1609 Le orbite planetarie
Giovanni Keplero fu assistente negli ultimi anni di ricerca di Tycho Brahe e proseguì lo studio del maestro che aveva intuito come si muovevano i pianeti, non in circolo ma con orbite ellittiche.
Nel 1609 pubblica "Astronomia Nova", esponendo la "Prima Legge" detta poi "di Keplero", in cui affermava che le orbite dei pianeti non erano "cerchi" ma "orbite ellittiche"; termine dell'opera esponeva la "Seconda Legge", che descriveva come la velocità planetaria variasse con la distanza del Sole. Più veloce vicino al Sole, più lenta lontano da esso.
1610 La via lattea
I primi a nominare la striscia di stelle che si vede ad occhio nudo come una striscia debolmente luminosa furono i greci che la simboleggiarono come uno zampillo di latte sfuggita da una dea. Democrito nel 440 a.c. ipotizzo anche che poteva essere un conglomerato di stelle molto lontane. Nel 1610 Galileo, grazie al cannocchiale che aveva costruito che gli permetteva un ingrandimento di 32 volte poté affermare che Democrito aveva ragione. Nel 1785 si scoprirà che la Via Lattea è la nostra Galassia e che vi sono altre galassie, altre Nebulose, altri Ammassi stellari, altri "Piccoli Universi" , altri "Universi Isole", e che tutti insieme compongono il vero "Grande Universo".
Giove, Venere e le macchie solari
I pianeti devono il termine ai greci che scrutando il cielo li chiamarono palnetas che significa errante, ne conoscevano solo 5 tra i quali Giove. Galileo tramite il suo cannocchiale potè studiarlo meglio e scoprì che aveva 4 lune come la terra, molto carinamente li battezzo “Stelle Medicee” in onore a Cosimo II dé Medici gran duca di Toscana, all’epoca non era in uso il termine satellite. L’uso del cannocchiale metteva in dubbio tutto l’antico sapere e gli scienziati preferivano non usarlo per dispiacere alle interpretazioni delle scritture, tuttavia l'astronomo tedesco Simon Mayr (Simon Marius 1570-1624) si interessò ai 4 oggetti scoperti da Galileo e li battezzò: Io, Europa, Ganimede e Callisto; come i quattro miti greci.
Studiando Venere si accorse che come la terra compiva un orbita attorno al sole. Affumicando le lenti del telescopio sempre nello stesso anno riuscì anche a scoprire che il sole aveva delle macchie. Queste scoperte erano incredibili dai colleghi e soprattutto dai religiosi. Dio fa le cose perfette, senza macchia.
1627 Le tavole rudolfine
Il calcolo matematico era basilare per dimostrare che i pianeti avevano orbite ellittiche. Nel 1614 Napier pubblicò le tavole logaritmiche utilizzate da Kepleròper elaborare delle nuove tavole sulla base delle orbite ellittiche. Un lavoro complesso ma il migliore mai pubblicato e che dedicò in onore a colui che per tanti anni aveva sostenuto i suoi studil’imperatore Alfonso II, suo protettore che l'aveva sostenuto in tanti anni - "Tavole Alfonsine".
Gli anelli di saturno
Galileo studiò a lungo Saturno e vide strane forme attorno al pianeta ma non riuscì a dare una spiegazione e vi rinunciò.
A scoprire cosa fossero quelle strane sporgenze fu un astronomo olandese - Christian Huygens (1629-1695) . Con delle ottime lenti costruì un potente telescopio lungo 7 metri, poi quando lo puntò nel 1656 su Saturno rimase stupito e perfino emozionato. Ciò che non era riuscito a vedere e a capire Galileo, lui lo vedeva e aveva anche capito; il pianeta era circondato da un sottile, ampio anello, che non toccava in nessun punto il pianeta. Seguì Saturno ogni notte per mesi, e scoprì che possedeva un satellite, che chiamò Titano. Poi nello stesso anno puntando il suo telescopio nel firmamento fece anche un'altra scoperta: la Nebulosa di Orione. Solo nel 1675, Cassini scoprirà che l'anello non era uno solo, ma due. La riga nera della divisione viene ancora oggi chiamata "divisione di Cassini”.
1665 La rotazione dei pianeti
Dal tempo di Galilei i telescopi realizzati dopo di lui avevano decuplicato la loro potenza. Gli astronomi di questi anni, con i nuovi potenti strumenti non vedevano soltanto una nitida pallina luminosa, ma cominciarono a vedere di un pianeta il disco, che osservato scrupolosamente ogni notte, presentava alcune caratteristiche che non erano presenti le notti precedenti. Uno di questi astronomi era il francese nato in Italia Gian Domenico Cassini (1625-1712). Osservando ogni notte Marte e Giove in base a precise misurazioni, riuscì a scoprire e a determinare la velocità di rotazione di entrambi: 24 ore e 40 minuti Marte; 9 ore e 56 minuti Giove. Non vi erano dunque solo "altri mondi" ma questi mondi erano proprio simili alla Terra, erano delle sfere che ruotavano sul proprio asse.
1671 I satelliti di saturno
Gli anelli di Saturno erano stati osservati per la prima volta nel 1656 da Christian Huygens, che aveva scoperto anche uno dei satelliti del pianeta e l’aveva chiamato Titano. Altri quattro satelliti furono scoperti dall’astronomo Gian Domenico Cassini entro il 1671. Cassini chiamò questi satelliti Giapeto, Rea, Dione e Teti. Oggi sappiamo che Saturno ha 17 satelliti in totale. Nel 1675 Cassini scopre che gli anelli di Saturno sono due, e non uno come pensava Huygens. La riga nera che divide i due anelli si chiama ancora oggi “divisione di Cassini”.
1672 La distanza dei pianeti
Sempre Cassini fu determinante per dare ai suoi contemporanei una prima idea della grandezza del sistema solare. Utilizzando il metodo delle parallassi, come aveva fatto Ipparco nel 150 a.c. per misurare la distanza dalla Terra alla Luna, riuscì a stabilire in 140 milioni di chilometri la distanza tra la Terra e il Sole.
1678 Le stelle del sud
A questa data risale la prima compilazione di una carta del cielo che riporta 341 stelle dell’emisfero meridionale. Fino a quella data, solo i navigatori avevavo avuto modo di osservare che dopo il 10°-30° parallelo le stelle visibili in cielo non erano quelle conosciute in Europa. Nell’emisfero meridionale lo zenit non era occupato dalla Stella Polare ma da un gruppo di quattro stelle che i navigatori chiamavano “Croce del Sud”. Fu il giovane astronomo inglese Edmond Halley, lo scopritore della famosa cometa, a compilare questa prima carta del cielo meridionale, durante 2 anni di osservazioni nell’isola di Sant’Elena, nel Pacifico.
1705 Le orbite delle comete
Da quando Newton espose la sua legge di gravitazione universale, molti scienziati cominciarono a pensare che le comete potessero avere delle orbite come i pianeti. Uno tra loro, Halley, cominciò a raccogliere dati su questi corpi celesti. Nel 1682 osservò una cometa e calcolò che sarebbe ricomparsa in cielo nel 1758. Cosa che puntualmente avvenne. Lui non riuscì a rivederla essendo morto 16 anni prima, ma gli astronomi che la attendevano le diedero il suo nome. Per un certo tempo si credette che la cometa di Halley fosse l’astro descritto nei Vangeli che annunciava la natività di Cristo; oggi sappiamo che non è così, perché la cometa di Halley secondo i calcoli era apparsa nel 66 A.C. ed era tornata solo nel 10 D.C.
1715 Le eclissi solari
Nei tempi passati le eclissi erano considerate portatrici di sventure e seminavano il panico, anche se alcuni scienziati come Talete avevano scoperto che si trattava di fenomeni ciclici. Fu il solito Halley che riuscì a prevedere un’eclisse di sole, dichiarando che si sarebbe verificata il 22 Aprile 1715 in Gran Bretagna e in alcune parti dell’Europa.
1718 Il moto delle stelle
L’opinione comune era che le stelle fossero fisse nella volta celeste, e che solo i pianeti si muovessero. Halley riuscì a confutare anche questa teoria. Studiando i testi astronomici antichi scoprì che alcune stelle non venivano segnalate allo stesso posto in cui si trovavano alla sua epoca. Approfondendo le osservazioni giunse alla conclusione che anche le stelle si muovevano; ovviamente il moto registrato era minimo, a causa della grande distanza.
1755 La galassia
Nei suoi anni giovanili, il filosofo tedesco Immanuel Kant si era interessato di astronomia. Fu lui ad avere l’intuizione che la terra e gli altri pianeti fossero inseriti in un sistema solare, e che questo sistema facesse parte di un conglomerato molto più grande di stelle, a forma di spirale. Intuì che la Via Lattea era un braccio di questa spirale, visto dalla Terra. Prima di lui, Galileo aveva scoperto che oltre la Via Latea c’erano moltissime stelle dalla luce molto fioca; Kant ipotizzò che alcune di queste stelle potessero essere altre galassie. La sua intuizione si rivelò esatta. Nel 1796 venne formulata la teoria cosmogonia di Laplace, secondo la quale il sistema solare era in origine una nebulosa in rotazione. L’ipotesi verrà dimostrata scientificamente solo un secolo e mezzo dopo.
1771 Le nebulose
Charles Messier (1730-1817) era un astronomo francese dedito alla caccia delle comete: sperava di diventare famoso come Halley scoprendone qualcuna. Per individuarle cominciò a osservare ogni bagliore del cielo, riportare la sua posizione su delle tavole e seguirne i movimenti. Alla fine aveva segnato sulle tavole 110 oggetti indistinti, che però non si muovevano e quindi non erano comete. Nessuno sapeva di cosa si trattava, e gli astronomi li chiamavano gli “Oggetti di Messier”. Con l’evoluzione dei telescopi, questi oggetti furono osservati meglio e risultarono essere conglomerati di stelle, ossia galassie. Inconsapevolmente, Messier aveva registrato 110 galassie esterne alla Via Lattea e ancora oggi gli “oggetti di Messier” sono catalogati secondo i dati dell’astronomo francese, in tavole con le coordinate, il tipo, la declinazione e la magnitudo, da 1 a110 in ordine cronologico.
1781 Urano, nettuno, plutone
Il tedesco William Herschell (1738-1822) è un suonatore di oboe che parte per l’Inghilterra alla ricerca di fortuna. Suonando nella cappella di Bath conosce il dottor Miller, che lo ospita a casa sua. Herschell rimane affascinato dalla biblioteca del suo protettore, ricca di opere scientifiche, di matematica e di astronomia. Si appassiona allo studio delle stelle e comincia a costruire un telescopio nelle ore libere, dopo aver suonato per 8 ore di fila. Il telescopio di Herschell è di una grandezza mai vista a quell’epoca: ha una lente del diametro di un metro e mezzo. Nella notte del 31 marzo 1781, Herschell s'imbatte in un punto luminoso molto fioco, che non somiglia a una stella ma più a una pallina. Segue il puntino per molti giorni, finché si rende conto che presenta una lentissima orbita circolare: ha scoperto un pianeta, il settimo pianeta del sistema solare, che viene chiamato Urano. Una scoperta sensazionale, perché fino ad allora Saturno era considerato il pianeta più lontano dal sole. Improvvisamente il sistema solare raddoppiava le sue dimensioni, visto che Urano è lontanissimo da Saturno. La scoperta di Herschell accrebbe la convinzione che dovessero esserci altri pianeti, e che gli antichi non li avevano scoperti a causa della mancanza di telescopi adatti. Nel1846 J. Galle scopre Nettuno; Plutone viene scoperto da C. Tombaugh nel 1930.
Le stelle doppie
Un sistema solare è detto “binario” quando presenta due stelle che rivolvono entrambe intorno al comune centro di massa. Fu Herschell a scoprire l’esistenza delle stelle doppie o binarie, studiando la parallasse stellare. Fino ad allora, gli astronomi erano convinti che due stelle vicine lo erano solo apparentemente, perché si vedevano una sovrapposta all’altra. Herschell scoprì invece che alcune stelle vivevano in coppia calcolandone l’identica parallasse.
L’astronomia deve essere molto grata a questo astronomo dilettante: tra le altre cose, Herschell scoprì e descrisse 2500 oggetti nebulari, calcolò l’inclinazione di Marte (quasi uguale a quella della Terra) e scoprì le sue calotte polari, intuì addirittura che il sole non emetteva unicamente i raggi visibili ma anche una luce invisibile, quella che oggi conosciamo come infrarosso, e capì che era quella luce invisibile a scaldare la Terra.
1783 L’espansione dell’universo
Herschel non si fermò alle scoperte già ricordate. Studiando il Sole osservò che le altre stelle si muovevano in varie direzioni rispetto ad esso; essendo il sole una stella come le altre, intuì che anche questo non fosse immobile, ma che si muovesse nell’universo.