Una breve storia dell’astronomia

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Innumerevoli generazioni hanno guardato il cielo notturno per osservare le sue stelle scintillanti e le luci danzanti. In luoghi bui e remoti, prima dell’avvento delle moderne metropoli, il luccicante cielo notturno deve essere sembrato veramente vivo.

Primi giorni (e notti)

Le culture indigene di tutto il mondo hanno a lungo effettuato osservazioni astronomiche a occhio nudo, avvistando spesso stelle, pianeti e altri fenomeni celesti.

Queste comunità hanno spesso usato la loro conoscenza dell’astronomia per:

• Navigazione
• Tempo
• Pianificazione agricola
• Pratiche spirituali e religiose

Guardare il cielo

Gli antichi astronomi di tutto il mondo hanno fatto molte osservazioni e previsioni. I documenti storici includono molte carte stellari, che rivelano chiari sforzi per mappare il cielo notturno e imparare di più sulla meccanica del nostro universo.

Alcuni esempi delle prime scoperte includono:

Pianeti contro stelle

Gli astronomi babilonesi nel primo e secondo millennio a.C. seguirono cinque punti di luce nel cielo notturno che si muovevano diversamente dalle altre stelle. Conclusero che esisteva qualcosa di fondamentalmente diverso: questi cinque punti di luce non erano affatto stelle. Gli storici e gli astronomi ora credono che i babilonesi siano stati tra i primi a riconoscere i pianeti Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno, che diventano visibili ad occhio nudo in diversi periodi dell’anno.

Una Terra sferica

Gli antichi filosofi greci già nel VI secolo a.C. documentarono la prova che la Terra era una sfera. Essi notarono che il cielo notturno aveva un aspetto diverso se visto da vari punti della Terra, il che alludeva alla superficie curva del nostro pianeta. Osservarono anche l’ombra rotonda della Terra sulla Luna durante le eclissi lunari. Questi filosofi erano anche in grado di calcolare la circonferenza della Terra in modo abbastanza accurato. Lo fecero misurando la lunghezza dell’ombra proiettata da un oggetto esattamente nello stesso momento, in due luoghi diversi. Tenendo conto della distanza tra questi due luoghi e della differenza nella lunghezza delle ombre, hanno calcolato che la circonferenza della Terra era di circa 46.250 chilometri. Questo è molto vicino al valore reale di 40.075 chilometri!

Supernovae luminose

Nell’anno 185, gli astronomi cinesi furono i primi a documentare una supernova. Da allora sono state osservate diverse esplosioni di supernova, compresa una particolarmente luminosa nell’anno 1054, che (al suo picco) era quattro volte più luminosa del pianeta Venere, uno degli oggetti più luminosi del cielo notturno. Alcune supernovae sono persino abbastanza luminose da essere visibili durante il giorno!

Galassie nuvolose

La nozione che la nostra galassia – la Via Lattea – non è che una dei trilioni di altre galassie nell’universo risale solo a circa un secolo fa. Prima di allora, si pensava che le galassie vicine fossero regioni nuvolose della Via Lattea. La prima osservazione documentata della vicina galassia di Andromeda fu nell’anno 964 da un astronomo persiano che la descrisse come una “macchia nebulosa”. L’astrolabio, come questo sviluppato nel 1553 dall’orologiaio francese Jean Naze, è uno strumento di navigazione che può determinare il tempo locale e la posizione in latitudine in base alla posizione degli oggetti celesti. Anche se il Sole è il più comunemente usato, un totale di 58 “stelle di navigazione” riconosciute può aiutare a calcolare la posizione dell’utente. Un metodo di navigazione astronomica utilizza persino l’angolo della Luna per calcolare il tempo, un’informazione chiave per i marinai premoderni che viaggiavano su mari sconosciuti. (Credit: Marie-Lan Nguyen)

La rivoluzione copernicana

Prima del XVI secolo, si pensava comunemente che la Terra fosse al centro del sistema solare e che tutti gli altri oggetti celesti le girassero intorno. Questo è noto come modello geocentrico. Questa teoria, tuttavia, non corrispondeva ad alcune osservazioni confuse fatte dagli astronomi, come il percorso dei pianeti che sembravano muoversi all’indietro sulle loro orbite.

Nel 1543, l’astronomo polacco Nicolaus Copernicus propose un modello eliocentrico del sistema solare in cui i pianeti orbitano intorno al Sole. Questo modello spiegava l’insolito percorso dei pianeti che gli astronomi avevano osservato. La nuova teoria fu una delle tante idee rivoluzionarie sull’astronomia emerse durante il periodo rinascimentale.

Il lavoro degli astronomi Tycho Brahe e Johannes Kepler portò a un’accurata descrizione dei moti planetari e pose le basi per la teoria della gravitazione di Isaac Newton. Questo progresso migliorò drasticamente la comprensione dell’universo da parte dell’umanità. Le loro osservazioni e indagini furono rafforzate dall’invenzione del telescopio all’inizio del XVII secolo. L’astronomo italiano Galileo Galilei rese popolare l’uso dei telescopi per studiare e scoprire gli oggetti celesti, comprese le quattro lune più grandi di Giove. In suo onore, sono conosciute come le lune galileiane.

Un universo di conoscenza in espansione

Nei secoli successivi, gli astronomi di tutto il mondo formalizzarono lo studio del cielo creando cataloghi dettagliati di stelle, ammassi stellari e nebulose. Dopo aver scoperto Urano nel 1781, William Herschel aprì nuove aree di ricerca nel 1800 scoprendo la radiazione infrarossa – un tipo di luce che non è visibile all’occhio umano.

Altri hanno approfittato dei rapidi progressi nel campo dell’ottica e delle immagini. Nel 1923, Edwin Hubble cambiò radicalmente la visione scientifica dell’universo quando usò il telescopio Hooker di 2,5 m di diametro per dimostrare che la Nebulosa di Andromeda si estende oltre la nostra Galassia della Via Lattea.

La scoperta di Hubble della continua espansione dell’universo ha anche aperto la strada ad altri astronomi per teorizzare la sua origine. La teoria del big bang, proposta per la prima volta da Georges Lemaître, fu in seguito sostenuta da una forte prova: la scoperta del fondo cosmico a microonde (CMB), un debole “rumore” lasciato dall’enorme esplosione che ha dato origine a tutto nell’universo. Il CMB fu scoperto casualmente dai radioastronomi appena cinque anni prima dell’allunaggio dell’Apollo 11 del 1969.

I miglioramenti nel lancio e nella progettazione dei satelliti hanno permesso agli astronomi di raccogliere ancora più dati sui pianeti del nostro sistema solare nella seconda metà del XX secolo. Diverse campagne di sonde spaziali robotiche, tra cui Mariner, Venera e Voyager, si sono avventurate più lontano che mai.

Astronomia oggi

Oggi gli astronomi raccolgono dati sugli oggetti celesti utilizzando enormi telescopi sia a terra che nello spazio. Questi moderni telescopi dotati di specchi massicci permettono agli astronomi di catturare la luce di oggetti molto deboli e lontani. Tecniche specializzate e strumenti scientifici sensibili sono stati sviluppati per studiare non solo la luce visibile, ma anche l’intero spettro elettromagnetico della luce, compresa la luce infrarossa, le onde radio e i raggi X.

Grandi e complessi telescopi e tecniche avanzate hanno persino permesso agli astronomi di osservare direttamente fenomeni come buchi neri, esopianeti lontani e onde gravitazionali.

Grazie alle dimensioni del suo specchio dorato di 6,5 metri di diametro, il James Webb Space Telescope è il più grande telescopio spaziale mai costruito. Il Webb, che sarà lanciato nel 2021, userà i suoi strumenti di precisione per scrutare le nuvole di polvere cosmica e raccogliere la luce infrarossa di stelle e galassie lontane, dando agli astronomi canadesi uno sguardo innovativo sui primi momenti del nostro universo e su pianeti mai visti prima che girano intorno ad altre stelle.

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