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02/02/2006 1
Storia della Fisica IISSIS - Puglia
Prof. Luigi SchiavulliDipartimento Interateneo di Fisica
“Michelangelo Merlin”[email protected]
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Storia della Fisica
• Perché un approccio storico allo studio della Fisica– Evoluzione della fisica come rapporto
dialettico fra teorie contrastanti • Perché una storia della cosmologia
– Cosmologia come teoria del Tutto– Cosmologia come palestra nella applicazione
estrema delle teorie note
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Scienza Greca
• Carattere unico della scienza greca nell’antichità• Generalizzazione dall’esperienza empirica• Creazione della logica:
– Deduttiva– Induttiva
• Sviluppo di nuove tecniche matematiche in primis la geometria
• Nascita della filosofia
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Fonti sulla scienza greca• Opere originali• Dei primi filosofi non è giunto nulla di
completo• Commenti di scrittori successivi, specie
Platone e Aristotele• Riassunti di opere fatte da autori
successivi• Cronologie, cataloghi di opere
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Cronologia dei presocratici
• Talete di Mileto (~610 a.C)• Anassimandro di Mileto (~550 a.C)• Anassimene di Mileto (~500 a.C)• Pitagora (~530 a.C)
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Cosmologia come conoscenza geografica
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Cosmologia dei presocraticiTalete
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Cosmologia dei presocratici
Stelle circumpolari, Stelle visibili solo nell’emisfero sud Curvatura della Terra. Parmenide è il primo a parlare di sfericità della Terra
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Cosmologia della scuola pitagoricaModello di Filolao.Il sole è un corpo vitreo eporoso che assorbe luce dalFuoco e la rende visibile
Numerologia.10 è il numero perfettoin quanto somma dei primi 4 numeri.10 devono essere i corpi celesti
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Atomisti
• Leucippo di Mileto (ca 440 a.C)– “”Nulla accade invano, ogni cosa ha una causa ed è il risultato di
necessità”. Prima definizione di causalità
• Democrito di Abdera (ca 410 a.C.)– Spazio vuoto – materia– Atomi indivisibili, in numero infinito, eterni, differiscono per
forma, ordine e posizione– Materia composta da una continua aggregazione e
disaggregazione di atomi– “Nulla può essere creato dal nulla, né può essere distrutto o
ritornare al nulla”
• Epicuro - Lucrezio– Introduzione del “clinamen” nel moto degli atomi
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Struttura dell’UniversoUn modello geocentricodell’Universopresenta problemi nellospiegare il motoapparente dei pianeti
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Moto apparente sulla volta celeste del pianeta marte fra il 19-08-1997 e il 12-11 del 1997Il pianeta mostra un moto di tipo retrogrado nel cappio.Una situazione simile èevidenziata in tutti i pianeti esterni (da marte a plutone).Per i pianeti interni (mercurio e venere) si osserva un moto apparente differente che, però, avviene sempre nei pressi del Sole.
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Spiegazione moderna del moto apparente dei pianeti
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Eudosso di Cnido (408 – 255 aC)
Sfere cristallineAd ogni pianeta sono associatepiù sfere per spiegare i loro moti apparenti.Alle sfera delle stelle fisse assegnata una sola sfera
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Sfere di Eudosso
Le sfere presentano assi di rotazione differenti.Eudosso, in quel che ci rimane dei suoi scritti, non fa ipotesi sulla costituzione Fisica di queste sfere
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Sfere di Eudosso
• Il sistema è piuttosto complesso• Il sistema può essere migliorato nell’accordo con
le previsioni delle posizioni dei pianeti a patto di aumentare il numero delle sfere.
• Il sistema viene utilizzato da Aristotele per la sua cosmologia
• Il Sistema di Eudosso non riesce a spiegare le variazioni di luminosità dei pianeti durante il loro moto.
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Eraclide Pontico (IV sec a.C.)
Moto diurno della Terra.
Spiega le particolaritàdel moto di Mercurio e Venere.
Spiega la loro variazione di luminosità
Centralità parziale del Sole
Modello analogo a quello proposto da Ticho
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Aristotele (384 – 322 a.C.)• La Fisica e Cosmologia aristotelica avvalorano la sua
metafisica• Fisica:• Esiste una dicotomia nella fisica applicata all’Universo
– Ciò che si trova dal cielo della Luna in su è perfetto, incorruttibile fatto di etere
– Ciò che si trova sotto il cielo della Luna imperfetto, corruttibile e composto con i quattro elementi (Terra, Acqua, Aria, Fuoco)
• Metodo sperimentale, ma solo qualitativo, non quantitativo
• Moti Naturali• Moti violenti
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Fisica Aristotelica– Nel mondo perfetto (mondo super lunare) il moto è circolare
uniforme.– Mondo imperfetto (mondo sublunare) il moto è rettilineo (non
chiuso e quindi imperfetto) verso il luogo naturale dell’elemento
• Moto violento: per mantenere un corpo in movimento (che non sia quello naturale) occorre imprimere una forza per mantenere un corpo in movimento. F èproporzionale alla velocità del corpo.
• Universo meccanicistico• Horror vacui La trasmissione del moto avviene per
contatto diretto
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Fisica Aristotelica• Validità sperimentale dell’impossibilità del vuoto:
– Recipiente chiuso pieno di acqua. In presenza di un piccolo forol’acqua non fuoriesce, non potendo lasciare spazio vuoto nel recipiente. In presenza di due fori da uno esce l’acqua, dall’altro entra l’aria
– “Un corpo si muoverà attraverso un dato mezzo in certo tempo, a attraverso un mezzo più sottile in un tempo più breve, si muoverà più velocemente nell’aria piuttosto che attraverso l’acqua poiché l’aria è più sottile e meno corporea dell’acqua”
– Quindi tutti i corpi di peso diversi cadono attraverso l’aria con velocità diversa
– Il vuoto non può esistere perché un corpo in caduta libera non incontrando una resistenza del mezzo si muoverebbe a velocitàinfinita
Il vuoto non esisteAmmettere l’esistenza del vuoto implicherebbe ammettere
l’esistenza di un universo INFINITO e POLICENTRICOLo spazio è una proprietà della materia e non una entità fisica
indipendente
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Cosmologia aristotelica
• La sua cosmologia si fonda sul concetto di CENTRO
• La Terra occupa il centro dell’Universo• Materia e spazio si identificano. Non esiste
spazio privo di materia• Sposa la teoria di Eudosso• Le sfere cristalline diventano materiali• Ciascuna sfera mette in moto, per contatto,
quella più interna
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Cosmologia aristotelica
• Confuta la teoria del moto diurno di EraclidePontico– Se questa fosse vera tutti gli oggetti sospesi in
aria dovrebbero spostarsi nel verso opposto a grandissima velocità in quanto non verrebbero trascinati dalla Terra nel suo moto diurno
– Neanche l’aria riuscirebbe a trascinare oggetti pesanti– Questo tipo di obiezione fu ripetuta a Galileo dai
filosofi aristotelici suoi contemporanei
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Problemi della Cosmologia Aristotelica
• Geometria euclideama universo finito e limitato
• Il sistema non si adatta alla teoria Tolemaica
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Galileo su Aristotele
Nella lettera a a Fortunio Liceti (1640) afferma che
…Se Aristotele vedesse le novità scoperte novamente in cielo, dove egli affermò essere inalterabile e immutabile, poiché fino ad allora niuna alterazione vi si era veduta, indubitamente egli, mutando opinione, direbbe ora il contrario: chè ben si raccoglie che, mentre ei dice il cielo essere inalterabile perché non vi si era veduto alterazione, direbbe ora essere alterabile perchéalterazioni vi si scorgono….
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Aristarco di Samo (n. 310 a.C.)• Prima teoria veramente eliocentrica • Prime misure “cosmologiche”
– Affronta il problema della misura delle distanze Terra – Luna e Terra – Sole
– Utilizza il tempo di attraversamento della Luna nel cono d’ombra della Terra in una ecclissi di Luna (ipotizzando una velocitàcostante per la Luna)
vLuna
Cono d’ombra terrestre
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Aristarco di Samo• Poiché il diametro angolare della Luna e del Sole sono
simili ottiene una stima del rapporto fra raggio lunare e raggio terrestre
• RT ~ 3 RL e RS ~ 6 – 7 RT (in realtà 109)• Utilizza l’angolo sotteso fra la Luna al primo quarto e il
Sole per avere una stima del rapporto fra la distanzaTerra – Sole e Terra - Luna
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Aristarco di Samo• La misura porta a un valore pari a
• Il valore vero è 388• Dalle sue osservazioni potè concludere che il
Sole era più grande della Terra• Questi risultati portano a ritenere che sia il Sole
il corpo celeste al centro dell’Universo• Teoria eliocentrica
19≅TL
TS
dd
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Critiche alla Teoria Eliocentrica• Non si osserva il fenomeno della parallasse
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Critiche alla Teoria Eliocentrica• I pianeti interni dovrebbero presentare le fasi
come la Luna
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Eratostene di Cirene (276 – 194 a.C)
Misura il raggio terrestre sapendo che Syene e Alessandria sono all’incirca sullo stesso meridiano e che il giorno del solstizio di estate il sole illumina il fondo dei pozzi
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Eratostene di Cirene
Sapendo che la distanza fra Syene e Alessandria era di circa 5000 stadi ottiene che il meridiano di Alessandria misura 50 x 5000 stadi = 250.000 stadi.
Se si assume uno stadio pari a 157,5 m si ottiene una misura pari a 39690 km in ottimo accordo con le misure attuali
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Ipparco di Nicea (190 – 120 a.C.)• Catalogò e misurò la posizione di 1080 stelle• Introdusse una classificazione delle stelle in base alla
loro luminosità, suddividendole in sei classi o grandezze• Confrontando la posizione misurata con cataloghi
ottenuti in precedenza scoprì la precessione degli equinozi
• Anno tropico: tempo intercorso per il ritorno allo stesso punto equinoziale
• Anno sidereo: tempo intercorso affinché una stella sorga nello stesso punto all’orizzonte
• I due periodi differiscono di 20 minuti ogni anno
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Ipparco di Nicea (190 – 120 a.C.)
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Precessione degli equinozi
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Eclittica
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Tolomeo (100 – 170 d.C. c.a)• Fu il più importante astronomo dell’antichità• Nella sua opera principale, l’Almagesto, raccolse
in maniera organica tutte le conoscenze dell’astronomia antica
• Sviluppò la teoria degli epicicli e migliorò la classificazione delle stelle proposta da Ipparco
• Valutò la distanza Terra – Luna in 29,5 diametri terrestri
• Scoprì che nel caso della Luna la teoria degli epicicli non funzionava
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Cosmologia Tolemaica
I pianeti percorrono contemporaneamente più moti circolari
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Cosmologia Tolemaica
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Successi del sistema tolemaico
• Accuratezza nella descrizione del moto dei pianeti
• Predizione delle posizioni dei pianeti buone entro gli errori di misura
• Migliorabilità dell’accordo con l’introduzione di ulteriori epicicli
• Mancanza di evidenza della parallasse• Si adatta alla filosofia cristiana e al senso
comune
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Cristianesimo• Nella tarda latinità alcuni filosofi come Marziano Capella e Macrobio
si interessarono di cosmologia, ma solo qualitativamente.• Ci fu una perdita di interesse verso le discipline scientifiche• Fino al XO secolo anche l’atteggiamento della Chiesa fu
decisamente antiscientifico• Le sacre scritture erano la fonte di qualsiasi informazione• S.Agostino si contrappone al carattere al carattere pratico e
materialistico della scienza: perché riflettere sulle cause dei fenomeni naturali se Dio è causa di tutto?
• Lattanzio (IV secolo) nelle “Divinae Institutiones” inveisce contro la falsa saggezza dei filosofi e ridicolizza sulla sfericità della Terra
• Per San Cosma, monaco missionario di Alessandria, l’Universo aveva la forma del Tabernacolodi Dio fatto costruire da Mosè
• Successivamente la chiesa diventa guida spirituale, intellettuale e culturale: nascita delle “scuole cattedrali” prodromi delle future università.
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Arabi• Le conquiste culturali della civiltà classica vengono fatte
proprie dagli arabi con la conquista di Alessandria• Vengono tradotti in arabo i testi greci riguardanti
matematica, astronomia e cosmologia• Notevole lo sviluppo dell’astronomia che raccolse anche
contributi dalla vicina civiltà indiana• Si dedicarono allo studio del modello Tolemaico
mostrando, con osservazioni molto precise, gli errori riguardanti le previsioni su Mercurio
• Non fornirono miglioramenti al quadro teorico, piuttosto complicarono ulteriormente il modello tolemaico con l’introduzione di ulteriori epicicli all’orbita di mercurio
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Scolastica• Nell’undicesimo e dodicesimo secolo la Sicilia e ancora
di più la Spagna diventarono fonti dei testi dell’astronomia greca attraverso le traduzioni dall’arabo (Michele Scoto e Gherardo da Cremona)
• Scuole cattedrali: la ragione ridiventa uno strumento per costruire un percorso dialettico che portasse a Dio
• I filosofi della Scolastica riscoprono la metafisica e la fisica aristotelica e l’ordine gerarchico insito nella cosmologia aristotelica
• L’ordine insito nell’Universo diventa uno specchio del disegno divino
• La filosofia aristotelica viene riadattata alle tesi della religione cristiana, ma perde il suo carattere empirico
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Scolastica
• Il lavoro di analisi della fisica aristotelica portò anche alla scoperta di contraddizioni:
– Modello tolemaico e cosmologia aristotelica– Ascesa di Gesù al cielo e moto naturale dei corpi– Nel Genesi non si cita l’aria nella separazione degli
elementi subito dopo la creazione– Contrasto fra creazionismo della cosmologia giudaico
cristiana e staticità ed eternità dell’Universo secondo la cosmologia greca
– Critiche alla teoria del moto come era stata concepita nella fisica aristotelica
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La scienza del moto nel Medioevo• Giovanni Filopono (VI sec. D.C.) di Alessandria
– Le forze impartiscono un “impetus” ai corpi– I corpi continuano a muoversi allo stesso modo finché non
viene cambiato il suo impetus.• Robert Grosseteste (ca 1168 – 1253) e Ruggero Bacone (ca
1220 – 1292) all’Università di Oxford
• William Heytesbury XIV sec al Merton College di Oxford12
12
12
12
t :oneaccelerazi
t :velocità
tvva
tddv
−−
=
−−
=
2
21 :Distanza
:Velocità
atd
atv
=
=
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Nicola d’Oresme• Per Aristotele l’unicità della Terra è data dall’unicità del
centro dell’Universo in quanto il moto naturale è verso il centro dell’Universo. Se ci fossero due “Terre” ma cadrebbero entrambe verso lo stesso centro
• D’Oresme accetta le ipotesi fisiche sul moto ma nota che se le “terre” fossero composte da materiale diverso ogni materiale cadrebbe verso il “suo proprio” centro
• Visione moderna: il moto non è guidata dallo spazio ma dalla materia stessa (anticipa Newton)
• Invalidò la prova aristotelica della impossibilità della rotazione terrestre. Per lui il moto era una virtù“impressa”: se la Terra avesse avuto un moto di rotazione avrebbe impresso un moto di rotazione anche al corpo in caduta
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Giovanni Buridano
• Maestro di Nicola d’Oresme scrisse le “Questiones super octo libros physicorum” dove espose la sua teoria del moto
• Per Aristotele il moto del proiettile è una dimostrazione della non esistenza del vuoto
• Buridano con l’esempio relativo al moto di un giavellotto smonta la teoria aristotelica
• Contrappone la teoria dell’impulso motore o “impetus”: antesignano del principio della quantità di moto e del principio d’inerzia
• Queste teorie non erano una contrapposizione alla teoria aristotelica ma solo un suo miglioramento
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Dante• Congiunge e sistema, in una struttura coerente i dati
della cosmologia greca con la tradizione giudaico -cristiana.
• E’ un Universo chiuso che dall’Empireo, proveniente dalla tradizione giudaico – cristiana, va verso il primo mobile e quindi il sistema aristotelico
• Il centro dell’Universo è il motore immobile che non si muove, ma attrae e costringe le altre sfere a muoversi
• La gerarchia presente nel suo Universo è possibile solo in un universo chiuso: una struttura in cerchi concentrici
• La centralità della Terra si identifica con la centralitàdell’uomo in quanto creato da Dio a sua immagine e somiglianza
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Dante
• In Dante lo schema dell’Universo riflette il destino dell’uomo, il cui fine più alto è l’unione con Dio nel cielo dell’Empireo.
• L’Empireo deve essere immobile in quanto causa prima e fine del movimento di tutte le sfere celesti
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Universo Dantesco• Universo composto da due
parti contigue che si delimitano vicendevolmente
• La Terra è circondata dalle sfere di Eudosso relative ai cinque pianeti + Sole e Luna, quindi la sfera delle stesse fisse
• Dante aggiunge il primummobile
• Specularmente si osservano altre nove sfere, le sfere angeliche intorno ad un altro centro, Dio
• Aspetto numerologico come per i pitagorici
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Paradiso Canto XXII• Giunto al cielo delle stelle fisse Dante si ferma e Beatrice
lo invita a vedere tutti i cieli sottostanti e la Terra al suo centro
• Esce dall’Universo aristotelico e inizia in una nuova dimensione strutturale e poetica: il primum mobile
• Seguono 5 canti di tipo dottrinale e teologico
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Paradiso Canto XXVIIIGiunto alla sfera del primo mobile Beatrice lo spinge a voltarsi e….
Un punto vidi che raggiava lumeAcuto sì, che ‘l viso ch’elli affocaChiuder conviensi per lo forte acume
Guardando dal Primo Mobile verso l’esterno (oltre l’universo noto dalla Terra) si trova a guardare all’interno della sfera dell’Empireo
Dante arriva in un punto qualsiasi del Primo Mobile Si deve pensare che l’Empireo circondi l’universo visibile e nello stesso tempo sia adiacente ad esso
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Cosmologia di Dante• La visione poetica di Dante risolve un problema insito
nella cosmologia aristotelica.• Per Aristotele lo spazio è chiuso e limitato, ma la
geometria è quella euclidea dove lo spazio è infinito• Dante sembra prefigurare una geometria non euclidea
con uno spazio finito e limitato
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Cinematica nell’Universo di Dante• Le sfere aristoteliche sono tanto più veloci quanto più
sono distanti dal centro (Terra) e, quindi, quanto più ègrande il raggio della sfera
• Le sfere dell’Empireo sono tanto più veloci quanto piùsono vicine al loro centro (Dio)
Beatrice fa notare a Dante che se avesse spostato la sua attenzione dalla dimensione delle sfere al rango che ciascuna possiede avrebbe visto la meravigliosa autoconsistenza del tutto
Il tutto sembra interpretabile come una 3-sfera affettata in 2-sfere che prima crescono e poi diminuiscono di dimensione
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Nicolò Cusano (1401-1464)
• Filosofo umanista fu vescovo di Bressanone• Fu il primo a proporre l’uso di un orologio ad
acqua e costruì un semplice igroscopio• Riprese le idee di Eraclide e Aristarco sul moto
diurno della Terra e rifiutò la dicotomia aristotelica fra mondo sub-lunare e super-lunare
• Rifiuta l’idea di centro e quindi l’universo non può che essere infinito e privo di posizioni privilegiate
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Copernico (1473-1543)• Nacque a Torun in Polonia e studiò
prima a Cracovia e, quindi, si specializzò a Bologna, Padova e Ferrara sia in diritto canonico sia approfondendo gli studi in campo astronomico.
• Nel 1500 osservò a Roma un’eclissi di Sole
• Nel 1501 terminati gli studi ritornò definitivamente in Polonia
• Nel 1512 pubblicò il Commentariolusin cui espone brevemente la sua teoria che avrebbe sviluppato negli anni successivi
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Copernico
• Nel 1512 pubblicò il Commentariolus in cui espone brevemente la sua teoria che avrebbe sviluppato negli anni successivi
• Il giorno della sua morte uscì il De Revolutionibus OrbiumCoelestium
• Fu molto influenzato dalle teorie pitagoriche e considerava perfetti i corpi celesti; per questo motivo rifiutò l’ipotesi degli equanti
• Introdusse il moto diurno della Terra intorno al proprio asse e il moto annuo intorno al Sole
• Nella sua opera tratta inoltre il problema della precessione degli equinozi spiegandone l'origine in un movimento lento dell'asse terrestre che ha un ciclo di 26.000 anni.
• Si interessò anche di economia facendo i primi studi sull’inflazione
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CopernicoPresenta innanzitutto tre postulati fondamentali: la forma sferica dell'Universo, la sfericitàdella Terra e i moti dei pianeti che devono essere composti da moti circolari uniformi. Egli non può ammettere la mancanza di diuniformità perché "l'intelletto indietreggia con orrore, essendo indegno di sostenere una tale veduta intorno ai corpi, che sono costituiti nell'ordine piùperfetto".
Era più semplice pensare che fosse la Terra a ruotare attorno a se stessa che non tutta la sfera celeste. Inoltre non era assolutamente plausibile che la Terra fosse l'unico corpo celeste a restare immobile.
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Ostacoli nella diffusione della teoria
• Non osservazione della parallasse stellare• Incompatibilità con la fisica aristotelica
– Moto di un proiettile– Eccessiva velocità di rotazione della Terra e sua possibile
disintegrazione (Tolomeo)
• Difficoltà di ordine teologico e psicologico nell’accettare l’idea dell’eliocentrismo
• Necessità di complicare il sistema con altri moti circolari aggiuntivi (epicicli) per un miglior accordo con le osservazioni anche nel caso più semplice della Luna.
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Studi sul Magnetismo• Pierre de Maricourt (XIII sec.) fece una serie di esperimenti
elementari sui magneti. Costruì e fece esperimenti su magneti sferici (terrella).
• William Gilbert (1540 – 1603) nel 1600 pubblicò il De Magnete in cui raccolse tutte le conoscenze del suo tempo sui fenomeni elettrici e magnetici. Si servi della terrella per mostrare l’analogia con il campo magnetico terrestre. In campo astronomico disegno la primae unica mappa lunare ottenuta con osservazioni visuali.
• Elettricità: sempre e solo fenomeno indotto• Magnetismo: legato solo a pochi tipi di materiali • Spiegò l’elettricità come un effluvio che agiva per contatto con gli
altri corpi• Studiò il fenomeno dell’inclinazione magnetica• Il De Magnete influenzò profondamente gli scienziati del ‘600• Addebitò al magnetismo la spiegazione della gravitazione• Concetto di azione a distanza
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Tycho Brahe (1546 – 1601)• Fu il più grande astronomo prima
della scoperta del cannocchiale• Progettò e fece costruire nuovi
strumenti grazie ai quali le sue furono le osservazioni più precise mai effettuate
• L’11 novembre 1572 osservò una stella mai osservata in precedenza in quel punto del cielo (Cassiopea)
• Con i fondi messi a disposizione da Federico II di Danimarca costruìsull’isola di Hveen un osservatorio con gli strumenti molto più precisi di quelli sino ad allora disponibili
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Tycho Brahe• Fra il 1576 ed il 1597 effettuò
misure accuratissime delle posizioni dei pianeti ai limiti della possibilità dell’occhio umano; la precisione era entro un minuto d’arco
• Nel 1577 osservò una cometa molto luminosa e poiché non riuscì a misurare un effetto di parallasse dedusse che doveva essere molto piùdistante dalla Terra di quanto non sia la Luna
• Dal 1597 al 1599 visse in un castello anche lui munito di un efficientissimo osservatorio a Praga su invito dell’imperatore Rodolfo II
Stjerneborg (castello delle stelle)
Uraniborg (Castello del cielo)
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Tycho Brahe• Affrontò anche aspetti teorici
proponendo un suo sistema cosmologico
• Non riuscì a liberarsi di due dei preconcetti fondamentali del modello aristotelico – tolemaico:– Geocentrismo– Orbite circolari
• Il suo modello ebbe scarsa influenza nell’evoluzione astronomica fu solo accettato più facilmente dall’ortodossia religiosa.
• Il rifiuto della teoria copernicana dovuto anche a fatti sperimentali: non riuscì a misurare la parallasse Studio di Copernico a Frauenberg
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Tycho Brahe
• La Terra doveva essere immobile e al centro dell’Universo• Distruzione delle sfere aristoteliche, già evidenziata
dall’osservazione della cometa del 1577.• Il termine latino orbis dal suo significato primitivo di sfera diventa
quello attuale di orbita
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Tycho Brahe
• "...la macchina del cielo non è un corpo duro impenetrabile, pieno di varie sfere reali, come finora è stato creduto da molti. Si dimostrerà che esso si estende dovunque, che èsommamente fluido e semplice, e che in nessun luogo esso presenta ostacoli, come si è sostenuto in passato, m quanto i circuiti dei pianeti sono completamente liberi, e privi della fatica e della rotazione di qualsivoglia sfera reale, essendo divinamente governati sotto una legge data".
• Il contributo fondamentale lasciato fu l’enorme mole di dati sperimentali sulle posizioni dei pianeti ottenuti in oltre venti anni di osservazioni
• Questi dati, più precisi anche di quelli ottenuti dal miglior astronomo sperimentale dell’antichità, Ipparco, furono preziosi in quanto fornirono la base a Keplero per il suo studio sul moto del pianeta Marte e, quindi, sulla formulazione di quelle che oggi sono notecome le tre leggi di Keplero.
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Giordano Bruno (1548 – 1600)• Esponente della filosofia naturalistica, entrato nell’ordine
domenicano ne fuoriuscì dopo 13 anni con una fuga nel 1576.• Fuggì all’estero ed ebbe il periodo più fecondo nella Londra
elisabettiana frequentandone la corte. Nello stesso periodo Gilbertera protomedico di corte e a Londra vivevano e lavoravano Bacone e Shakespeare.
• Rientrato in Italia venne denunciato all’Inquisizione e processato e condannato a morte
• Scrisse moltissime opere, molte delle quali sono perdute• Nel dialogo “De l’infinito universo” respinse il sistema delle sfere
geocentriche della cosmologia aristotelica anche grazie alolescoperte di Tycho Brahe sulla cometa del 1577.
• Suppone che lo spazio sia infinito e che le stelle siano corpi simili al Sole distribuiti nello spazio ed in continuo movimento.
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Giordano Bruno• Critica Copernico per essersi fermato nel trarre le
conseguenze della sua teoria, conservando la sfera delle stelle fisse. "Non son più né altramente fisse le altre stelle al cielo, che questa stella, che è la terra, è fissa nel medesimo firmamento, che è l'aria".
• Considerazioni di tipo fisico/geometrico lo avevano portato alla concezione di una relatività sia nello spazio ("dimando se questo spacio che contiene il mondo, ha maggiore aptitudine di contenere un mondo, che altro spaciosia oltre") sia dal punto di vista cinematico riprendendo considerazioni di Copernico sul moto delle navi. Crede in un Universo infinito popolato da infiniti mondi
• La filosofia naturale di Bruno forniva una visione panteistica del mondo.
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Johannes Kepler (1571 – 1630)
• Keplero ebbe la grossa opportunità di continuare l'opera di Tycho. Nel 1600 divenne suo assistente a Praga; un anno dopo Tychomorì e ancora un anno dopo (1602) fu chiamato ad occupare il suo posto.
• Kepler si trovò così in possesso dell'enorme mole di osservazioni fatte da Tycho e ne fece un uso molto maggiore di quanto non ne avesse fatto lo stesso autore.
Aveva un’ardente fede mistica di tipo neoplatonico. Il copernicanesimo di Kepler nasceva comunque da una profonda convinzione filosofica di stampo neoplatonico e neopitagorico: la natura deve poter essere descritta da figure geometriche e da leggi matematiche semplici.
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Kepler• Nel 1596 pubblicò la sua prima opera,
il “Mysterium Cosmographicum”.• In quest’opera che i cinque solidi
regolari potevano essere inscritti e circoscritti nelle sei sfere delle orbite planetarie.
• "Io mi impegno a dimostrare che Dio, nel creare l'Universo e nel regolare l'ordine del cosmo, aveva in vista i cinque corpi regolari della geometria, così come sono conosciuti dai tempi di Pitagora e di Platone, e che Egli ha stabilito, in accordo con le loro dimensioni, il numero dei cieli, le loro proporzioni e le relazioni dei loro movimenti"
• Il Sole, al centro delle sfere, produceva una “anima motrix” che imprimeva il movimento all’intero sistema.
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Kepler• A Praga studiò i dati di Brahe sul pianeta Marte e, a differenza di
Copernico che aveva risolto il problema con l’aggiunta di un epiciclo, ipotizzò (ipotesi vicaria) che il Sole non occupasse il centro della circonferenza. Il risultato fu una discrepanza di otto minuti d’arco rispetto ai dati osservativi.
• Abbandonò l’ipotesi di un’orbita circolare in favore di una ellittica che, invece, si adattava perfettamente alle osservazioni.
• Nel 1609 nell’Astronomia Nova enuncia le prime due leggi: entrambe contrarie alla fisica aristotelica
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Kepler• PRIMA LEGGE - Ciascun pianeta ruota attorno al Sole
percorrendo un'orbita piana che ha la forma di un'ellisse; il Sole occupa uno dei due fuochi dell'ellisse. Il punto in cui il pianeta raggiunge la massima distanza dal sole si chiama afelio, mentre il punto di minima distanza viene detto perielio.
• SECONDA LEGGE - il raggio vettore che unisce il pianeta al sole, percorrerà aree uguali in tempi uguali. La velocità di ciascun pianeta lungo la sua orbita non è uniforme, ma cambia a seconda della sua posizione: il pianeta sarà più veloce nei pressi del perielio e più lento nei pressi dell'afelio.
Le prime due leggi hanno un profondo significato fisico: vale il principio di conservazione del momento angolare. Di conseguenza la forza di gravità è una forza centrale
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Kepler• Nella stessa opera suppose che la forza esercitata dal Sole per
vincere l’inezia dei pianeti fosse un’attrazione magnetica, forse sotto l’influenza del de Magnete di Gilbert.
• Nel 1618 pubblica L’Armonicae Mundi, di forte ispirazione pitagorica, ed enuncia la terza legge: i quadrati dei periodi dirivoluzione sono proporzionali ai cubi dei semiassi maggiori.
• Questa legge servirà a Newton per individuare la dipendenza dalla distanza della forza di gravità.
• Nella stessa pensò di aver individuato nell’armonia, in termini musicali, delle sfere celesti la causa del moto dei pianeti: il rapporto fra le velocità dei pianeti all’afelio e al perielio era musicalmente armonico: per Marte 3/5 (quinta), per Saturno 4/5 (terza maggiore)e per Giove 5/6 (terza minore)
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Kepler
• Nell’Epitome dell’Astronomia Copernicana del 1621raccolse i risultati delle sue ricerche sulla teoria copernicana e propose una forza magnetica come causa del moto dei pianeti; tale forza avrebbe dovuto agire lateralmente, spingendo i corpi lungo la traiettoria.
• Apprezzò molto il lavoro di Galileo e nella sua Dissertatio cumNuncio Sidereo esplicita la sua concezione di universo finito in base a un suo ragionamento sulle dimensioni angolari delle stelle in seguito che verrà ripreso nel paradosso di Olbers.
"La Terra canta le note mi, fa, mi, cosìche potete indovinare come in questo nostro soggiorno prevalgano la miseria (mi) e la fame (fa)"
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Kepler• Kepler mantenne alcuni elementi della passata tradizione ed in
particolare il fatto che al di là delle stelle fisse vi fosse una sfera limite che, appunto, rendeva l'universo delimitato e finito.
• Riguardo a ciò c'è una interessante osservazione di Koyré:"La concezione dell'infinità dell'universo è, naturalmente, una dottrina puramente metafisica, che può benissimo costituire (e costituì) la base di una scienza empirica, ma non può mai fondarsi essa stessa sull'empirismo. Keplero lo capìperfettamente e... la respinse non solo per ragioni metafisiche,ma anche per motivi puramente scientifici; egli la dichiara... priva di senso..."
• In definitiva l'universo kepleriano, pur essendo assolutamente rivoluzionario, allontanandosi dalla tradizione molto di più di quanto non lo fosse quello copernicano, rimaneva legato alla tradizionearistotelica.
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Galileo Galilei (1564 – 1642)• Studente di medicina a Pisa nel 1581, si appassionò alla geometria
tanto da decidere di cambiare il corso dei suoi studi. Studiò fisica con un valente aristotelico: Francesco Buonamico.
• Dal 1589 al 1592 insegnò a Pisa grazie alla fama di valente matematico dovuta ad alcuni saggi di idrostatica e su alcuni teoremi sul centro di massa.
• Non essendogli stato rinnovato l’incarico passò a Padova dove insegnò per 18 anni geometria e astronomia. Questi furono gli anni più fecondi della sua attività scientifica.
• Nel 1609 riprogettò il telescopio, già inventato da ottici olandesi, e lo utilizzò prima per osservazioni terrestri e successivamente per osservazioni astronomiche. Gli valse, inoltre, dal senato veneziano un’appannaggio di 1000 fiorini annui e la nomina a vita di professore.
• Nel 1610 torna in Toscana accettando l’offerta di Cosimo II de’Medici.
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Galileo Galilei• Nello stesso periodo comincia a diffondere le sue scoperte anche
nella difesa del sistema copernicano.• Nel 1616 fu sottoposto al primo processo presso il Santo Uffizio che
si concluse l’anno successivo con la proibizione a difendere la teoria copernicana.
• Nel 1623 l’elezione a papa del cardinale Bellarmino (Urbano VIII) lo convinse a riprendere il lavoro sulla cosmologia copernicana.
• Nel 1632 pubblica i “ Dialoghi sopra i massimi sistemi del mondo” e lo dedica al papa.
• Nel 1633 venne processato nuovamente a Roma dall’Inquisizione, costretto all’abiura, condannato a vita agli arresti domiciliari presso la sua villa di Arcetri e obbligato a disinteressarsi della teoria eliocentrica.
• Nel 1638 pubblica i “Discorsi e dimmostrazioni sopra due nuove scienze” che è la sua opera più importante riguardante la fisica.
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Galileo Galilei• Galileo può essere considerato il padre del moderno metodo
scientifico.• In qualche modo risente sia di una influenza platonica – pitagorica
che, in un certo senso, dello stesso Aristotele.• Ammira la bellezza della geometria e la utilizza come linguaggio
della fisica. Nel Saggiatore scrive:– “La filosofia è scritta in questo grandissimo libro che continuamente ci
sta aperto innanzi agli occhi (io dico l’universo), ma non si può intendere se prima non si impara a intendere la lingua, e conoscere i caratteri, ne’quali è scritto. Egli è scritto in lingua matematica, e i caratteri sono triangoli, cerchi ed altre figure geometriche senza i quali mezi èimpossibile a intenderne umanamente parola; senza questi è un aggirarsi vanamente per un oscuro labirinto.”
• D’altra parte si rende conto, a differenza degli aristotelici, che la ragione, senza il supporto dell’esperienza, può essere sviata facilmente (sensate esperienze).
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Galileo Galilei• Fondamentale in Galileo è l’esperienza anche se in situazioni
particolari e importanti si affiderà a esperimenti ideali come estrapolazioni di situazioni reali.
• Riconosce per questo l’importanza della tecnica e di una strumentazione sempre più perfezionata e molto importanti sono alcuni suoi contributi:– La bilancia idrostatica– Il compasso geometrico militare (un antesignano del regolo)– Il termometro– Il cannocchiale etc.
• Per un lungo periodo avrà alle sue dipendenze un tecnico che lo aiuterà nella costruzione degli strumenti da lui progettati.
• Questo suo attaccamento all’esperienza lo porterà a diffidare dalle ipotesi di Keplero sul moto dei pianeti sia per le sue complicazioni matematiche ma principalmente per le ipotesi mistiche alla base.
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Contributi all’Astronomia• Osservò la luna disegnandone
delle mappe. Vi scoprì montagne, crateri e irregolarità della superficie che mettevano in crisi la teoria aristotelica della perfezione dei corpi celesti.
• Scoprì le macchie solari ed ebbe forti scambi polemici con il gesuita padre Scheiner del Collegio Romano sulla prioritàdella scoperta.
• Molto importanti, anche se meno citate, sono le sue osservazioni su campi stellari.
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Via Lattea• Osservò la via Lattea e riuscì a
risolvere la debole nebulositàvisibile ad occhio nudo in un enorme numero di stelle.
• In questo modo allarga enormemente le dimensioni dell’Universo osservato anche se non ha modo di calcolarne le dimensioni.
• Osservando campi stellari come le Pleiadi osserva moltissime stelle non osservabili ad occhio nudo in quanto molto meno luminose delle più deboli stelle visibili.
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Pianeti Medicei
E’ il primo esempio di corpi celesti sicuramente in rotazione intorno ad un corpo celeste diverso dalla TerraL’osservazione mette in crisi il modello tolemaico anche se non dimostra direttamente la rotazione dei corpi celesti intorno al Sole
•Nel Sidereus Nuncius, pubblicato nel 1609, comunicò la scoperta dei satelliti di Giove: “Ma quel che di gran lunga supera ogni meraviglia, e principalmente ci spinse a renderne avvertiti tutti gli astronomi e filosofi, è l’aver scoperto quattro astri erranti, da nessuno, prima di noi, conosciuti né osservati, che, a somiglianza di Venere e Mercurio intorno al Sole, hanno le loro rivoluzioni attorno a un certo astro cospicuo tra i conosciuti, ed ora lo precedono ora lo seguono, non mai allontanandosene oltre determinati limiti. E tutte queste furono scoperte e osservate pochi giorni or sono con l’aiuto d’un occhiale che io inventai dopo aver ricevuto l’illuminazione dalla grazia divina”.
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Pianeti Medicei
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Fasi di Venere• Osserva le fasi di Venere e trova che sono
in accordo con quanto previsto dalla teoria copernicana e non con quanto richiesto dal modello tolemaico.
• Secondo questo modello cosmologico Venere deve presentare delle fasi legate alle posizioni relative di Venere, Terra e Sole ed il pianeta avrebbe dovuto mostrare sempre e solo una falce in quanto il suo periodo di rivoluzione intorno alla Terra doveva essere simile a quello del Sole.
• La Teoria copernicana e le osservazioni delle fasi riescono a spiegare qualitativamente la variazione di luminositàosservata.
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Contributi di Galileo alla Fisica• Per Aristotele un corpo è in moto solo se soggetto a forze (moto
violento)• Interpreta il moto di un proiettile come un moto a velocità costante
dovuta all’equilibrio tra una propulsione e una resistenza (aria). Conseguenza era che i corpi di massa maggiore dovessero muoversi più velocemente di quelli di massa minore.
• Galileo confuta questa asserzione nel Dialogo per bocca di Sagredo.
• Studiò il moto dei corpi lungo un piano inclinato ottenendo informazioni sullo spazio percorso in un moto uniformemente accelerato ottenendo per l’accelerazione di gravità il valore 10 ms-2
• Utilizzando un orologio ad acqua di sua invenzione, misurò la velocità con cui gli oggetti arrivavano alla fine del piano inclinato e scoprì che era la stessa.
• Si interessò di molteplici fenomeni: dal magnetismo alla termologia, alla legge dell’isocronismo del pendolo
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Renè Descartes (1596-1650)• Fondatore della filosofia moderna, fu un eminente
matematico del suo tempo. Seguì Aristotele nel pensare che il vuoto non potesse esistere.
• Esistevano tre tipi di materia: il primo formava la Terra, il secondo gli astri ed il terzo riempiva tutto lo spazio.
• L’etere era un mezzo sottile che permeava tutto lo spazio risultando intimamente mescolato con tutti i corpi: “le sue particelle sono molto più piccole e si muovono molto più velocemente di quelle di tutti gli altri corpi …..Fra le parti degli altri corpi non vi è passaggio tanto stretto, o angolo tanto piccolo, dove le parti di questo elemento non possano penetrare senza difficoltà.”
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Renè Descartes• Si oppose all’esistenza degli atomi, anche perché negava
l’esistenza del vuoto. Per lo stesso motivo si oppose all’azione a distanza intesa come azione fra due corpi privi di contatto diretto o indiretto, tramite un mezzo.
• Propose forze a lungo raggio intesa come una propagazione di impulsi attraverso l’etere.La sua teoria della gravitazione si basava sui vortici presenti nel mezzo interstellare che trasmettevano ai pianeti.
• Secondo la teoria dei vortici ci si aspettava che la Terra fosseschiacciata all’equatore e allungata ai poli a causa della pressione, esercitata dai vortici, che trascinava la Terra lungo l’orbita.
• Misure della lunghezza del meridiano corrispondente ad un grado di latitudine fatte da Maupertuis dimostrarono che la previsione di Cartesio era sbagliata e la teoria dei vortici fu abbandonata.
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Renè Descartes• Per Cartesio lo spazio non può esistere senza materia che lo
riempia: spazio e materia non sono altro che la medesima cosa.• “Lo spazio, o il luogo interno, o il corpo che è compreso in questo
spazio non differiscono nemmeno essi che per opera del nostro pensiero. Poiché in effetti, la stessa estensione in lunghezza, larghezza e profondità, che costituisce lo spazio, costituisce il corpo; e la differenza che è fra essi non consiste se non in questo, che noi attribuiamo al corpo un’estensione particolare, che concepiamo di luogo con lui tutte le volte che esso è trasportato, e ne attribuiamo allo spazio una sì generale e sì vaga , che dopo aver tolto da un certo spazio il corpo che lo occupava, non pensiamo di aver anche trasportato l’estensione di questo spazio, perché ci sembra che la stessa estensione vi rimanga sempre, finché esso è della stessa grandezza, della stessa figura, e non ha cambiato situazione riguardo ai corpi esterni con i quali lo determiniamo”
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Renè Descartes
• Sostenne la relatività del moto• L’inerzia è una resistenza al cambiamento di stato di
moto e non il moto esso stesso.• Sostenne che i corpi possedevano un impetus che
poteva, per contatto, essere trasferito agli altri corpi.• Sostenne che l’impetus nell’universo è finito e costante:
principio di conservazione della quantità di moto.
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Isaac Newton (1642 – 1727)• Nasce nell’anno della morte di Galileo ed ebbe un’infanzia difficile
che, probabilmente, segnò il suo carattere.• Nel 1661 fu ammesso al Trinity College di Cambridge• Nel 1665 a causa dell’epidemia di peste di Londra ritornò al suo
paese natale e vi passò due anni estremamente fertili dal punto di vista intellettuale. Concepì alcune delle sue teorie fondamentali quali il calcolo infinitesimale, le leggi della dinamica e la gravitazione universale.
• Ritornato a Cambridgenel 1667 divenne docente di matematica nel 1669.
• Nel 1672 fu ammesso alla Royal Society per i suoi studi di ottica• Nel 1687 pubblicò i Principi matematici della filosofia naturale su
insistenza di Halley (1684).• Nel 1696, ormai diventato famoso, fu nominato sovraintendente alla
Zecca e lascia la carriera accademica
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Isaac Newton• Il calcolo differenziale fu scoperto indipendentemente da Leibniz, in
Germania, che pubblicò i risultati delle sue ricerche nel 1684, ben prima di Newton.
• Nacque una contesa, che si trascinò per lungo tempo, sulla prioritàdella scoperta e che si allargò ad altri concetti fondamentali della teoria newtoniana.
• La nascita del calcolo differenziale unito alla formulazione delle tre leggi della dinamica può essere considerato il vero inizio della fisica moderna.
• Il concetto di velocità istantanea proposto da Newton utilizza il calcolo differenziale (derivata) ed è profondamente diverso da quello di Galileo che lo lega a quella velocità che avrebbe il corpo se da quel momento si muovesse con velocità costante.
• Il calcolo differenziale gli permise di definire l’accelerazione istantanea in maniera rigorosa
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Isaac Newton• La prima legge della dinamica era già stata formulata da Galileo e,
successivamente, in maniera più precisa da Torricelli e Cartesio• Intuì che la forza era la causa della variazione dello stato di moto ed
i corpi sottoposti alle forze esterne reagivano in maniera differente a seconda della loro massa inerziale.
• Alla terza legge arriva basandosi su considerazioni che riguardavano la legge di gravitazione e forse anche all’influenza di Cartesio secondo il quale tutto era dovuto a reciproche interazioni
• Per Newton le proprietà fisiche dello spazio sono tali che le velocitàuniformi sono relative ( misurate una rispetto all’altra) e i cambiamenti di velocità (accelerazioni) sono assolute, misurate relativamente a nulla.
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Isaac Newton• GRAVITAZIONE UNIVERSALE: la grande intuizione di Newton fu
che la Luna e gli altri corpi vengono attratti dalla Terra secondo la stessa legge– L’accelerazione centripeta della Luna nel suo moto intorno alla
Trra– L’accelerazione di gravità che subisce la mela
• I due moti sembravano completamente differenti: in realtà la Luna cade “intorno” alla Terra per la sua notevole velocità
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Isaac Newton• I due corpi (Luna e mela) sono sottoposti alla stessa forza generata dalla
Terra• Altra notevole intuizione è la reciprocità di questa forza (III principio della
dinamica)• La forza essendo di natura centripeta, come richiesto dalle due leggi di
Kepler e dalla natura dell’accelerazione, è diretta lungo la congiungente Terra corpo attratto
• Assunse, come era già stato proposto da Hook, che la forza di attrazione gravitazionale dipendesse dall’inverso del quadrato della distanza fra i due corpi.
• La costante G, il cui valore era ignoto a Newton e venne misurato successivamente da Cavendish, giustifica la correttezza dimensionale
12212
21 r̂rmmGF =
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Gravitazione
2
2
C
222
3
2
2
2
22
2
4 a eespressionl' ottiene Si
Tr anche o C
TrKepler di legge terzala outilizzand 44
quindi e 2 uniforme circolare motoun in ma ,
rC
rC
Tr
rTra
Trv
rva
C
C
π
ππ
π
=
====
==
Vediamo il ragionamento seguito da Newton utilizzando, però, una simbologia moderna. Si è detto che il calcolo dell’accelerazione, insieme alle leggi Kepler, permette di arrivare all’espressione della forza. Utilizzando il calcolo differenziale trova che
L’accelerazione centripeta dipende solo dalla distanza del pianeta dal Sole; è inversamente proporzionale al quadrato della distanza e risultacompletamente indipendente dalle proprietà del corpo attratto. Infatti, la costante C è la stessa per tutti i pianeti e, quindi, dipenderà al più da proprietà del Sole.
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Gravitazione
2
24r
CmmaF π==
A questo punto è possibile avere un’espressione per la forza:
La forza risulta proporzionale alla massa del corpo in moto come per un grave P = mg. Ciò suggerì l’idea che le due forze fossero la stessa cosa. Consideriamo il sistema Terra-Luna e Terra – mela, l’espressione per g sarà:
2
6
22
32
2
3
2
2
c/s 981 di un valore ottenedo g, gravità, di oneaccelerazi dalla valoreil stimare può si valoriquesti oSostituend R. 60.1 r terrestreraggio il volte60 cica è Luna - Tera distanza La
sec) 102.36(T ore 7 e giorni 27 circa a pari Luna della rotazione di periodo il è T dove
4g
gper ottiene si,TrC Kepler, di legge III la ancora utilizzado
Terra dalla solo dipende e grave ilper e Luna laper valorestesso lo ha C costante la dove
4
=×=
=
=
=
TRr
RCg
π
π
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Gravitazione
Sole sul pianeta dal esercitata 4' e pianeta sul Sole dal esercitata 42
2
2
2
rcMF
rCmF ππ
==
Risultato fondamentale, oltre il perfetto accordo con i dati sperimentali, è la relativizzazione della forza peso; nel senso che questa non è più una proprietà precipua della Terra ma è relativa ad ogni massa in ogni punto dell’Universo.Conseguenza ulteriore di questa relativizzazione è anche la possibilità di pensare che il corpo attratto eserciti la stessa forza sulla Terra, terzo principio della dinamica.
Dove C e c sono le due costanti di Kepler per il Sole e per il pianeta, M e m sono le masse del Sole e del pianeta. L’uguaglianza di queste due forze mC = Mc, come dire che il rapporto
24G costanteπ
===mc
MC
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Gravitazione
G è la costante di gravitazione. Possono essere così riscritte le costanti presenti nell’espressione della forza:
2
22
rmMGF
forza laper simmetricapiù eespressionun' ottenere possibile è relazioni queste oUtilizzand
4 e 4
=
== GmcGMC ππ
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Gravitazione• Non conoscendo G ne fece una stima ipotizzando che la densità
media della Terra fosse 5 volte quella dell’acqua, stima al momento arbitraria ma molto vicina al vero.
• Con la legge della gravitazione universale introduce il concetto di azione a distanza senza che questa influenza si propaghi attraverso un mezzo (come ipotizzato da Cartesio)
• Inoltre, l’azione fra i due corpi è istantanea; si propaga, cioè, a velocità infinita fra i due corpi. Queste accuse gli vennero fatte dai suoi contemporanei come Leibniz e nei Principia sembra fornire una risposta: “… In verità non sono ancora riuscito a dedurre dai fenomeni la ragione di queste ipotesi (Hypotheses non fingo). Qualunque cosa, infatti, non deducibile dai fenomeni va chiamataipotesi; e nella filosofia sperimentale non trovano posto le ipotesi sia metafisiche, sia fisiche, sia delle qualità occulte, sia meccaniche. In questa filosofia le proposizioni vengono dedotte dai fenomeni, esono rese generali per induzione.”
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Massa Inerziale e massa gravitazionale
amI== 2gg
rMm
GF
Nell’espressione della legge di gravitazione universale troviamo due espressioni per la massa di un corpo che, in linea di principio, dovrebbero essere numericamente differenti.La massa gravitazionale descrive la proprietà della reciproca attrazione gravitazionale delle masse, mentre la massa inerziale descrive l’impedimento alla variazione di velocità di un corpo soggetto ad una forza.Concettualmente sono due cose completamente differenti, sperimentalmente è stato dimostrato con esperimenti fatti con grandissima precisione che le due quantità coincidono.E’ la stessa cosa che dire che tutti i corpi soggetti alla sola forza di gravitàcadono soggetti alla medesima accelerazione.
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Cosmologia di Newton• Richard Bentley, un ecclesiastico, ebbe una corrispondenza
con Newton riguardo il suo sistema del mondo.• In una lettera del 1693 asseriva di credere nell’esistenza di un
agente materiale per spiegare il fenomeno dell’azione a distanza.
• “Che la gravità sia innata, inerente e essenziale della materia, così che un corpo può agire sull’altro a distanza attraverso il vuoto, senza la mediazione di nulla, è per me una così grande assurdità, che io credo che nessun uomo che abbia un minimo di competenza in filosofia possa accettarla. La gravitàdeve essere causata da un agente che agisca costantemente secondo leggi opportune; ma se questo agente sia materiale o immateriale, devo lasciarlo alla considerazione dei miei lettori”
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Cosmologia di Newton• Newton espresse l’opinione riguardo gli effetti della gravità su una
distribuzione finita di materia che un universo composto di materia sottoposta alla sua autogravità è necessariamente privo di bordo, di centro e di estensione infinita, altrimenti la materia “cadrebbe giù nel punto centrale dell’intero spazio e l’ formerebbe una grande massa sferica…. Ma se la materia fosse uniformemente diffuso attraverso uno spazio infinito, mai si riunirebbe in un’unica massa, ma qualcuna in una massa e qualcuna in un’altra differente in modo da ottenere un numero infinito di masse diffuse a grandi distanza l’una dall’altra attraverso tutto lo spazio infinito. E così potrebbero essersi formati il Sole e le altre stelle fisse”
• “Mi sembra probabile che Dio all’inizio creò la materia in forma di particelle solide, massive, dure e impenetrabili”
• “Ci sono, perciò, agenti in natura capaci di unire insieme le particelle con attrazioni molto forti. Ed è compito della filosofia sperimentale trovarle”
