orbita, era da assumere come un fatto reale. Egli aveva distrutto il dogma del moto circolare del cielo, ma soprattutto si era finalmente liberato degli eccentrici e degli epicicli, e giustamente è stato fatto notare che nel voler perfezionare il sistema copernicano, egli lo aveva, nei fatti, soppiantato.
Sempre in questi anni Keplero scrive un trattato rimasto inedito fino a dopo la sua morte, il Somnium, quest’opera che rappresenta anche la prima opera narrativa di fantascienza, la prima parte è una trasposizione fantastica della vita del giovane scienziato, la seconda, che è quella fantasiosa, racconta di come il protagonista venga trasportato dai demoni sulla Luna https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQzZdRihznPEN3qmVmx1Z6ohLTZd8oo9p4TZzM4nzN5b6Iixg57 Da lì il protagonista prosegue con la descrizione fantasiosa del mondo lunare, ma vi sono anche interessanti rilevazioni scientifiche sulla conformazione del territorio lunare (che Keplero conosceva da Galileo) e sulla relatività dell’osservazione (Un soggetto che risiede sulla luna crede che sia la Terra a ruotargli attorno).
L’ultima grande opera di Keplero è l’Harmonices mundi del 1619; qui egli riprende il tema pitagorico dell’armonia dei cieli. Pitagora, come leggenda vuole, era stato l’unico tra i mortali ad udire le melodie emesse dai moti dei cieli. http://3.bp.blogspot.com/-ePyZpKtZukQ/T9sRscIUlUI/AAAAAAAABDo/XkRRlxhhy9c/s1600/spartiti+keplero.jpg
https://www.youtube.com/watch?v=G17CdMB7xqg
Keplero ricercò l’armonia nei rapporti aritmetici fra i vari aspetti della geometria e dell’astronomia, e nel libro V investigò argomenti come l’accelerazione e il rallentamento dei pianeti nelle loro orbite, da cui credeva potessero derivare le vere note della musica celeste. (Hoschin Michael, Storia dell'astronomia)
In questa ricerca cerca anche schemi matematici che potessero rivelare una relazione tra periodi e grandezze delle orbite planetarie. Mentre Keplero è intento ad attribuire ad ogni pianeta un tono ed un intervallo musicale, notò che il rapporto cubo/quadrato esprime quelle distanze medie dei pianeti dal Sole e i periodi delle loro rivoluzioni: in sostanza aveva finalmente trovato la relazione tra le velocità ed i tempi che intercorrono perché un pianeta compia la sua orbita attorno al Sole cioè quella che è la terza legge di Keplero «I quadrati dei tempi che i pianeti impiegano a percorrere le loro orbite sono proporzionali al cubo delle loro distanze medie dal sole».
È un fatto assolutamente certo ed esatto che la proporzione tra i tempi periodici di due pianeti scelti a piacere è esattamente come la potenza di tre mezzi della proporzione tra le loro distanze medie, e cioè fra le loro stesse orbite
Egli per primo ha concettualizzato i termini di forza e massa. Questa grande opera di Keplero ha una singolare particolarità, si muove, infatti, all’interno di una prospettiva ermetica e mistica, condizionata dal Neoplatonismo e dal Neopitagorismo, tuttavia lascia due assunti fondamentali alla scienza moderna e alla modernità in genere:
1) la ricerca delle variazioni quantitative delle misteriose forze che agiscono nello spazio e nel tempo; 2) il parziale abbandono del punto di vista animistico in favore di una prospettiva di tipo meccanico (Paolo Rossi, La nascita della scienza moderna).
Keplero, purtroppo, fu ignorato per anni dai suoi contemporanei proprio per la prospettiva in cui si muoveva; Galileo in primis sottolineerà le distanze tra lui e la filosofia dell’astronomo austriaco; solo quando Isaac Newton utilizzò le sue leggi, queste entrarono a far parte a pieno titolo nella scienza astronomica moderna.
L’ultima parte della vita di Keplero fu spesa a difendere la madre dall’accusa di stregoneria una vicenda che esaurirà sul piano intellettuale e fisico il grande genio. https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSi5yDo9iVIwTIsrcZw4c0iWxQhQyVFH2Aa6X4DfV6YnArnbtFr Per poco senza accorgersene Keplero si era avvicinato alla legge sulla forza di gravitazione universale di Newton.