Un paio di settimane fa, l’argomento delle lezioni di scienze è stato l’universo e il sistema solare. Questo argomento mi affascina molto e le leggi di Keplero mi hanno colpito particolarmente: per questo ho deciso di approfondirle.
Johannes Kepler (o Giovanni Keplero, adattato in italiano) fu un astronomo, astrologo e matematico tedesco vissuto tra il 1571 e il 1630, in contemporanea con Galileo Galilei. Nel corso della sua vita è stato eletto matematico, astrologo e astronomo imperiale a Praga e matematico territoriale a Linz, in Austria.
Nell’Astronomia Nova, un trattato che pubblicò nel 1609 a Praga, enunciò le prime due leggi e la terza nell’Harmonices Mundi, un altro suo trattato pubblicato nel 1619. Tutte e tre le leggi erano supportate dai dati osservati da Tycho Brahe, matematico e astrologo predecessore di Keplero.
La prima legge dice: “L’orbita descritta da ogni pianeta nel proprio moto di rivoluzione è un’ellisse di cui il Sole occupa uno dei due fuochi”. I fuochi sono due punti dell’ellisse in cui il pianeta gira a velocità minima (il perielio) e a velocità massima (l’afelio), alla stessa distanza l’uno dall’altro. È importante perché separa definitivamente la teoria eliocentrica (il Sole è posizionato al centro del sistema solare) di Copernico dalla teoria geocentrica (la Terra è il centro del sistema solare e tutti gli altri astri ruotano intorno a essa) di Tolomeo.
La seconda legge dice che il segmento che unisce il centro del Sole con il centro del pianeta descrive aree uguali in tempi uguali, e la terza che la velocità che un pianeta impiega per il moto di rivoluzione è proporzionale alla sua distanza dal sole (più il pianeta è lontano, più è lunga la rivoluzione). Ad esempio, Plutone impiega 248 anni, mentre Mercurio soltanto 88 giorni.
Le leggi di Keplero sono applicabili a qualsiasi corpo che orbita intorno un altro, ma a tre condizioni:
- La massa del pianeta è minore a quella della stella di riferimento;
- Le interazioni tra il pianeta e altri corpi celesti e non sono trascurabili;
- l’intensità della gravità permette di trascurare gli effetti della teoria della legge gravitazionali.
Le sue leggi furono riconosciute solo dopo che Newton ne fece uso, e non prima degli anni ‘60 del Seicento vennero accettate dalla comunità scientifica, che dedicò a Keplero l’asteroide 1134 Kepler, un cratere lunare, un cratere su Marte, Kepler-22b (un pianeta extrasolare che orbita intorno alla stella nana Kepler-22, anch’essa dedicata a Keplero).
