La Misura del Mondo

Bruno Marano
Dipartimento di Astronomia
Università di Bologna

Presentazione

Il corso sulla "Misura del Mondo" fu tenuto nell'A.A. 2003-4 presso il Collegio Superiore dell'Università di Bologna. È poi stato tenuto, con alcune varianti,  presso il Corso di Laurea in Matematica negli anni successivi.
Sono qui raccolte le schede Powerpoint preparate in supporto al corso, aggiornate e riviste in più occasioni. Esse mancavano, all'inizio, di tante delle parti discorsive sviluppate nel corso “parlato”
. Perciò, nel riordinarle per renderle disponibili in rete, ho creduto utile introdurre testi che integrassero, collegandoli meglio, figure e diagrammi. Nel complesso, le schede mantengono comunque il carattere di uno strumento di supporto al corso, inclusi gli inserimenti fatti nell'imminenza della lezione e le imprecisioni che a volte ne derivano.

L'obiettivo del corso è quello di descrivere la ricerca delle dimensioni del “Mondo”, evoluta insieme al diverso significato che la parola ha assunto nel tempo. La motivazione risiede nel fatto che tale ricerca rappresenta uno dei momenti principali in cui si è sviluppato, almeno in senso laico, il percorso di autoconsapevolezza dell'uomo rispetto alla natura.

Il corso inizia con gli elementi fondamentali di descrizione del cielo e dei suoi moti, come appaiono all'osservatore terrestre. Passa poi alla determinazione delle dimensioni e forma della Terra, fondata completamente, fino a pochi decenni fa, sull'osservazione astronomica. Discussi i “Massimi Sistemi del Mondo” tolemaico e copernicano, i vantaggi logici e pratici  del secondo nella interpretazione dei fatti, e il progresso nella conoscenza della struttura del Sistema Solare dovuta all’introduzione del telescopio, l'analisi si sposta al mondo delle stelle, all' “Universo e Infiniti Mondi” concepiti immediatamente dopo la rimozione della Terra dal centro dell'Universo.  

La definizione della natura e struttura della Galassia, la scoperta degli “Universi isola” e dell'espansione dell'Universo, la possibilità di descriverlo attraverso la relatività generale, fino alla scoperta, nel 1964, della radiazione “fossile”, generata nelle fasi iniziali dell'espansione dell'Universo, completano il corso.

Nella linea degli obiettivi del corso sia presso il Collegio Superiore sia per gli studenti di Matematica, "La Misura del Mondo" si propone di integrare le diverse conoscenze degli studenti in una visione globale. A costo di qualche semplificazione storica (per esempio, si accenna appena alle ipotesi eliocentriche formulate nell'antichità greca), il privilegio è stato posto sulle questioni di metodo. L'evoluzione della percezione dello “spazio” in cui siamo immersi si è sviluppata insieme ad una evoluzione dei metodi di indagine. Non ci si può quindi limitare ad essere descrittivi, ma è necessario adottare un approccio quantitativo in una serie di punti chiave, che qualificano e identificano alcuni momenti di svolta della concezione del “Mondo”. Sulla falsariga di Copernico, che scriveva per i “matematici”, ritenendo di non poter essere capito senza l'uso di opportuni strumenti, il corso richiede, a chi lo segue, uno certo sforzo trasversale rispetto all'usuale separazione delle competenze. Per fare un caso, l'espansione dell'Universo (lo “spostamento verso il rosso”) non può essere seriamente colta senza una comprensione dell'effetto Doppler. Diversamente si sconfina nella divulgazione, importante ma diversa negli obiettivi rispetto a un corso universitario.

Per effetto di questa scelta il corso si conclude con la scoperta chiave della radiazione fossile dell'Universo. Non affronta questioni recentissime, fondate su una proiezione estrema di conoscenze alla frontiera della fisica e della cosmologia. Esse sono estremamente affascinanti, ma l'approccio sarebbe inevitabilmente risultato, nel contesto,  qualitativo e descrittivo, fino a sconfinare nel favolistico. Mi è parso opportuno non portare, in questo contesto, gli studenti su terreni ancora poco solidi.

Molte delle immagini usate provengono da una varietà di fonti esterne, tra cui la NASA, l'Agenzia Spaziale Europea (ESA), l'Osservatorio Europeo Australe (ESO), la Carnegie Institution (Wash.), diversi siti di Università italiane o estere. Di diverse immagini ho dato credito agli autori. Per diverse, “scaricate” da tempo, non sarei in grado di ricostruire facilmente l'origine. È prassi consolidata che le fonti usate consentano all'uso “no profit” di materiale  per motivi didattici. A tale obiettivo è quindi limitato l'uso di questo materiale.
In vista di un ulteriore utilizzo di queste schede, sarò grato a quanti mi faranno notare errori o mi daranno suggerimenti. Ringrazio sin d'ora Marina Zuccoli, bibliotecaria del Dipartimento, per l'aiuto a reperire alcune fonti, e gli studenti del Collegio che, con commenti e domande, mi hanno spinto ad emendare e integrare queste schede rispetto alla prima versione.
Gennaio 2008

Indice

  1. Moti e coordinate ( file MdM – 1 disponibile nelle due versioni [ppt] [pdf] )
  2. Le  dimensioni della Terra ( file MdM – 2  [ppt] [pdf] )
  3. Oltre al terra ( file MdM – 3  [ppt] [pdf] )
  4. Le distanze nel sistema solare ( file MdM – 4  [ppt] [pdf] )
  5. Oltre il sistema solare (file MdM – 5  [ppt] [pdf] )
  6. Le galassie (file MdM – 6  [ppt] [pdf] )
  7. Età e dimensioni dell'Universo (file MdM – 7  [ppt] [pdf] )

Bibliografia