Rivoluzione Copernicana

Con il termine rivoluzione copernicana si intende quel lungo e tormentato processo di rinnovamento culturale, iniziato verso la metà del XVI secolo con l'opera di Copernico, che ha portato alla nuova visione newtoniana del mondo.
Anche se questa rivoluzione ha riguardato l'intero pensiero scientifico, essa si è sviluppata principalmente nel campo dell'astronomia attraverso il dibattito tra geocentrismo ed eliocentrismo.
L'idea che la rotazione degli astri potesse essere apparente e dovuta al moto della Terra, era già stata avanzata nell'antichità da vari filosofi (i pitagorici, Eraclide, Aristarco). Aristotele e Tolomeo la presero in considerazione ma non la ritennero accettabile, sulla base di considerazioni che, per le conoscenze scientifiche del tempo, erano difficilmente confutabili.

Il modello geocentrico fu quindi universalmente accettato fino al Rinascimento, sia perché, nella pur complessa versione finale di Tolomeo, esso era in grado di giustificare con sufficiente precisione tutti i fenomeni celesti fino allora osservabili e risultava conforme con la visione cosmologica delle Sacre Scritture, sia perché era coerente con il senso comune, come ebbe a dire lo stesso Galileo :

Non posso trovar termine all'ammirazione mia come abbia possuto in Aristarco e nel Copernico far la ragione tanta violenza al senso, che contro a questo ella si sia fatta padrona del loro credere.

Tuttavia a partire dal XIV secolo, nel tentativo di ricostruire l'opera originale di Aristotele, spesso distorta dalle successive traduzioni, si finì con il metterne in dubbio alcuni principi, in particolare quelli relativi al moto e alla struttura dell'Universo.
Successivamente Copernico, volendo riportare la descrizione dell'Universo alla semplicità iniziale, propose di porre il Sole al centro di tutti i moti celesti. Il suo modello eliocentrico, anche se in realtà non portava nessuna semplificazione nei calcoli per la previsione delle posizioni degli astri, cominciò ad essere preso in seria considerazione nell'ambiente culturale e scientifico, nonostante l'opposizione degli ambienti ecclesiastici, che lo ritenevano contrario all’ interpretazione letterale della Bibbia.

Infine grazie alle idee innovatrici e alle osservazioni sperimentali di Keplero, il sistema eliocentrico prese il sopravvento e cominciò ad essere finalmente accettato nel mondo scientifico. Keplero infatti, dopo molti tentativi di pervenire a una teoria dei moti planetari, decise di abbandonare l'ipotesi delle orbite circolari proposta da Copernico per adottare la forma ellittica.

Ne risultarono le famose tre leggi che portano il suo nome:

I Legge
Ogni pianeta si muove lungo un'orbita ellittica di cui il Sole occupa uno dei due fuochi.

II Legge
La retta (raggio vettore) che congiunge ciascun pianeta al Sole descrive aree uguali in tempi uguali.
Questo significa che ogni pianeta percorre più rapidamente i tratti di orbita che si trovano più vicini al Sole (perielio) rispetto a quelli più distanti (afelio). Quindi la velocità orbitale di un pianeta è massima quando si trova al perielio, poi decresce man mano che si allontana e diventa minima quando si trova all'afelio.

III Legge
Il quadrato del periodo di rivoluzione di ciascun pianeta è proporzionale al cubo della distanza del pianeta dal Sole.
In altre parole: il rapporto tra il quadrato del periodo di rivoluzione di un pianeta e il cubo della distanza media di un pianeta dal Sole è costante. Questa legge prevede che, via via che ci si allontana dal Sole, indipendentemente dalla massa del pianeta, il tempo per compiere una rivoluzione completa diviene sempre più grande. Pertanto Mercurio è il pianeta più veloce, mentre Plutone è il più lento.

Queste leggi furono inizialmente ricavate in maniera empirica a partire dai dati sperimentali, e solo con la teoria della gravitazione universale di Isaac Newton trovarono una sufficiente spiegazione teorica.
Il carattere rivoluzionario delle leggi di Keplero consiste nel fatto che, per la prima volta, una singola curva geometrica non combinata con altre curve (epicicli, eccentrici) è in grado di render conto con esattezza del movimento dei pianeti.