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Tycho Brahe

Nessun astronomo prima dell’avvento del telescopio può essere paragonato al danese Tycho Brahe per la quantità e precisione delle osservazioni astronomiche. Di particolare importanza per gli sviluppi dell’astronomia sono le sue oservazioni dei moti della Luna, di Marte, della supernova del 1572 e della cometa del 1577. Brahe è convinto della superiorità del sistema di Copernico rispetto a quello di Tolomeo per la maggior accuratezza, precisione e ordine del primo rispetto al secondo, ma non è sisposto ad accettare i moti della Terra. È autore di un sistema geo-eliocentrico, che ha larga diffusione nel Seicento.

Osservare i cieli

Membro di una delle più potenti famiglie della nobiltà danese, a tredici anni Tycho Brahe (1546-1601) si immatricola all’università luterana di Copenaghen e si dedica a studi di astronomia e astrologia. A sedici anni intraprende un viaggio di formazione in Germania, durante il quale incontra Pietro Ramo, che lo incoraggia a compiere osservazioni astronomiche. In questi anni comincia ad acquistare, progettare e costruire strumenti astronomici, che formeranno la sua straordinaria collezione. Studia a Wittenberg, Lipsia e a Rostock; qui perde una parte del naso in un duello – probabilmente dopo una disputa su questioni di matematica. Torna in patria nel 1570 e si stabilisce nell’abbazia di Herrevad (nella Scania, allora parte del Regno di Danimarca), dove svolge accurate osservazioni astronomiche; studia l’alchimia e costruisce un laboratorio. L’11 novembre 1572 osserva una nuova luce molto brillante nella costellazione di Cassiopea, mai vista precedentemente. Le sue osservazioni lo convincono che si tratti di un fenomeno celeste, da collocare tra le stelle, ma non in movimento come ipotizzano altri astronomi. Tycho l’interpreta come una nuova stella, che però dopo alcune settimane scompare (oggi sappiamo che era una supernova). Pubblica le osservazioni nella sua prima opera a stampa, il De nova stella (1573), che lo rende famoso in tutta Europa. L’interpretazione del fenomeno sostenuta da Tycho è incompatibile con la filosofia aristotelica, secondo la quale i cieli erano immutabili e quindi nessun corpo celeste poteva generarsi o scomparire. Tycho ritiene che la nuova stella sia formata di materia celeste come le altre stelle, ma non ha la stessa perfezione delle altre di durata permanente, spiegando così la rapida dissoluzione. Il fenomeno non è solo oggetto di studi astronomici: Tycho la interpreta come un segno di nuovi disordini in procinto di verificarsi nell’Europa del Nord. Anche l’osservazione della cometa del 1577 è interpretata da Tycho come un corpo celeste, non un fenomeno del mondo sublunare (come voleva la teoria aristotelica). La cometa, come la stella nuova, è per Tycho un evento prodigioso, da decifrare per mezzo dell’astrologia e da interpretare in chiave escatologica. Adotta la visione della natura di Paracelso, fondata sulle corrispondenze tra fenomeni celesti e terrestri, ma non risparmia critiche agli astrologi. Come gran parte dei suoi contemporanei, crede nelle influenze dei corpi celesti sui corpi terrestri e fa oroscopi.

Nel 1575 visita il langravio d’Assia Guglielmo IV, anch’egli dedito a osservazioni astronomiche. L’anno seguente, il re di Danimarca Federico II gli garantisce una pensione e gli dà in feudo l’isola di Hven, nello stretto del Sund. Qui Tycho costruisce un vero e proprio centro di ricerca, che chiama Uraniborg (castello dei cieli). A Uraniborg, dove lavorano qualificati assistenti provenienti da differenti Paesi europei, vi è un osservatorio astronomico, una biblioteca, un laboratorio chimico. L’astronomo danese dispone di numerosi strumenti astronomici (torquetum, sfere armillari, astrolabi, quadranti e sestanti), di un magnifico globo celeste di bronzo (di 1,5 m di diametro), di mappe del cielo, di orologi. Uraniborg è anche un’attrattiva: è visitata da uomini di scienza, nobili e da Giacomo VI di Scozia. Sempre a Hven, Tycho costruisce una cartiera e una stamperia e, nel 1584, un secondo osservatorio, Stjerneborg (castello delle stelle), su vari livelli, alcuni dei quali sottoterra per conservare gli strumenti. Alla morte di Federico II, sale al trono Cristiano IV i cui rapporti con Tycho si fanno subito difficili, cosicché nel 1597 l’astronomo lascia la Danimarca per Amburgo, dove pubblica Mechanica (1597), che contiene una descrizione dei suoi strumenti. Nel 1599 si stabilisce a Praga, alla corte di Rodolfo II. A Benatky, presso Praga, costruisce un osservatorio, dove lavora per due anni (fino alla morte, sopraggiunta nel 1601). Nel 1600 Keplero lo raggiunge a Praga e lì inizia a lavorare sulle apparenti anomalie dei moti di Marte osservate da Tycho.

Arthur Koestler

L’osservatorio di Tycho Brahe
L’osservatorio di Tycho Brahe

Uraniborg, l’osservatorio, costruito da un architetto tedesco in base alle direttive del signore, fu il simbolo del carattere di Tycho: la meticolosa precisione si combinava con una fantasiosa stravaganza. Era una specie di fortezza che, sembra, “fece epoca nella storia dell’architettura” e che, a quanto mostrano le incisioni, assomiglia piuttosto ad un incrocio tra il Palazzo Vecchio e il Kremlino, con una facciata rinascimentale sormontata da una cupola a forma di cipolla, con ai fianchi torri cilindriche dal tetto mobile per riparare gli strumenti e circondata da gallerie ornate da pendole, quadranti solari, globi e figure allegoriche. Il sottosuolo ospitava una stamperia e una cartiera per alimentarla, un laboratorio d’alchimia e una prigione per i contadini recalcitranti. Tycho aveva anche la sua farmacia, le sue garenne e i suoi vivai; gli mancava solo il suo alce addomesticato. Gli era ben stato inviato dalle sue terre, però non era mai arrivato. Nel corso della notte trascorsa durante il viaggio nel castello di Landskroner, l’alce salì ad esplorare il primo piano, trovò della birra e ne bevve una quantità tale che scendendo cadde, si ruppe una gamba e morì.

Nella biblioteca troneggiava il grande globo celeste, del diametro di m. 1,60, tutto in bronzo, su cui, una ad una, andarono ad incidersi le stelle fisse via via che la loro posizione veniva correttamente ristabilita da Tycho e dai suoi assistenti, che rifacevano la carta del cielo; questo globo era costato cinquemila talleri, l’equivalente di ottant’anni di salario di Keplero. Nel gabinetto di sud est, l’arco di bronzo del più grande quadrante di Tycho – m. 4,60 di diametro – era fissato al muro e delimitava un affresco raffigurante l’astronomo circondato dai suoi strumenti. In seguito Tycho affiancò a Uraniborg un altro osservatorio, Stjoerneborg, “Stellacivita”, sotterraneo questa volta, per proteggere gli strumenti dal vento e da qualsiasi vibrazione: dal suolo emergevano soltanto i tetti a cupola in modo che “dalle viscere della terra indicava il cammino delle stelle e della gloria di Dio”. I due edifici erano pieni di apparecchi e di automi, ad esempio delle statue girevoli con meccanismi nascosti; un sistema di comunicazione permetteva al signore di suonare dei campanelli nelle camere le più distanti dei suoi assistenti e ciò induceva i suoi visitatori a credere che li chiamasse per magia. Questi visitatori formavano del resto una processione incessante: scienziati, cortigiani, principi, teste coronate, come ad esempio Giacomo VI di Scozia (...).

A. Koestler, I sonnambuli. Storia delle concezioni dell’universo, Milano, Jaca Book, 1990

Né con Tolomeo, né con Copernico

Tutta l’opera astronomica di Brahe si caratterizza per lo sforzo di ottenere la maggior precisione possibile nelle osservazioni astronomiche. Nello studio dei moti della Luna, utilizzando i calcoli di Copernico, scopre che i moti lunari hanno velocità variabile – un’osservazione incompatibile con il principio dell’uniformità dei moti celesti. Ma Tycho non propone alcun modello per rendere conto di questa anomalia. Nel 1588 pubblica il proprio sistema del mondo, che sostitusce quello tolemaico e diviene la più popolare concezione cosmologica basata sulla centralità e immobilità della Terra. Tycho riconosce la superiorità del sistema copernicano rispetto a quello tolemaico, in particolare l’ordine e l’armonia che esso introduce, nonché l’elegante soluzione del problema delle anomalie dei moti planetari. Non è però disposto ad accettare l’idea che la Terra, corpo grave e inerte, sia in moto, poiché ciò è incompatibile con la fisica aristotelica, che egli non mette in discussione. Il rifiuto di accettare i moti della Terra si basa anche su osservazioni astronomiche. Non avendo osservato alcun moto apparente delle stelle (parallasse annua), che invece si sarebbe dovuto osservare se la Terra fosse stata in moto intorno al Sole, conclude che la Terra è immobile. Se così non fosse, la distanza delle stelle dal pianeta più lontano sarebbe dovuta essere enorme e la loro dimensione molto maggiore di quella accettata, affinché potessero essere visibili. Infine, Tycho ritiene che il moto della Terra sia incompatibile con quanto è scritto nella Bibbia, in cui si suppone il moto del Sole, non della Terra. Queste sono le principali ragioni con cui Tycho rifiuta la teoria geocinetica di Copernico. Ma l’astronomo danese non rinuncia ad alcuni dei vantaggi del sistema eliocentrico. Nel sistema di Tycho la Terra è ferma al centro dell’universo ed è il centro delle orbite della Luna e del Sole, come pure della sfera delle stelle fisse che ruotano intorno a essa ogni ventiquattr’ore, trascinando con sé tutti i pianeti. Il Sole è invece il centro delle orbite dei pianeti, il che comporta che l’orbita di Marte intorno al Sole e quella del Sole intorno alla Terra si intersecano. Tycho può ammettere ciò poiché ha reinterpretato le orbite come linee immaginarie. Brahe infatti nega l’esistenza delle sfere celesti solide, conclusione cui prima di lui era giunto Ioannes Pena (1528-1558), professore di matematica al Collège Royal di Parigi. L’argomento di Tycho si fonda sul moto della cometa: la cometa del 1577 ha infatti attraversato le orbite planetarie senza incontrare ostacoli. L’esistenza di orbi solidi è negata, su basi puramente filosofiche, anche dal filosofo platonico Francesco Patrizi da Cherso (1529-1597) nella Pancosmia (1591), dove afferma che i cieli sono fluidi e gli astri si muovono in essi liberamente. Il termine orbs (sfera) acquista così il significato di orbita, traiettoria circolare. Abolite le sfere celesti, si pone però il problema di individuare la causa dei moti planetari – questione cui fornirà una risposta Keplero.

Arthur Koestler

La nuova stella

La sera dell’11 novembre 1572 Tycho Brahe usciva dal laboratorio di Steen e tornava a casa per cena quando, alzando gli occhi al cielo, scorse una stella, ancor più brillante di Venere, in un punto in cui prima non c’era nessuna stella. Il luogo in cui si trovava era un po’ a nord ovest di Cassiopea la cui ben nota costellazione a forma di W si trovava in quel momento vicina allo zenith. Si trattava di un’apparizione talmente fantastica che Tycho non credette, letteralmente, ai propri occhi; chiamò dei valletti, poi parecchi contadini, a confermare il fatto che effettivamente c’era là una stella in un punto in cui non ce ne sarebbe dovuta essere nessuna. Questa stella era senza dubbio lì ed era talmente brillante che l’indomani la gente dalla vista buona la vide in pieno giorno. E rimase nello stesso posto per diciotto mesi.

Altri astronomi l’avevano scorta nei primi giorni di novembre. In quel momento era al massimo della sua luminosità; in dicembre cominciò a impallidire un po’ per volta, tuttavia solo il secondo anno, alla fine del mese di marzo cessò di essere visibile. Era qualcosa di assolutamente inaudito, almeno dall’anno 125 avanti Cristo, perché in quell’anno, secondo il secondo libro della Storia Naturale di Plinio, Ipparco aveva visto apparire in cielo una stella sconosciuta.

La straordinaria importanza dell’avvenimento veniva dal fatto che era in contraddizione con la dottrina (di Aristotele, di Platone e del cristianesimo), la fondamentale dottrina secondo cui ogni cambiamento, ogni generazione, ogni corruzione erano confinati nelle immediate vicinanze della Terra, nel mondo sublunare, mentre lassù l’ottava sfera, quella della stelle fisse, rimaneva immobile fin dalla creazione. L’unica eccezione nota era quella stella di Ipparco; da allora, tuttavia, era passato un sacco di tempo e ce la si poteva cavare pensando che Ipparco aveva in realtà scorto una cometa, fenomeno atmosferico, si diceva, tipico della regione sublunare.

Orbene, ciò che distingue una stella da un pianeta, da una cometa o da una meteora è il fatto che è fissa: all’infuori della sua quotidiana partecipazione alla rivoluzione del firmamento, non si muove. Quel bell’uovo di cuculo era appena comparso sulla cima della W celeste, eclissandone gli astri legittimi, che nell’Europa intera gli scienziati cercarono febbrilmente di vedere se si muoveva o se era immobile. Nel primo caso non era una vera stella e la dottrina era salva; nel caso contrario si doveva ripensare il mondo.

Maestlin a Tubinga, astronomo rispettabile, ma che tuttavia non possedeva il benché minimo strumento, prese un filo e lo tenne a braccia distese in modo da vederlo passare per il nuovo astro e per due stelle fisse. Parecchie ore dopo le tre stelle si trovavano sempre sulla stessa linea: Maestlin concluse che la nuova stella non si muoveva. Thomas Digges in Inghilterra usò lo stesso metodo giungendo ad identico risultato; altri videro uno spostamento, leggerissimo, evidentemente dovuto agli errori dei loro strumenti inadeguati. Per Tycho Brahe era l’occasione di dar prova di sé. Aveva appena terminato un nuovo apparecchio: un sestante a braccio di m. 1,70 con cerniera di bronzo, munito di un rapportatore di metallo graduato in minuti e, grande novità, una tavola cifrata destinata a correggere gli errori dello strumento. Era un vero cannone, a paragone delle fionde e delle catapulte dei suoi confratelli. Il risultato delle sue osservazioni non lasciava adito ad equivoci: la stella era immobile.

A. Koestler, I sonnambuli. Storia delle concezioni dell’universo, Milano, Jaca Book, 1990


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