Associazione AstronomiAmo - Biografia di Claudio TOLOMEO
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Claudio TOLOMEO

Claudio Tolomeo
Claudio Tolomeo

Claudio Tolomeo, astronomo, matematico, geografo fisico e cronologo, visse ad Alessandria d'Egitto tra il 100 d.C. e il 178 d.C.. mentre è in dubbbio se sia nato ad Alessandria d'Egitto o a Tolemaide. L'enciclopedismo dei suoi interessi è attestato dalle diverse opere sopravvissute, ma sulla sua vita si sa soltanto che compì osservazioni astronomiche fra il 127 e il 141 d.C. e che fu attivo nel Museo d'Alessandria.

La sua fama di astronomo deriva soprattutto  dal sistema geocentrico che, dal suo nome, è detto tolemaico, e che imperò nell'insegnamento dell'astronomia per ben quattordici secoli, cioè fino a quando Copernico espose, alla metà del secolo XVI il nuovo sistema eliocentrico.

LE SUE OPERE

Claudio Tolomeo Il suo scritto piu conosciuto e importante è il Sistema matematico, (Mathematiké Syntaxis), che costituisce una summa dell'astronomia antica suddivisa in tredici libri, ed è conosciuto con il nome di Almagesto datogli dagli arabi in ossequio alla grande considerazione che gli attribuivano (il nome infatti significa "Il Grande Trattato").

Altre opere di rilievo sono L'Analemma in tema di orologio solare, L'ipotesi dei pianeti, la Geografia, l'Ottica suddivisa in cinque libri, gli Armonici, Sul giudizio e sull'egemonico, e il Tetralibro (libro quadripartito) in tema astrologico e di influenza celeste sulla vita terrena. Soprattutto L'Ottica riveste particolare importanza: riprende il tema di Euclide e pitagora ipotizzando la presenza di raggi visivi in uscita dall'occhio, in grado di captare forma, dimensione e colore degli oggetti. Sempre in tema di ottica, sono rilevanti i lavori nel campo dello studio della luce e di fenomeni quali rifrazione e riflessione, con particolare riguardo matematico agli angoli di incidenza dei raggi luminosi e al cambio di direzione che questi subiscono passando tra elementi a differenti densità.

Non ultimo, Introduzione Geografica fornisce le coordinate di migliaia di luoghi e una guida sul modo di ottenere delle mappe terrestri, affrontando anche il problema della proiezione su carta di una superficie curva come quella planetaria.

In ogni caso, la sua opera fu basata molto su quelle di predecessori come Eudosso, Aristarco, Ipparco di Nicea e Apollonio. 

ALMAGESTO

Almagesto in una traduzione araba del secolo IX
Almagesto in una traduzione araba del secolo IX

L'Almagesto (140d.C.) è la principale opera di Tolomeo ed è composta da tredici libri.

  • Il primo libro tratta dei principi dell'astronomia e della trigonometria sferica.
  • Il secondo libro parla dei problemi relativi alla sfera celeste. L'autore ammette che i cieli sono sferici e girano come una sfera. Mentre la Terra, sferica anch'essa e situata al centro dei cieli, è semplicemente un punto in confronto alla distanza delle stelle fisse, e non ha nessun movimento.
  • Nel libro III si tratta dei moti del sole e della durata dell'anno.
  • Nel IV si parla della teoria della Luna e del mese. In questo libro Tolomeo espone una delle sue piu importanti scoperte, quella cioè di una seconda ineguaglianza nel movimento della Luna, oggi nota con il nome di evezione. Tolomeo riuscì con questo a rappresentare cosi bene le sue osservazioni lunari, che l'errore raramente superava 1°, quantità molto piccola rispetto allo stato dell'astronomia dell'epoca.
  • Nel libro V, proseguendo l'esposizione della teoria della Luna, discute la distanza di questo astro e del Sole dalla Terra, e trova che la distanza della Luna è 59 volte il raggio terrestre, quella del Sole 1200 volte. Questo secondo valore, che è sostanzialmente quello ottenuto da Ipparco, è molto lontano dal vero (23.439 raggi terrestri), rappresentandone circa 1/20. Nel libro V Tolomeo descrive il piu importante strumento astronomico dell'epoca, inventato da Ipparco, cioè l'astrolabio armillare, col quale osservava gli angoli con la precisione di circa 4'.
  • Nel libro VI si parla delle eclissi di Sole e di Luna.
  • I libri VII e VIII contengono un catalogo di 1028 stelle e una discussione sulla precessione. Qui nascono problemi di autenticità visto che il catalogo stellare di Tolomeo sembra preso da quello di Ipparco di Nicea. Tolomeo, da Alessandria, vide e catalogò le stesse stelle di Ipparco, che invece si trovava a Rodi. Tolomeo, se le osservazioni fossero state le sue, avrebbe dovuto catalogare anche stelle più basse di quello viste da Ipparco. In più, il catalogo di Ipparco prevedeva 1080 stelle, quindi un numero superiore rispetto a quelle catalogate da Tolomeo.
  • Gli ultimi cinque libri (VIIII-XIII) trattano della teoria dei pianeti, ed è questo il piu importante contributo originale recato all'astronomia da Tolomeo, il quale vi espone il suo sistema geometrico, fondato sugli epicicli e sugli eccentrici, ai quali unì l'equante pervenendo, attraverso una rappresentazione geometrica complicata, ma indubbiamente geniale, a rendere conto in modo abbastanza soddisfacente delle osservazioni possedute in quei tempi sul moto del Sole, della Luna e dei cinque pianeti allora conosciuti. 

IL MODELLO TOLEMAICO

Il Sistema Tolemaico, sebbene sbagliato, durò fino all'avvento di Copernico per ben quattordici secoli. Uno dei punti forti in grado di spostare l'ago della bilancia verso il suo modello fu una spiegazione "fisica" legata all'astronomia: tutti i pesi cadono sulla Terra, quindi la Terra è al centro dell'universo. Tutto ruota intorno alla Terra, in un modello geocentrico perfetto.

In realtà Tolomeo non pensò mai di aver trovato una legge fisica valida in tutto l'universo come potrà essere tanti secoli dopo quella di Newton: si "accontentò" di elaborare un modello in grado di consentire la previsione del moto dei pianeti, di giustificarne le traiettorie nel cielo il che, a quel tempo, non era affatto semplice.

Il moto retrogrado di Marte
Il moto retrogrado di Marte

 

Spiegazione del moto retrogrado con gli epicicli
Spiegazione del moto retrogrado con gli epicicli

 

Un problema, soprattutto, bloccava gli scienziati dell'epoca: il moto retrogrado dei pianeti. Come spiegare il fatto che i pianeti, in alcuni momenti, si fermano nel cielo e iniziano a muoversi in senso contrario per poi fermarsi di nuovo e riprendere la giusta traiettoria?

Il modello elaborato da Tolomeo è basato su un gioco di interazioni tra cerchi perfetti che vengono percorsi dai "pianeti" (intesi terminologicamente come "corpi erranti") allora noti come Sole, Luna, Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno. In realtà il sistema in questione sembra appartenere a Ipparco, ma di quest'ultimo non ci è giunto nulla quindi il primo lavoro che parla di geocentrismo e di cerchi è l'Almagesto di Tolomeo.

Tutti questi pianeti erano intenti a orbitare intorno alla Terra, centro dell'universo, all'interno di una sfera più grande rappresentante le stelle fisse. I pianeti si trovavano "oltre il cielo lunare" e, essendo tutto perfetto, orbitavano su cerchi, simbolo di perfezione.

Il sistema di Tolomeo nella sua complessità
Il sistema di Tolomeo nella sua complessità

In poche parole, il modello prevedeva dei cerchi intorno alla Terra rappresentanti le orbite primarie e chiamati deferenti. Per spiegare il moto retrogrado, si ipotizzò che i pianete non percorressero il deferente in maniera lineare ma attraverso un altro cerchio più piccolo, chiamato epiciclo. I pianeti, quindi, percorrono dei giri di epiciclo mentre si spostano intorno alla Terra secondo il proprio deferente. Il modo di muoversi dei pianeti nel cielo è quindi un moto composto: epiciclo più deferente. Questi cerchi furono previsti per la prima volta da Apollonio di Perga ma trovarono giusto compimento soltanto con Tolomeo e grazie alla esistenza di Ipparco.

Ciò che differenziava le orbite erano gli scostamenti da un centro del sistema e le velocità di moto dei singoli pianeti. Per mantenere valido il modello, infatti, vennero introdotti concetti ancora più complessi come l'eccentrico e l'equante. L'equante è rappresentato in figura a destra con il pallino nero ed indica il punto rispetto al quale il pianeta si muove di velocità angolare costante.

In aggiunta, gli epicicli ruotano intorno a cerchi più grandi detti eccentrici e la cui posizione non corrisponde a quella della Terra: questi eccentrici furono introdotti per giustificare le accelerazioni dei pianeti nel momento in cui erano più vicini al nostro pianeta e le decelerazioni nel momento in cui se ne allontanavano.

Un meccanismo estremamente complesso ma in grado di giustificare il moto dei pianeti con ragionevole precisione, altrimenti non sarebbe stato preso in considerazione per il periodo che invece lo ha visto in voga: quattordici secoli!

Uno dei più grandi meriti di Tolomeo fu quello di capire che ogni problema, anche complesso, può portare a una analisi matematica.

FONTE : Treccani