Alcuni Scienziati e Astronomi...
Niccolò Copernico (1473-1543), elaborò una teoria alternativa al sistema tolemaico che vedeva la Terra girare intorno al Sole.
Questo rovesciamento dell'esperienza comune, che vede il Sole sorgere e tramontare, fu considerata una vera e propria rivoluzione, molto difficile da accettare.
Tuttavia i calcoli del moto dei corpi celesti, alla luce di questa teoria, risultavano notevolmente semplificati. Così, l'ipotesi venne presto accettata e utilizzata in certi ambienti scientifici, ma fu successivamente condannata dalla chiesa e dalla scienza ufficiale perché contraddiceva le sacre scritture.
A quel tempo la scienza, basata prevalentemente sulle interpretazioni cristiane di Aristotele, era un tutt'uno con la teologia.
Rivoluzionare le conclusioni della scienza e dei testi aristotelici veniva considerato un attacco alla religione.
Quanto all'ipotesi eliocentrica, in un passo biblico era chiaramente scritto che Giosuè rallentò il tempo fermando il Sole ("fermati, o Sole...").
L'adesione alle teorie copernicane risultò presto pericolosa. Giordano Bruno, per esempio, che tra l'altro aveva aderito al copernicanesimo, finì sul rogo come eretico.
Galileo fu costretto ad abiurare e fu condannato a trascorrere i suoi ultimi anni nella villa di Arcetri. Altri scienziati e filosofi adottarono le teorie copernicane senza esporsi, celandole o professandole come pure ipotesi matematiche.
Poiché dalla Terra sembra che il Sole e tutti gli astri ruotino attorno alla Terra, in passato si riteneva che il nostro pianeta fosse al centro dell'universo. Questa teoria, sostenuta tra gli altri da Aristotele e da Tolomeo, si chiama geocentrismo (dal greco Geos, Terra). Le teorie di Copernico e di Galileo, al contrario, mostrarono che è il Sole il centro attorno al quale ruotano tutti i pianeti, compresa la Terra. Uno dei primi uomini ad aver formulato un'ipotesi eliocentrica (dal greco Elios, Sole) fu Aristarco di Samo (310-213 a.C.).
Johannes Kepler (1571-1630), era un astronomo e matematico tedesco che, osservando le posizioni di Marte, ha scoperto che le orbite dei pianeti non sono affatto circolari, come si riteneva, ma seguono una traiettoria ellittica. La velocità del loro moto, inoltre, non è costante ma subisce delle accelerazioni.
Queste osservazioni furono poi generalizzate attraverso le celebri leggi che dallo studioso prendono il nome: l'orbita dei pianeti è un'ellissi di cui il Sole occupa uno dei due fuochi; il raggio vettore di ogni pianeta - in altre parole la linea che unisce il centro del pianeta col centro del Sole - in tempi uguali descrive aree dell'ellisse uguali; il quadrato del periodo di ogni pianeta - e cioè il tempo impiegato a percorrere l'orbita - è proporzionale al cubo del semiasse maggiore della sua orbita.
Per spiegare il moto dei pianeti Keplero ha ipotizzato l'esistenza di una forza fisica, concepita sul modello delle forze magnetiche che in quel periodo aveva studiato Gilbert. Sarà Newton, successivamente, a individuare e descrivere precisamente questa forza, attraverso la teoria della gravitazione universale.
Galileo Galilei (1564-1642) ebbe il merito di essere il primo che utilizzò il cannocchiale per scrutare il cielo. Così, intorno al 1609, iniziò le sue osservazioni astronomiche che portavano a risultati completamente diversi da quanto veniva affermato dal sistema aristotelico-tolemaico. Scoprì che la Luna e il Sole non sono pianeti perfetti: la Luna non è liscia ma è piena di montagne e di irregolarità, e sul Sole si possono vedere delle macchie. Scoprì inoltre che ci sono quattro satelliti che ruotano intorno a Giove, e li chiamò pianeti medicei in onore di Cosimo II de' Medici. In questo modo concluse che Copernico aveva ragione e pubblicò i suoi risultati nel Sidereus Nuncius (1610). Quando, nel 1616, le teorie copernicane vennero condannate dalla chiesa, Galileo non si fermò e continuò a sostenere le sue ipotesi con nuovi argomenti suggerendo di reinterpretare la Bibbia, invece di negare i risultati delle proprie osservazioni. Dopo la pubblicazione del Dialogo sopra i massimi sistemi (1632), quello tolemaico e quello copernicano, fu condannato e costretto ad abiurare passando gli ultimi giorni della sua vita relegato nella villa di Arcetri.
Sin dal Medioevo gli artigiani occhialai utilizzarono delle lenti per correggere i difetti della vista, ma la scienza non era in gradi di spiegare come funzionassero. Alla fine del 1500, sia Giovanni Battista Della Porta che Keplero esaminarono questi fenomeni da un punto di vista scientifico anche se nessuno di loro costruì questo strumento. Sembra che a costruirlo, nel 1590, sia stato un artigiano italiano. Successivamente questi strumenti si ritrovarono in Olanda dove però non ebbero successo commerciale e furono considerati degli strumenti di divertimento e di meraviglia più che di qualche utilità pratica. Nel 1609, Galileo venne a saper di questo strumento, lo costruì e lo offrì alla Repubblica di Venezia come una sua invenzione. Egli ebbe però il merito di essere il primo ad utilizzare questo strumento per l'osservazione astronomica e per la scienza.
Isaac Newton (1642-1727) matematico e fisico inglese, nella sua opera Philosophiae Naturalis Principia mathematica, tra le altre cose, poneva tre principi ancora oggi fondamentali: il principio di inerzia, per cui ogni corpo tende a mantenere il suo stato di quiete o di moto; quello dell'accelerazione, che si esprime con la relazione di proporzionalità tra forza e massa; e quello di azione e reazione per cui ogni azione determina una reazione uguale e contraria.
Partendo da questi assiomi Newton ha sviluppato un'astronomia fondata sulla matematica che spiega e descrive il moto degli astri attraverso le forze di inerzia, centrifuga, centripeta e di gravità.
La sua intuizione fu quella di comprendere che la forza che regola la gravità sul nostro pianeta è una proprietà della materia: la materia si attrae in funzione della massa, e ciò vale per il più piccolo granello di sabbia come per il più grosso dei pianeti. E' questa la forza che regola il moto dell'universo, che fa sì che la Luna ruoti intorno alla Terra e che tutti i pianeti ruotino intorno al Sole.
In questo modo Newton introduceva nella scienza il concetto di forza a distanza, che suscitò molte resistenze all'epoca, perché era molto difficile da comprendere e da accettare e poteva apparire come un ritorno alle forze magiche e metafisiche. Ma questa formulazione non è un principio filosofico, trova un'espressione matematica nella celebre formula F=mg: la forza di gravità è direttamente proporzionale alla massa di un corpo e all'accelerazione di gravità.
Frederick William Herschel (1738-1822) era un astronomo tedesco che visse in Inghilterra e divenne il primo presidente della Reale Società Astronomica d'Inghilterra. Seguendo le leggi di Keplero e di Newton, elaborò la teoria degli universi-sole, e cioè che ogni stella è un possibile sole attorno al quale si muove un possibile sistema planetario. Scoprì che il nostro sistema solare non è fermo, ma sta viaggiando verso la costellazione di Ercole. Il Sole, perciò, non è al centro dell'universo. Ottimo osservatore del cielo, contribuì ad affermare l'astronomia come scienza esatta ampliando e consolidando la teoria newtoniana. Scoprì la nebulosa di Orione (1774), Urano e due dei suoi satelliti (1781), e calcolò il periodo di rivoluzione intorno al Sole di Saturno.
Nel 1682 l'astronomo Edmund Halley assistette al passaggio di una cometa molto spettacolare che avrebbe successivamente preso il suo nome. Dopo averla osservata attentamente, si rese conto che stava seguendo un'orbita ellittica e che, perciò, non era, come si riteneva a quei tempi, un saltuario passaggio casuale. Intuì quindi che anche le comete seguono un'orbita intorno al Sole, anche se molto ampia, e che la loro apparizione nei nostri cieli è un fenomeno che si ripete ciclicamente.
Scartabellando le testimonianze degli antichi, scoprì due passaggi, nel 1531 e nel 1607 di una cometa molto simile a quella che aveva potuto osservare, concludendo che si doveva trattare dello stesso oggetto. Calcolò allora che il periodo di rivoluzione della "sua cometa" era di 76 anni e fece una previsione: nel 1758 sarebbe riapparsa. Morì 16 anni prima, ma la sua previsione era esatta. La cometa, apparsa l'ultima volta nel 1986, fu perciò battezzata con il suo nome.
P. S. Laplace (1749-1827) tentò di costruire un sistema cosmologico interamente basato sulle leggi della meccanica. Ciò gli permise di descrivere matematicamente i moti dei corpi celesti e di formulare la celebre ipotesi, detta di Kant e Laplace, sull'origine del sistema solare. Secondo lo scienziato la formazione del sistema solare è avvenuta per il raffreddamento di una nebulosa rotante, con la conseguente condensazione della materia intorno a un centro di rotazione che ha prodotto il Sole. Da quest'ultimo si sarebbero staccate porzioni di materia che hanno originato i pianeti. Questa teoria spiegava la nascita del nostro sistema solare senza bisogno di ricorrere all'ipotesi di Dio.
Grande sistematore della moderna teoria della probabilità, Laplace riteneva che in natura ogni evento avviene per ragione sufficiente. In altre parole ogni stato è determinato dagli eventi che lo precedono ed è a sua volta la causa degli eventi che seguiranno. Da ciò si ricava che ogni evento, in natura, è prevedibile con assoluta certezza, conoscendo le condizioni iniziali. Purtroppo la nostra ignoranza ci impedisce di conoscere esattamente tutte le condizioni iniziali e siamo perciò spesso costretti a ragionare per probabilità. Questo principio viene indicato come determinismo e ha largamente influenzato gli sviluppi della scienza successiva.
Nel 1851 Foucault organizzò un esperimento che rappresenta la prima dimostrazione della rotazione della Terra. Alla cupola del Pantheon di Parigi fu appesa una grossa palla di 28 chilogrammi, attraverso a una fune lunga 67 metri. Le oscillazioni di questo gigantesco pendolo cambiavano direzione di poche frazioni di grado a ogni ciclo e dopo 24 ore coincidevano nuovamente con l'oscillazione di partenza. Il fenomeno si poteva spiegare solamente con la rotazione del nostro pianeta.
L'astronomo americano Edwin Hubble, nel 1923, scoprì che esistono molteplici galassie e le classificò in tre tipi, secondo la loro forma: ellittiche, spirali e spirali-barrate. Alcuni anni dopo, osservando stelle e galassie lontane verificò che lo spettro dei loro raggi luminosi è spostato verso l'estremo rosso. Questo fenomeno, per l'effetto Doppler, dimostra che le galassie si stanno allontanando sempre più dalla Terra. Hubble si è reso conto che la velocità di allontanamento è proporzionale alla loro distanza dalla Terra: più sono lontane, più velocemente se ne allontanano. successivamente ha cercato di calcolare la velocità di espansione dell'universo e, attraverso la costante di Hubble o costante H, è stato possibile determinare quanto tempo è trascorso dall'istante del big-bang.