Giovanni Keplero: vita, scoperte e leggi astronomiche rivoluzionarie

Giovanni Keplero (in originale Johannes Kepler ) è nato il 27 dicembre 1571 a Weil der Stadt

(Germania) e morto il 15 novembre 1630 a Ratisbona (Germania). Era un astronomo e matematico. Egli è conosciuto in tutto il mondo per aver scoperto empiricamente il movimento dei pianeti postulando delle leggi che appunto si chiamano “leggi di Keplero“

La sua vita

Formazione e primi anni

I genitori di Keplero decisero che egli sarebbe diventato un ecclesiastico. Infatti, nel 1584 entrò nel seminario di Adelberg, poi in quello superiore a Maulbronn. Nel 1588 cominciò i suoi studi alla Università di Tubinga dove studiò etica, dialettica, greco, ebraico, astronomia e fisica (dal 1592 anche teologia). In questa Università insegnavano seguaci del Copernicanesimo, tra questi Michael Maetslin che lo convinse della validità delle teorie di Niccolò Copernico da cui poi prese spunto.

Carriera e prime opere

Nel 1594 Keplero abbandonò gli studi e viene nominato sacerdote. Accetta anche però il compito di insegnare alla scuola Evangelistica di Graz (Austria). Poi divenne matematico negli stati di Stiria. Gli altri compiti che svolgeva erano quelli di redigere carte astrali e fare previsioni astrologiche. Gli capitò di prevedere un inverno molto rigido, le rivolte contadine e la guerra contro i Turchi. Nel 1597 sposò Barbara Mùhleckche morì nel 1611. Sempre nel 1517 Keplero pubblicò la sua prima opera : il Mysterium Cosmographium dove accennò una prima descrizione dell’Universo Nel 1599 Brahe gli offrì un posto di lavoro che Keplero accettò

Scoperte astronomiche

Nel 1601 dopo la morte di Brahe, ne divenne successore diventando così matematico e astronomo imperiale a Praga. Nel 1604 osservò una supernova che ancora oggi è nota come stella di Keplero. Le basi per le sue scoperte astronomiche furono gettate nel 1609 dopo che aveva pubblicato le prime due leggi. Dopo la morte dell’imperatore Rodolfo II, il suo successore ha permesso a Keplero di ricoprire la carica di matematico territoriale a Linz, portando però avanti la Tabulae Rodolphine (seconda legge).

Quali sono le leggi di Keplero?

Le tre leggi di Keplero, che descrivono matematicamente il moto dei pianeti attorno al Sole secondo orbite ellittiche. Keplero non arrivò a spiegare la causa del moto dei pianeti, ma ciò nulla toglie alla sua geniale intuizione, tenuto anche conto che a quei tempi il moto era considerato una caratteristica intrinseca dei corpi, per cui non se ne cercavano la cause, ma ci si limitava alla sua descrizione.

Keplero, in altre parole, intuì che il Sole esercitava sui pianeti un'azione che li vincolava alle loro orbite, ma non si chiese di che natura fosse tale forza. In ogni caso, le tre leggi di Keplero rappresentano un risultato fondamentale per la storia della meccanica celeste e furono la base degli studi successivi di Newton (che pervenne invece alla descrizione delle cause che determinano il moto dei pianeti e riconobbe nella gravitazione universale la legge che regola il moto di tutti i corpi nell'Universo).

Descrizione delle leggi

La prima legge di Keplero afferma che i pianeti ruotano attorno al Sole seguendo orbite ellittiche, di cui il Sole occupa uno dei fuochi. L'ellisse è una figura geometrica bidimensionale, paragonabile a un cerchio schiacciato, formata dai punti di un piano le cui distanze da due punti fissi, detti fuochi, hanno somma costante. Le orbite ellittiche dei pianeti sono ellissi poco schiacciate, vicine alla circonferenza.

La seconda legge di Keplero afferma che il raggio vettore che congiunge un pianeta al Sole spazza aree uguali in tempi uguali. I pianeti non si muovono sulla loro orbita con velocità costante; un pianeta è più veloce quanto più è vicino al Sole (al perielio) e più lento quanto più è lontano dal Sole (all'afelio).

La terza legge di Keplero afferma che il quadrato del periodo di rivoluzione di un pianeta attorno al Sole è proporzionale al cubo della sua distanza media dal Sole. I pianeti più vicini al Sole hanno periodi di rivoluzione più brevi dei pianeti più esterni. L'"anno" di Giove per esempio, che è più distante della Terra dal Sole, dura 11,862 anni, mentre quello di Venere, più vicina di noi al Sole, è di 0,615 anni. La terza legge di Keplero (formulata nel 1618, 15 anni dopo le precedenti) si può così esprimere matematicamente (T è il periodo di rivoluzione e R è la distanza tra il pianeta e il Sole)

La terza legge e ultimi anni

Il 15 maggio 1618 Keplero scoprì la terza legge che rese nota nell’anno dopo nell’opera Harmonices mundi. Nell’agosto 1620 la mamma di Keplero venne arrestata con l’accusa di stregoneria e liberata solo un’anno e mezzo dopo. All’età di 58 anni lo scienziato in disgrazia e povertà morì a Ratisbona dove venne sepolto. Dopo la Guerra dei Trent’anni il suo corpo fu perso, ma la bara rimane ancora oggi e su di essa c’è scritto “Mensum eram coelos, nunc terrae metior umbras. Mens coelestis erat, corporis umbra iacet “ . Tradotto: "Misuravo i cieli, ora fisso le ombre della terra. La mente era nella volta celeste, ora il corpo giace sull’oscurità".