Astronomia/Capitolo terzo/1

by Joseph Norman Lockyer

Idea generale

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Questo testo è completo.

Joseph Norman Lockyer - Astronomia (1904)
Traduzione dall'inglese di Giovanni Celoria (1904)

Idea generale

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Capitolo terzo

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Fig. 27.

§ I.

Idea generale.

109. Finora non abbiamo considerato che la Terra, il Sole e la Luna.

Abbiamo veduto che la Terra gira intorno al Sole, descrivendo nello spazio un’orbita chiusa, quasi un circolo perfetto, e tutta percorrendola in un anno.

Nello spazio, a grandi distanze gli uni dagli altri, esistono altri corpi simili alla Terra; vengon detti pianeti, ed essi pure girano quasi circolarmente intorno al Sole, e descrivono orbite i cui piani pochissimo si discostano dal piano dell’orbita terrestre.

L’insieme della Terra e dei pianeti forma col Sole, centro comune delle loro rivoluzioni, ciò che si dice Sistema planetario¹ del quale una immagine approssimativa si ha nella figura 27.

110. Il grosso punto che in questa fig. 27 segna il centro di tutti i circoli rappresenta il Sole; il più piccolo dei circoli rappresenta l’orbita del pianeta più vicino al Sole, pianeta che si chiama Mercurio; il secondo circolo, che è concentrico al primo ed inoltre lo abbraccia, è quello descritto dal pianeta Venere.

I due pianeti Mercurio e Venere si chiamano pianeti interiori (od anche inferiori) perchè sono più vicini al Sole che la Terra, e le loro orbite sono chiuse dentro l’orbita descritta da questa.

Sempre nella fig. 27 voi vedrete l’orbita della Terra nel terzo circolo che incontrate a partire dal centro. La Terra è figurata su essa orbita da un punto; intorno a questo punto un altro circolo estremamente piccolo (tuttavia mollo più grande di quello che in proporzione dovrebbe essere) rappresenta l’orbita della Luna; già sappiamo infatti che la Luna gira intorno alla Terra e non intorno al Sole.

111. I circoli orbitali della fig. 27 aventi diametri maggiori di quello della Terra appartengono a pianeti i quali, distano dal Sole più che la Terra, e vengono per ciò appunto detti pianeti esteriori (od anche superiori). Voi leggerete facilmente sulla figura successivamente i nomi di Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno; sono scritti secondo l’ordine della loro distanza crescente dal Sole, e sono i principali dei pianeti superiori finora conosciuti.

Tra le orbite di Marte e di Giove salta all’occhio una zona risultante da molti circoli vicinissimi fra loro; con questi circoli s’intende di rappresentare le orbite degli asteroidi o piccoli pianeti, i quali nella plaga dello spazio considerata e in numero stragrande si aggirano intorno al Sole. Sono talmente piccoli questi asteroidi, che, tutti agglomerati insieme, non riuscirebbero a fare una massa uguale a quella del più piccolo fra i pianeti sopra indicati, nè il loro grande numero basta a compensare l’esiguità dei loro corpi.

112. Intorno ai pianeti Giove, Saturno, Urano e Nettuno sono nella fig. 27, tracciati alcuni piccoli circoli. Questi rappresentano (in proporzione molto esagerala rispetto al resto della figura) le orbite delle lune o dei satelliti rispettivi di quei pianeti; satelliti che intorno al proprio pianeta si aggirano cosi come la Luna si aggira intorno alla Terra.

La Terra ha un solo satellite, la Luna; Marte ha due lune o satelliti², Giove ne ha cinque, Saturno otto, Urano quattro; il lontano Nettuno ha esso pure una sola luna, o almeno fino ad oggi non si riuscì a vederne intorno ad esso più che una.

Tutte queste lune descrivono, intorno al rispettivo pianeta, orbite quasi circolari, situate in piani poco diversi dal piano dell’orbita del pianeta stesso, e si muovono nel medesimo verso che i pianeti. Solo i satelliti di Urano e di Nettuno fanno eccezione a questa regola.

113. Nel disegno riprodotto dalla fig. 27 non fu possibile rappresentare i diametri dei pianeti secondo le vere loro proporzioni.

Per avere un’idea esatta di queste proporzioni, immaginate che il Sole sia rappresentato da un globo di un braccio milanese (sessanta centimetri) di diametro: Mercurio sarà allora rappresentato da una testa di spillo, che descriva intorno a quel globo un circolo alla distanza, in cifra tonda, di 25 metri; Venere da un pisello posto alla distanza di 47 metri; la Terra da un altro pisello alla distanza di 64 metri, Marte da una grossa testa di spillo alla distanza di 98 metri; i piccoli pianeti da minutissimi granelli di sabbia a distanze diverse fra 143 e 227 metri; Giove da una grossa arancia alla distanza di 335 metri; Saturno da una piccola arancia alla distanza di 614 metri; Urano, Nettuno da due grosse ciliegie a distanze rispettivamente di 1234 e di 1933 metri.

L’orbita di Nettuno, nelle proporzioni per ipotesi qui sopra immaginate avrebbe un diametro di 3866 metri, e tale sarebbe quindi, nelle proporzioni stesse, lo spazio occupato da tutto il Sistema planetario quale è oggi conosciuto. Le distanze in questo Sistema, appena occorre il dirlo, sono immensamente grandi in paragone alle dimensioni si del Sole che dei singoli pianeti.

114. Volendo formarsi un’idea concreta delle dimensioni vere di questo immenso tutto che è il Sistema planetario, bisogna pensare che la media distanza dalla Terra al Sole, la quale nel microscopico sistema qui sopra immaginato è rappresentata da 64 metri, in realtà è uguale a 82 milioni di miglia italiane, ossia a 148,7 e in cifra tonda a 150 milioni di chilometri.

È così grande questa distanza che un buon camminatore, il quale, senza mai fermarsi, andasse dalla Terra verso il Sole in ragione di 100 chilometri per giorno, impiegherebbe per arrivare al Sole un milione e mezzo di giorni, ossia 4107 anni; un convoglio di ferrovia, facendo ogni giorno mille chilometri, vi arriverebbe in 410,7 anni; una palla di cannone animata da una velocità di 500 metri al secondo vi arriverebbe in 3472 giorni cioè in poco meno di 10 anni³

115. Già fu notato che i satelliti, meno poche eccezioni, si muovono nel verso in cui si muove il rispettivo pianeta; notiamo ora che tutti i pianeti girano intorno al Sole in un medesimo verso. Guardando il Sistema planetario dalla parte boreale o settentrionale del cielo (come lo guarderebbe ad esempio uno spettatore collocalo nella stella polare), il movimento dei pianeti appare eseguirsi nel verso indicato nella figura 27 dalle saette, cioè nel verso opposto a quello secondo cui si muovono gli indici dei comuni orologi.

Le velocità di movimento non sono eguali per tutti i pianeti, e i più vicini al Sole si muovono più rapidamente dei più lontani. Le circonferenze dei circoli descritti dai pianeti al Sole più vicini sono naturalmente più brevi che quelle descritte dai più lontani. Ne segue che a misura che si va lontano dal Sole, i tempi delle rivoluzioni orbitali diventano sempre più lunghi, siccome mostra il seguente prospetto, nel quale i tempi stessi sono dati in giorni ed espressi in cifre tonde.

Pianeti	Durata delle rivoluzioni
Mercurio	giorni	88
Venere	’’	225
Terra	’’	365
Marte	’’	687
Giove	’’	4333	(12		anni)
Saturno	’’	10759	(29	1/2	anni)
Urano	’’	30681	(84		anni)
Nettuno	’’	60117	(165		anni)

I numeri appena scritti confermano per intero quanto rispetto alla diversa velocità dei pianeti diversi si è or ora detto. Mentre ad esempio Nettuno fa un giro intorno al Sole, la Terra ne fa 165 e Mercurio ne fa 683, e ciò malgrado che il giro fatto da Nettuno sia soltanto 30 volte maggiore di quello della Terra, e 78 volte più lungo che quello di Mercurio.

116. I pianeti si muovono tutti nella stessa direzione e con moto quasi uniforme intorno al Sole; i movimenti loro attraverso alle stelle del cielo appaiono all’abitante della Terra molto diversi da quelli che si mostrerebbero a chi li osservasse stando sul Sole.

Un osservatore che fosse sul Sole trovandosi quasi nel centro delle circonferenze percorse dai pianeti, vedrebbe le orbite planetarie così come realmente sono, e vedrebbe quindi i pianeti descrivere perpetuamente con moto quasi regolare delle circonferenze di circolo, o delle curve pochissimo diverse da esse, in direzione costante.

Per un osservatore che sia sulla Terra tutto muta, non solo perchè diverso è il punto di vista suo, ma ancora perchè egli partecipa al moto della Terra, è da questa trasportato lungo l’eclittica, e colla Terra quindi muovesi nella stessa direzione in cui si muovono i pianeti, con velocità maggiore di quella dei pianeti superiori, con velocita minore di quella dei pianeti inferiori. Ciò che dalla Terra vedesi in cielo del movimento di un pianeta è l’effetto combinato del movimento proprio della Terra e del movimento proprio del pianeta stesso, è in altre parole un molo risultante apparente.

L’osservazione dimostra che il moto apparente dei pianeti non è equabile, ma certe volte più rapido, altre volte più lento; in certi punti anzi il pianeta pare rimanere per qualche tempo immobile nel cielo, come se fosse una stella e si dice allora che fa una stazione; ripiglia il suo moto, ma da oriente verso occidente, cioè in verso contrario al suo moto abituale, e si dice allora che si muove di moto retrogrado; cessa il moto retrogrado, per qualche tempo il pianeta si ferma un’ultra volta, e fa un’altra stazione; riprende il suo moto abituale analogo a quello del Sole e della Luna, riprende il moto diretto cioè dq occidente verso oriente; continua con vicenda perpetua ad esser ora fermo in istazione, a muoversi talora di moto retrogrado, più spesso di moto diretto.

Tutte queste irregolarità di movimento, le quali offrirono tanto filo da torcere agli antichi osservatori, sono pure apparenze; in realtà i pianeti si muovono lutti intorno al Sole con una velocità quasi interamente uniforme⁴.

117. Al Sistema solare appartengono ancora altri corpi; le comete e le stelle cadenti; di esse mi riserbo di parlare fra poco, a luogo più opportuno.

Note

1. La Terra è uno dei pianeti; attorno al Sole, oltre ai pianeti, girano, altri corpi di cui si dirà in seguito: Il Sole, i pianeti, i rimanenti corpi aggirantisi attorno al Sole costituiscono, presi nel loro insieme, il Sistema solare
2. Per l’estrema piccolezza delle proporzioni del disegno non è stato possibile rappresentarvi le orbite dei due satelliti di Marte.
3. La luce, che percorre circa 300 mila chilometri al minuto secondo, impiega 8 minuti e 13 secondi a giungere dal Sole a noi.
   Quando si tratta di distanze espresse in centinaia o in migliaia di milioni di chilometri è difficilissimo farsene un’idea concreta. Sono distanze per le quali sulla Terra la nostra mente non trova termine di confronto possibile, e le quali di troppo superano la realtà, delle dimensioni terrestri in mezzo alle quali viviamo. Di questo bisogna ben persuadersi se si vuole acquistare coscienza di quel che siano le dimensioni cosmiche, e di quel che realmente siano le distanze espresse dai numeri delle ultime colonne del breve quadro numerico seguente.
   In esso per ogni pianeta è dato nella prima colonna numerica il diametro espresso in chilometri; nella seconda colonna è dato ancora il diametro ma espresso in diametri della Terra; nella penultima colonna è data la distanza media dal Sole espressa in milioni di chilometri; nell’ultima colonna è data la distanza stessa prendendo uguale ad uno la distanza che in media separa la Terra dal Sole. Piccole incertezze esistono tuttora in questi numeri, ma sono tali che da esse può farsi astrazione in un libro elementare, e che di esse dar ragione sarebbe inopportuno nel libro nostro.

   Pianeti	Diametri		Distanze dal Sole
   Mercurio	4816	0,38	57,5	0,387
   Venere	11969	0,94	107,5	0,723
   Terra	12756	1,00	148,7	1,000
   Marte	6745	0,54	226,5	1,524
   Giove	143757	11,27	773,8	5,203
   Saturno	119080	9,55	1417,8	9,539
   Urano	59171	4,64	2851,4	19,183
   Nettuno	54979	4,31	4467,6	30,057

4. Questo rallentarsi, stare, retrocedere, riavanzare dei pianeti superiori è uno degli argomenti capitali che guidarono la scienza a scoprire come realmente avvengono i fatti nel Sistema solare, e a dimostrare che in esso la Terra si muove nello spazio come ogni altro pianeta, od il Sole sta fermo presso al centro delle orbite planetarie.
   Finchè in questo centro si volle tener fissa la Terra, i moti tutti dei pianeti, non importa se inferiori o superiori, costituirono un inestricabile nodo gordiano, ed ebbero spiegazioni complicate, contorte, difficilissime. Dato il moto alla Terra tutto si semplificò: i fatti più complessi naturalmente, spontaneamente si poterono spiegare.
   Apparente è il moto che porta il Sole lungo l’eclittica ed e prodotto da un movimento analogo cui la Terra eseguisce trasportandosi nello spazio.
   Apparente è il rallentarsi, lo stare, il retrogradare dei pianeti superiori, e proviene da ciò che la Terra e i pianeti si muovono contemporaneamente per istrade diverse e con diverse velocità.
   Apparenti sono le peculiarità dei movimenti dei pianeti inferiori, e provengono, così come nel prossimo § II di questo manualetto sarò spiegato, dalla posizione che l’orbita della Terra ha nello spazio rispetto alle orbite dai pianeti stessi.