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1609-2009 L’Universo di Galileo, l’Universo oggi

Galileo Galilei, matematico pisano, è tornato a Pisa, per un giorno, il 29 ottobre scorso. È tornato a rivivere nella giornata che docenti e ricercatori hanno dedicato alle scoperte che egli annunciò al mondo nel Sidereus Nuncius, pubblicato a Venezia nel marzo 1610; Galileo è stato ricordato non solo per l’impulso rivoluzionario che ha dato allo sviluppo della scienza, ma anche per le conseguenze che da esso derivarono nella concezione del cosmo, e per lo straordinario orizzonte che egli aprì all’umanità intera, mostrando che, con strumenti nuovi, le “sensate esperienze” potevano estendere i limiti della conoscenza della natura. Ma non si è parlato solamente di Galileo e delle sue scoperte astronomiche.

L’ intensa giornata ha visto l’alternarsi di quattro lezioni e quattro seminari, e dopo un tentativo di ripetere le osservazioni galileiane di Giove e della Luna, purtroppo fallito a causa di un tempo beffardo, è terminata la sera con la proiezione del documentario “Fantasmi nel cielo. Le comete: storia e scienza”. Lo scopo che si erano prefissi gli organizzatori del dipartimento di Fisica e dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare era quello di mettere in evidenza il profondo legame ideale che esiste tra le scoperte e l’insegnamento di Galileo, agli inizi del ’600, e il lavoro che oggi, 400 anni dopo, migliaia di scienziati nel mondo svolgono alla continua ricerca di nuove conoscenze sulla natura dell’universo; come si è potuto vedere nel pomeriggio, quando sono stati presentati i più recenti risultati nel campo dell’astrofisica osservativa, raccolti ed elaborati da gruppi di ricerca che vedono coinvolti molti ricercatori pisani.
Un ritorno di Galileo in un’aula della città dove fu studente e docente quindi, ma che non sarebbe stato pienamente realizzato senza un’accoglienza adeguata, come invece ha dimostrato il pubblico partecipe ai vari momenti della giornata. Erano infatti oltre duecento le presenze alle lezioni a carattere divulgativo tenute la mattina, a dimostrazione della curiosità e dell’interesse che suscitano l’opera ed il pensiero di Galileo; mentre circa ottanta tra ricercatori e studenti hanno seguito nel pomeriggio i seminari di scienza tesi ad illustrare i più recenti risultati della ricerca.
È stata al massimo livello la presenza di autorità accademiche e cittadine che hanno portato il loro saluto ai presenti. Per la città, il sindaco Marco Filippeschi ha ricordato le recenti iniziative che Pisa ha dedicato a Galileo; ma soprattutto ha potuto annunciare le future attività che trasformeranno le numerose, sporadiche iniziative nel campo della educazione scientifica in una struttura articolata e permanente, la Cittadella Galileiana, destinata ad offrire ai visitatori molti percorsi nel mondo della scienza, sempre nel ricordo e con l’esempio dello scienziato pisano.
I saluti del professor Umberto Mura, preside della facoltà di Scienze matematiche, fisiche e naturali che ha ospitato la manifestazione, hanno messo in evidenza come qualunque argomento di scienza, a Pisa in particolare, riporti la memoria all’opera di Galileo e come si possa far leva su questa tradizione per proporre ai giovani che si affacciano agli studi universitari una scelta tra i numerosi indirizzi offerti anche dalla facoltà. Il professor Peruzzi, presidente del comitato “Pianeta Galileo”, iniziativa della Regione Toscana, ha ricordato il legame che esiste con tutte le altre iniziative che da anni, con metodo e sempre maggior successo, la Regione sta diffondendo in modo capillare su tutto il territorio, con particolare attenzione, naturalmente, al mondo della scuola. Il professor Bedeschi, dell’INFN di Pisa, ha ricordato che questa manifestazione è stata sostenuta anche dalla presidenza dell’Istituto, che è preposto per fondazione alla ricerca delle leggi di natura che determinano la struttura del mondo come lo percepiamo. Niente di più vicino al lavoro di Galileo: costruire strumenti e teorie per spiegare i misteri del mondo che sta intorno a noi, anche se invisibile ai nostri sensi, o perché troppo piccolo o perché troppo lontano.
Infine, il saluto affettuoso che è stato portato dalla professoressa Lucia Tomasi Tongiorgi, che, anche a nome del rettore, ha ripercorso le molte tappe che hanno distinto le celebrazioni in ricordo di Galileo all’Università di Pisa, che fu anche la sua Università, come docente di Matematica dal 1587 al 1592.
Galileo Galilei ha contribuito come pochi altri a cambiare la visione della natura e delle sue leggi, sia con l’introduzione di nuovi strumenti, alcuni vere e proprie rivoluzioni tecnologiche, sia con il continuo sforzo di procedere mediante l’applicazione del metodo sperimentale. Metodo che all’inizio era solo una bozza ancora non compiutamente elaborata di una moderna epistemologia, ma che oggi viene universalmente accettata come base di ogni passo del progresso scientifico.
Si potrebbe affermare che l’idea di scienza come motore del progresso comincia a formarsi proprio con Galileo, non solo attraverso l’applicazione sistematica di un metodo innovativo, ma anche con la sua costante, fiera opposizione a quelli che egli chiamava “Filosofi in libris”, che egli accusava di riprodurre un sapere chiuso, sempre uguale a se stesso. 11
Una discussione su un tema di scienza o di filosofia non poteva seguire la stessa procedura di una disputa in tribunale, fatta di dotte citazioni da vecchi saggi o forzate interpretazioni del pensiero dei grandi del passato. Questo è un altro debito che la nostra cultura ha nei confronti di Galileo.
Ritornando alla giornata del 29 ottobre, va detto che nell’Aula Magna della facoltà di Scienze MFN si è colto un intenso senso di partecipazione, di curiosità, di ammirazione per i contributi dei vari relatori, tutti ricchi di spunti e di contenuti, seppure tenuti con stili molto diversi tra loro. Quindi un grazie sincero innanzitutto agli ospiti, professor Francesco Palla, direttore dell’Osservatorio di Arcetri, e professor Giovanni Bignami, della Scuola Superiore IUISS di Pavia; ma naturalmente grazie anche ai professori Steven Shore, Paolo Rossi e Vincenzo Cavasinni, del dipartimento di Fisica della nostra Università che hanno tenuto tre lezioni intense e molto seguite.

Un momento della Giornata dedicata a Galileo

Un momento della Giornata dedicata a Galileo

Un ringraziamento particolare ai nostri giovani ricercatori dell’INFN, Giancarlo Cella, Antonio Stamerra e Luca Latronico che da anni lavorano, assieme a molti altri scienziati, a raccogliere ed elaborare nuove conoscenze sulla struttura e la dinamica dell’Universo, e che in parte sono state presentate nei tre seminari.
Ben difficilmente dalle novità che abbiamo sentito ci possiamo aspettare cambiamenti nella visione dell’universo così profondi quali furono quelli che Galileo annunciò, prima nel Sidereus Nuncius e quindi con le scoperte degli anni successivi. La scienza oggi ha fatto e continua a fare grandi balzi in avanti attraverso scoperte, a volte di rilevanza scientifica straordinaria, ma tuttavia meno appariscenti e talvolta meno comprensibili di quelle che videro come protagonista lo scienziato Galileo.
Questo è un altro motivo per cui giornate come quella che stiamo ricordando vanno costruite e proposte ad un vasto pubblico; proprio per “ricordare” e “spiegare” come le conquiste di ieri costituiscano oggi i fondamenti della nostra cultura, e come le scoperte di oggi possano forse contribuire domani a modificare alcuni paradigmi della scienza.
Purtroppo l’iniziativa degli organizzatori avrebbe meritato una maggiore fortuna per quanto riguarda le condizioni atmosferiche che hanno impedito una pur minima osservazione del cielo durante l’ora che una sessantina di coraggiosi ha trascorso sulla terrazza dell’Edificio C del complesso ex-Marzotto. Tuttavia, riteniamo che sia stato istruttivo per tutti i presenti vedere come è organizzata una osservazione della volta celeste, in questo caso utilizzando tre telescopi di media potenza. Grazie quindi al professor Umberto Penco che ha coordinato l’osservazione.
Malgrado l’ora tarda, la successiva proiezione del film “Fantasmi del cielo. Le comete: storia e scienza”, del regista pisano Stefano Nannipieri, è stata seguita da una folta schiera di persone.
Il film è stato realizzato per conto della Limonaia-ScienzaViva e con la supervisione scientifica dei professori Bruno Barsella e Steven Shore. Gli elementi che hanno reso interessante la visione del documentario sono stati il suo linguaggio spigliato, il rigore scientifico e la presenza di interviste a scienziati illustri, che hanno raccontato come queste strane ed errabonde apparizioni nel cielo, in realtà rappresentino una fonte preziosa di informazioni sulla natura e sull’origine del Sistema solare. E la luna che è apparsa ai partecipanti all’uscita dalla proiezione, splendente in un cielo divenuto ormai terso, è stata accolta piuttosto che come scherzo della sorte, come un buon presagio per un appuntamento futuro!
Tra le lezioni della mattina, abbiamo scelto di descriverne brevemente due per testimoniare la ricchezza di contenuti che sono stati proposti e per stimolare ulteriori letture di approfondimento.
Galileo fu il primo ad osservare il cielo, e per esso la natura, oltre l’orizzonte limitato dei sensi; e anche per questo egli ha un posto tra i maggiori scienziati di sempre. Non fu però il primo ad immaginare un mondo diverso da quello accettato, solido e meccanico, che era divenuto da secoli il patrimonio non discutibile della conoscenza agli inizi del ’600. Il professor Paolo Rossi, direttore del dipartimento di Fisica, nella sua lezione ha voluto ricordare anche altri pensatori, figure cruciali nello sviluppo del pensiero, che hanno osato prima dubitare, e quindi costruire modelli diversi.
Giordano Bruno e Tommaso Campanella, in particolare, sono stati ricordati come anticipatori dei nuovi scenari che Galileo descrisse dopo attente e precise osservazioni. Forse, senza la fantasia di chi seppe abbandonare rigidi schemi, anche le più precise osservazioni avrebbero costituito solamente materiale da archivio e non una nuova base per la conoscenza. Il professor Rossi, tra l’altro, ha ricordato un aspetto cruciale, una proprietà dell’universo portata al centro del dibattito filosofico da Giordano Bruno, e cioè se il mondo fosse finito o si dovesse immaginarlo infinito. Questione certamente complessa, addirittura attuale, e difficile da affrontare a quel tempo, soprattutto senza gli strumenti che solo da Galileo in poi contribuirono a risolvere problemi che sarebbero rimasti altrimenti sterili e astratti; ma questione anche delicata per le implicazioni che sorgevano verso le Scritture e la Teologia. Non solo il pensiero di Bruno, e di Cusano prima, è stato portato dal professor Rossi a testimonianza del clima storico e culturale nel quale visse Galileo, ma anche il tragico esempio della sua fine, condannato al rogo per eresia il 17 febbraio del 1600. Risuonano quindi sotto un’altra luce le parole che Galileo, ormai settantenne, pronuncia dopo la conclusione del processo che lo vede condannato, proprio grazie all’abiura, “solamente” al carcere a vita: “con cuor sincero e fede non finta abiuro, maledico e detesto li sudetti errori”. Era l’anno 1633, e la decisione del Tribunale dell’Inquisizione venne presa per aver diffuso nel Dialogo sopra i due Massimi Sistemi del Mondo, le teorie che Copernico aveva formulato nel De Rivolutionibus Orbium Celestium, quasi un secolo prima, nel 1543.

Un ritratto dello scienziato pisano

Un ritratto dello scienziato pisano

Una considerazione si può fare, forse, sull’improvvisa necessità della Chiesa di mettere al bando, nel 1616, un’opera in fondo ormai tranquillamente superata se non altro dalle opere di Keplero. Questo avviene nel momento in cui da essa traggono spunto e costruiscono riferimenti nuovi pensatori, con il conseguente pericolo per la Chiesa di trovarsi di fronte non ad un caso isolato, bensì ad una rete di nuove conoscenze, ormai non più riducibili all’errore di un singolo individuo. Nuove conoscenze che in seguito al Sidereus Nuncius non appaiono più come astratte congetture, ma come osservazioni provate.
Paolo Rossi ha quindi rimarcato come il clima storico tra ’500 e ’600, tra Riforma e Controriforma, essendo venuta meno quella libertà di pensiero che aveva caratterizzato l’Umanesimo e il Rinascimento, abbia rappresentato un oggettivo impedimento allo sviluppo delle idee, che solamente dal confronto tra liberi pensatori, possono crescere fino a formare un vero e proprio sistema.
Va ricordato che Descartes proprio in quegli anni, esiterà a pubblicare i suoi lavori per il timore diffusosi nel clima alimentato dalla condanna di Galileo, come egli stesso ricorda nel Discouors de la Méthode, nel 1637.
Altri punti sono stati ricordati dal professor Rossi nel descrivere lo sviluppo delle idee alle quali, come Campanella, Copernico, Brahe e Keplero, anche Galileo dette il suo contributo. Questioni. importanti, come la molteplicità dei mondi, il loro disporsi in un sistema ordinato oppure casuale, il significato dello spazio vuoto; ma anche la questione del moto circolare dei pianeti. Keplero nel 1609 aveva già proposto, a partire dallo studio dell’orbita eccentrica di Marte, il moto ellittico per dare conto delle precise effemeridi del pianeta rosso. Ipotesi della quale Galileo non fu mai convinto, non volendo abbandonare l’idea che il moto circolare fosse quello naturale. E non solo per i moti dei pianeti nel cielo, ma anche per i corpi sulla terra.
In effetti qualche incertezza appare ancora molti anni più tardi nel famoso passo del Dialogo, nel quale descrive il principio di relatività in maniera così originale, semplice ed efficace: “Riserratevi con qualche amico nella maggiore stanza che sia sotto coverta di alcun gran navilio, e quivi fate d’aver mosche, farfalle e simili animaletti volanti… fate muover la nave con quanta si voglia velocità; ché (pur che il moto sia uniforme e non fluttuante in qua e in là) voi non riconoscerete una minima mutazione in tutti li nominati effetti, né da alcuno di quelli potrete comprender se la nave cammina o pure sta ferma”.
Galileo richiede solamente che il moto sia “uniforme”, non “anche” rettilineo, dando credito a chi pensa che anche il moto circolare fosse da lui considerato naturale. Newton, con la sua limpida formulazione del principio di inerzia, era ancora lontano.

La scoperta delle stelle
Il professor Francesco Palla, direttore dell’Osservatorio di Arcetri, ha dedicato la sua lezione alle novità che Galileo an¬nunciò su stelle e nebulose; questo argomento potrebbe essere giudicato minore se rapportato alle altre grandi scoperte riportate nel Sidereus Nuncius; e tuttavia, a guardar bene, anticipa di secoli l’importanza che la natura delle stelle e delle nebulose ha assunto nella moderna cosmologia. Attraverso un percorso sospeso tra un’affascinante storia e immagini splendide, abbiamo seguito una conferenza, quasi una fiaba, che ci ha condotto fino ad uno degli scenari più nuovi dell’astronomia: gli eso-pianeti, corpi gassosi o solidi, caldi o freddi, che orbitano intorno a stelle lontane.
Certo, potremmo dire oggi, la migliore prova di una teoria eliocentrica!
Come ha ricordato il professor Palla, Galileo percepisce subito l’importanza delle sue osservazioni sulle stelle e le nebulose, e infatti pone questo argomento tra quelli significativi della sua opera; meno risonanza ha avuto invece sui contemporanei rispetto alle scoperte del “corpo della luna” e soprattutto alla scoperta che Galileo stesso reputa la più significativa: i “Medicea Sidera”, satelliti di Giove.
Nella lezione del professor Palla sono state riportate le numerose osservazioni che Galileo fece e descrisse con ricchezza di particolari, riguardo alle innumerevoli stelle che egli scoprì in cielo, in qualunque direzione puntasse il cannocchiale; in particolare, osservando alcune costellazioni, come Orione ed il Presepe, egli dette una interpretazione completamente nuova delle “nebulae”, fino ad allora pensate come macchie luminose e che certo ponevano problemi di interpretazione rispetto al modello di sfere celesti. Galileo ne dà un resoconto sia descrittivo, tracciando delle mappe di ciò che ha visto per la prima volta, sia con informazioni quantitative, contando e misurando gli ammassi di stelle che scopre essere la vera natura delle “nebulae”. Dalle belle immagini che ci sono state proposte, con il confronto puntuale tra foto attuali e pagine del Sidereus, il professor Palla ha condotto il suo discorso con un contrappunto di citazioni di Galileo, fino ad arrivare alla descrizione dello scenario che oggi abbiamo sulla conoscenza dei sistemi con pianeti in orbita a stelle lontane.
E si scopre, proprio dalle ultime diapositive, che il lavoro di Galileo si rinnova oggi con la rivelazione di una moltitudine di sistemi non dissimili dal nostro; e ancora, come una volta, dobbiamo tutto a strumenti innovativi e nuove metodologie, che sole possono dirimere questioni altrimenti condannate a rimanere tra le pagine di trattati filosofici. Come ad esempio, è stata per secoli l’unicità del nostro sistema solare con la sua peculiarità di ospitare creature viventi, e dotate di intelletto.
Alla fine di un resoconto della giornata del 29 ottobre, certamente incompleto, ma anche appassionato, un ringraziamento particolare va agli studenti delle scuole superiori ed ai loro docenti che hanno partecipato con grande serietà e continua attenzione; questo è stato certamente il compenso migliore per i componenti del comitato organizzatore, che qui ricordiamo: Carlo Bradaschia, Roberto Carosi, Vincenzo Cavasinni, Marco M. Massai, Umberto Penco, Steven Shore, Gloria Spandre, Claudia Tofani, Elena Volterrani.
Erano infatti presenti intere classi provenienti dal liceo scientifico XXV Aprile di Pontedera, dall’ITC di San Miniato, dal liceo scientifico di Forte dei Marmi e dall’ITI di Pisa.
La presenza non certo meno gratificante, infine, è stata quella degli studenti del corso di laurea in Fisica, tra i quali si celano, possiamo esserne certi, molti futuri scienziati, sostenuti oggi nello studio quotidiano dall’amore per la scienza e dalla curiosità di svelare, forse, domani, qualche nuovo mistero della natura.

Marco Maria Massai
docente di Laboratorio di Fisica
massai@pi.infn.it

Gloria Spandre
ricercatrice della sezione INFN Pisa
spandre@pi.infn.it