Astronomia/Capitolo primo/4
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§ IV.
La Terra ruota sopra sè stessa.
18. Si tratta ora di sapere se la Terra, librata com’è nello spazio, stia o non sempre ferma ed immobile allo stesso posto. Osserviamo e riflettiamo. Ecco dei fatti, teniamone calcolo.
Il Sole sorge la mattina, tramonta la sera, e nel tempo che passa fra il suo sorgere e tramontare abbiamo il giorno, in quello che passa fra il suo tramontare e il suo successivo sorgere abbiamo la notte. Questo è indubbiamente l’effetto di un movimento o del Sole o della Terra. Vediamo se dell’uno o dell’altra.
Noi assistiamo coi nostri proprii occhi al sorgere e al tramontar del Sole; noi vediamo il Sole sorgere a levante, salire sull’orizzonte, raggiungere sovr’esso un’altezza massima, discendere in seguito verso esso, tramontare a ponente, descrivendo in cielo un grande arco che si appoggia, per modo di dire, a due punti quasi opposti di quel circolo che si è chiamato orizzonte e che limita la superficie visibile della campagna; lo stesso vediam fare la Luna, e di notte le stelle pure vediamo sorgere, innalzarsi sull’orizzonte, abbassarsi ver esso, tramontare. Tutti i corpi del cielo sorgono in un punto dell’orizzonte, tramontano in un punto opposto; il tempo che impiegano a sorgere, tramontare e successivamente risorgere è per tutti lo stesso; si direbbe che il cielo gira attorno a noi e con sè porta tutti gli astri.
Gli antichi, illusi da quest’apparenza, per molti secoli credettero ciò che noi pure, ove ci lasciassimo guidare dalla mera apparenza, potremmo credere, credettero cioè che la Terra fosse assolutamente immobile nel centro del firmamento e che il firmamento intorno ad essa Terra girasse.
Tale credenza prevalse fino ai tempi di due illustri astronomi, Copernico e Galileo, del quale ultimo avrete forse udito citare il celebre motto «eppur si muove.» Ma le osservazioni continuate, il ragionamento, la critica appoggiata al buon senso a poco a poco mandarono in discredito quell’opinione. Riconosciutosi infatti che il Sole e le stelle sono anch’essi corpi immensi, molte e molte volte maggiori della Terra, come mai potevasi continuar a credere che essi girassero perpetuamente intorno al piccol globo terrestre, a differenti grandissime distanze e nello stesso intervallo di tempo? Si giudicò, con miglior criterio, che non il cielo con tutti gli astri suoi girasse, ma la Terra sola ruotasse invece sopra sè stessa, e ciò tanto più a ragione in quantochè, sia che il cielo con tutti i suoi astri giri attorno alla Terra, sia che giri invece la Terra attorno ad un proprio asse di rotazione e in verso opposto, le apparenze non mutano, come verrò mostrandovi con qualche paragone.
Voi vedete sorgere gli astri a levante e tramontare a ponente, e non avete intorno a voi nessun punto fisso al quale riferire il moto di essi astri e non siete per conseguenza in grado di giudicare se siano gli astri che girano o se non siate piuttosto voi che girate in direzione opposta; nessuna scossa, nessun rumore, nessun spostamento fra gli oggetti terrestri intorno a voi ve ne avverte.
A ben capire come questo avvenga giova riflettere un momento al fatto seguente ben noto: quando voi viaggiate chiuso nella carrozza di un convoglio ferroviario in moto, se guardate fuor dal finestrino, vedete i pali del telegrafo, gli alberi, le cantoniere e tutto ciò che è fisso al terreno corrervi incontro e fuggire quasi dietro di voi; se guardate invece dentro la carrozza ogni cosa sta ferma a suo posto e i viaggiatori comodamente seduti si intrattengono fra di loro come nel salotto di una casa. Se non sapeste positivamente di esser velocemente trasportati dalla locomotiva, non è egli vero che voi potreste pensare essere gli alberi, i pali, gli edifizi che si muovono, correndo in direzione opposta a quella del convoglio? Al modo stesso il cielo sembra rotare attorno ad un asse proprio di rotazione da oriente ad occidente, mentre in realtà non ruota e siam noi che ruotiamo colla Terra nel verso opposto da occidente ad oriente.
Qui però è da notare una piccola differenza; nell’esempio accennato, le piante, gli edifizii vi corrono incontro e fuggono in linea retta, e ciò dipende dal fatto che voi pure correte in linea retta. Gli astri invece descrivono in cielo degli archi di circonferenze di circolo, e questo facilmente per analogia si spiega ammettendo, come si è pur ora asserito, che non gli astri ma l’osservatore stesso descriva una circonferenza, e la descriva stando sulla Terra. E poichè altrettanto accade per tutti gli osservatori sparsi sulla superficie terrestre, ragion vuole si dica che essi tutti girano, che cioè la Terra, la quale tutti li porta, gira e fa che essi girino in determinate circonferenze; questo fatto si enuncia colle seguenti parole: la Terra ruota sopra sè stessa.
19. Spieghiamo bene che cosa significhi questa frase «ruotare sopra sè stesso, o intorno al proprio asse.»
Il fatto del ruotare vi è di certo caduto sott’occhio migliaia di volte senza che forse vi abbiate posto mente; fors’anco esso vi sarà più volte apparso complicato da quello della traslazione, e in tal caso vi sarà riuscito difficile distinguere chiaramente l’un moto dall’altro. Complesso ad esempio è il moto delle ruote di una carrozza, le quali ruotano, ovvero girano intorno alle loro sale o assi, nel tempo stesso che trasportano la carrozza da un luogo ad un altro. Semplice invece è il moto d’una ruota da affilare; essa non ha altro moto che quello di rotazione, e, ruotando, fa sì che tutti i punti della sua periferia vengano successivamente a passare sotto gli occhi dell’arrotino.
Ma per venire ad un paragone più calzante, osservate una palla montata su un tornio, mentre l’operaio la fa girare per darle l’ultima mano: voi siete in una camera, dalla cui unica finestrella un largo fascio di luce entrando batte proprio sulla palla. Una metà della palla, quella verso la finestra, è sempre illuminata, l’altra metà, dall’opposta banda, è sempre oscura; immaginate un nodo oppure un qualunque piccolo disegno nel legno che è sul tornio, guardate e vedrete che esso ad ogni giro passa per il fascio dei raggi del Sole, e per una parte del giro attraversa lo sprazzo di luce solare, per la restante parte resta nell’ombra.
Vediamo ora più da vicino come giri la palla. Le punte dei toppi la stringono in due punti opposti che sono agli estremi di un suo diametro; questi punti voi non li vedete girare, ma intorno ad essi gira visibilmente la palla, quasi fosse attraversata da una spina.
Noi possiamo immaginare che la Terra analogamente giri; ai punti che durante la rotazione rimangono fermi daremo il nome di poli, al diametro che attraverso alla Terra possiamo immaginare dall’un polo all’altro daremo il nome di asse della rotazione. Se per avventura il nodo o il piccolo disegno che immaginaste nella palla montata sul tornio si trovasse proprio ad egual distanza dalle punte dei toppi, il circolo ch’esso descriverebbe durante un giro vi potrebbe dar un’idea di ciò che sulla Terra chiamiamo equatore: un circolo massimo equidistante dai poli in tutti i suoi punti; la Terra ne resta divisa in due emisferi d’egual estensione, di cui uno, quello in cui trovasi l’Italia, chiamasi boreale o settentrionale, l’altro australe o meridionale.
20. La Terra adunque ruota sopra sè stessa come se girasse intorno ad un asse vero materiale che tutta l’attraversasse da un polo all’altro. Questa sua rotazione produce il sorgere e il tramontare del Sole e di tutti gli astri del cielo, produce quel movimento diurno che la più semplice osservazione basta a dimostrare comune a tutte le stelle. Il movimento diurno della sfera celeste a cui non si sottraggono nè il Sole, nè la Luna, nè i pianeti, nè le stelle non è che apparente: la volta celeste è immobile: è la Terra che gira e fa sì che mentre noi crediamo una data stella avere percorso da oriente ad occidente un certo arco di circonferenza di circolo, siamo noi invece che un arco parallelo descritto abbiamo inconscii in verso opposto, da occidente ad oriente.
Esaminiamo ora, vi prego, con qualche attenzione le varie parti delle vicine figure 4 bis e 5. Nella fig. 4 bis il circolo PQP’B rappresenta un circolo massimo della sfera terrestre e quindi la
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Fig. 4 bis.
Terra; i punti diametralmente opposti P, P’ rappresentano i poli della Terra; il diametro PP’ rappresenta l’asse intorno a cui la Terra ruota. I luoghi della Terra come Q, p, m descrivono, durante un giro di essa, altrettanti circoli situati in piani perpendicolari all’asse PP’ e proiettantisi sulla fig. 4 bis secondo le rette QB, pq, mn. Il circolo descritto da Q ha tutti i suoi punti equidistanti si da P che da P’; è quindi esso pure un circolo massimo della sfera e rappresenta l’equatore: i circoli descritti da p e da m sono circoli minori della sfera terrestre, i quali corrono paralleli all’equatore, e appunto per ciò paralleli vengono chiamati.
Se si guarda la Terra da un altro punto di vista,
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Fig. 5.
se si immagina chi osserva collocato sulla linea P’P prolungata al di là di P, e collocato inoltre molto lontano da P, si vedranno le linee della figura 4 bis così come sono rappresentate dalla figura 5.
Il circolo descritto nella rotazione da Q, ossia l’equatore, si vedrà in tutta la sua forma e grandezza, e quindi come il circolo QABC della fig. 5; il punto P, nella fig. 4 bis una delle estremità del diametro P’P, si vedrà nella fig. 5 in P centro del circolo QABC; i due circoli minori descritti durante una rotazione della Terra dai due luoghi come p ed m, fig. 4 bis, si vedranno, fig. 5, come due circoli pq, mn concentrici all’equatore.
Nella fig. 5 si suppone inoltre che in S stia il Sole, che in B sull’equatore terrestre stia il lettore, che in OO’, tangente nel punto B al circolo QABC, sia l’orizzonte del luogo B, che analogamente nelle tangenti SAS’, SCS’’ sieno rispettivamente gli orizzonti dei luoghi A, C.
Come si vedrà più tardi, la distanza del Sole dalla Terra è grandissima, ed avendo assunto il circolo QABC come rappresentante la Terra bisognerebbe sul disegno, per conservare i giusti rapporti fra le diverse sue parti, collocare il punto S ad una distanza grandissima; solo per necessità di formato lo si colloca vicino. Sta al lettore di supporlo trasportato a distanza tale che rispetto ad essa il diametro ac diventi una quantità trascurabile, e capire insieme che in tal caso le due rette AS, CS farebbero in S un angolo molto acuto in realtà tanto piccolo da autorizzare a ritenere senza error sensibile parallele le due rette stesse.
Ciò posto ricordiamo di aver detto dianzi che una di queste due cose deve succedere.
O il Sole si muove intorno alla Terra, supposta ferma, e allora esso per voi che state in B sorge nel punto O, reca il mezzodì quando è in S, tramonta in O’.
O il Sole è fermo in S e voi vi movete, portato dalla Terra, ed allora ecco quanto accade.
Voi portato dalla Terra percorrete inconscio il circolo BCQA; al mattino vi trovate, supponiamo, in A e vedete spuntare il Sole S sul vostro orizzonte SS’: continuate a girare colla Terra nel verso della freccia in direzione contraria a quella del moto apparente del Sole, passate successivamente per le posizioni B, C, e nel tragitto avete sempre il Sole in vista e la luce del giorno; continuate il vostro giro, passate per Q, tornate di nuovo in A, e nel frattempo perdete la vista del Sole ed avete la notte.
Quando siete stato in B, il vostro orizzonte fu OO’ e allora fu per voi mezzogiorno; quando eravate in C avevate per orizzonte SS’’, e per voi in quell’istante il Sole tramontava. Nel vostro tragitto da C ad A, segnato dal tratto di circonferenza CQA, non vedeste il Sole che era sotto di voi, aveste notte, e sopra il vostro capo la volta del cielo ingemmata di stelle1.
21. La Terra gira, o meglio ruota, e voi senza avvedervene partecipate al suo moto di rotazione.
Voi inconsciamente attribuite il moto vostro reale, di cui non avete coscienza, al Sole, alle stelle, ai corpi tutti del cielo, al cielo stesso; e poichè circolare realmente è il vostro moto, circolare è di conseguenza il moto che attribuite alla volta celeste.
Durante ogni rotazione della Terra voi, portato da essa, percorrete ora la parte di circolo ABC, ora la parte CQA. (rigorosamente ora il semicircolo aBe, ora quello cQa); durante il primo percorso avete il giorno, durante il secondo la notte, e questo vi spiega il perchè e i giorni e le notti si susseguono con regolare e non interrotta alternativa.
Supponiamo che nella fig. 5 il circolo QABC rappresenti il nostro emisfero, l’emisfero settentrionale o boreale; il punto P rappresenterà il polo che è sull’emisfero nostro, il polo nord o boreale. Trasportatevi col pensiero in P, e supponete di essere là diritto in piedi sul polo. Da qualunque parte voi volgiate la fronte è manifesto che, finchè il Sole rimane fermo nel punto S, voi vedrete luce diurna, e che, attribuendo al Sole la rotazione vostra incessante, voi vedrete il Sole girare incessantemente sull’orizzonte vostro e andare dalla vostra sinistra verso la destra.
22. Osserviamo finalmente i due circoli interni pq, mn, concentrici all’equatore: il luogo p, a cui si riferisce il primo di detti circoli, compie un giro nel tempo istesso in cui uno ne compie il luogo A dell’equatore; ma il circolo pq è più piccolo, e la sua periferia ha una lunghezza minore di quella del circolo ABCQ; il luogo p fa quindi nell’istesso tempo una strada più corta che non il luogo A, e necessariamente gira con velocità minore di quella di A. Il luogo m, essendo situato sopra una circonferenza più piccola ancora, ragion vuole che si muova anche più lentamente; e quindi appar manifesto che i luoghi della superficie del globo, quanto più son vicini a un polo, debbono avere una velocità sempre minore, che il polo stesso non deve averne alcuna, e rimaner fermo. Esso è, il lettore si ricorda, come quel punto della palla sul tornio, su cui si appoggiava la punta del toppo.
Note
- ↑ In realtà, come appena si disse e come più sotto si ripeterà, i fascii solari SS’, SS’’ si possono considerare come paralleli fra loro, e i punti per conseguenza nei quali essi lambono la sfera terrestre sono a, c invece che A, C.