BENVENUTO   |   Login   |   Registrati   |

Emmeciquadro n° 47

SCIENZ@SCUOLA/ Il moto dei Pianeti nel Sistema Solare. Fare Scienza alla Secondaria di Primo Grado

Un breve percorso di astronomia realizzato in una classe terza mette a tema l’evoluzione storica della teoria eliocentrica fino alla descrizione delle prime due leggi di Keplero.

Continua la descrizione del percorso realizzato in collaborazione con Maria Micheletti, docente di Matematica e Scienze nella classe III A della Scuola Secondaria di primo grado “Matteo Ricci” di Milano, nell’anno scolastico 2011-2012. In questa seconda fase l’approccio storico consente agli studenti di acquisire consapevolezza riguardo all’evoluzione del pensiero scientifico che, accompagnato all’innovazione tecnica degli strumenti, ha reso possibile il passaggio dalla teoria geocentrica a quella eliocentrica.
La prima fase del percorso è stato pubblicata con il n° 46 - Settembre 2012 della Rivista.


Ho proposto un percorso di tipo storico avvalendomi del supporto di slide e filmati che ho proiettato durante la spiegazione.

Dalla Teoria Geocentrica…

Ho incominciato ponendo agli studenti delle domande per agganciarmi a quanto loro già sapevano riguardo a come l’uomo interpretava il moto dei pianeti del sistema solare fino al periodo rinascimentale. Ho fatto notare che prima dell’utilizzo dei telescopi (e dei satelliti artificiali), cioè nel periodo storico considerato, solo alcuni pianeti (Marte, Venere e Giove) erano osservabili ad occhio nudo abbastanza bene: Mercurio si avvista per pochi giorni all’anno e in certe condizioni particolari, mentre i pianeti esterni, eccetto Saturno, sono stati scoperti dopo che fu provata la correttezza della teoria eliocentrica (Urano fu avvistato per la prima volta nel 1781 da Frederick William Herscel, Nettuno nel 1846 da Johann Gottfried Galle). A questo punto ho illustrato in breve il sistema tolemaico.
Osservando dalla Terra, ritenuta immobile, i pianeti allora noti, si notava che essi compivano moti complessi: la loro rotazione si sviluppava da ovest ad est, ma talora «tornavano indietro».
[A sinistra: Il moto dei pianeti osservato dalla Terra]
Il sistema tolemaico interpretava il moto retrogrado, supponendo che il moto dei pianeti fosse composto di una traiettoria circolare intorno alla terra detta deferente e di circonferenze più piccole, detti epicicli, centrate in un punto del deferente.
Si pensava dunque che sia gli epicicli sia la traiettoria attorno alla Terra fossero delle circonferenze e che la velocità seguita dai pianeti fosse costante, come ho mostrato attraverso un filmato. Quando capitava che le previsioni del sistema tolemaico non corrispondevano alle osservazioni eseguite, veniva aggiunto un epiciclo per far tornare i conti.

…alla Teoria Eliocentrica

Successivamente ho descritto in sintesi la teoria eliocentrica basata sull’ipotesi che i moti del Sole e degli altri pianeti osservati dalla Terra siano apparenti e che tutti i pianeti, compreso il nostro (non più considerato un sistema di riferimento fisso), ruotino attorno al Sole. Per raggiungere questo obiettivo ho illustrato le tre concezioni, copernicana, galileiana e kepleriana, evidenziando la maturazione delle conoscenze avvenuta nel corso del tempo attraverso metodi e strumenti sempre più precisi e rigorosi.

Nikolas Copernico (1473 - 1543)

Copernico sosteneva l’ipotesi della rotazione e rivoluzione terrestre, riprendendo il pensiero di Aristarco di Samo, astronomo dell’antica Grecia che avevamo già incontrato nel percorso La Terra nel Sistema Solare (si veda Emmeciquadro n° 46).
Tuttavia le osservazioni astronomiche su cui si basavano i suoi calcoli matematici erano molto imprecise, a tal punto che in base ad esse sembrava più plausibile la teoria geocentrica. Inoltre gli astronomi dell’epoca e Copernico stesso, presumevano che i pianeti percorressero traiettorie circolari con velocità costante.

Galileo Galilei (1564 - 1642)

Anche Galilei, come Copernico, era convinto che le traiettorie seguite dai pianeti fossero circolari; tuttavia l’approccio da lui seguito era molto diverso: convinto assertore del modello copernicano, cercava delle prove sperimentali a suo sostegno; per questo utilizzò uno strumento mai puntato prima verso il cielo, il cannocchiale.
[A destra: La Via Lattea]
Ho descritto col supporto di alcune slide e video, le principali osservazioni effettuate da Galilei a partire dal 1609 grazie a questo prezioso strumento: le montagne della Luna generate dai detriti di meteoriti, il numero enorme di stelle che compongono la Via Lattea, gli anelli di Saturno (che però gli apparsero come due corpi laterali) e le macchie solari.
Attraverso le sue osservazioni più particolareggiate della Luna e del Sole divenne evidente che i corpi celesti non erano di natura diversa rispetto alla Terra, e che gli astri non erano immutabili come si pensava in passato (in questo senso anche l’astronamo danese Tycho Brahe aveva fortemente contribuito con l’osservazione di una supernova).
[A sinistra: Le fasi di Venere]
Inoltre Galilei poté cogliere con maggior evidenza ulteriori differenze fra le stelle e i pianeti, non legate solo al tipo di moto seguito (si era osservato che i pianeti, come abbiamo detto, seguivano talvolta un moto retrogrado), ma anche al fatto che i pianeti con il cannocchiale apparivano come delle piccole sfere, mentre le stelle mantenevano il loro aspetto puntiforme.
L’aspetto che, però, ho messo principalmente in evidenza riguarda le osservazioni di Galilei che fornirono validi elementi a sostegno della teoria eliocentrica: le fasi di Venere e l’esistenza di quattro satelliti di Giove.
[A destra: I quattro satelliti di Giove e la Luna osservati da Galilei]
Grazie a queste osservazioni sembrava più convincente pensare che il moto degli altri pianeti fosse del tutto analogo a quello della Terra. Le osservazioni di Galilei sono state sintetizzate agli studenti attraverso uno schema che favorisse la loro memorizzazione.