Dalla longitudine alla velocità della luce, storia dei satelliti Medicei

…il giorno 7 gennaio del corrente anno 1610.
all’una di notte , mentre osservavo gli astri
celesti con il cannocchiale, mi si presentò
Giove, e dato che mi ero allestito uno
strumento davvero eccellente, mi avvidi che gli
stavano vicino tre Stelline invero piccole , ma
assai luminose…e mi destarono una certa
meraviglia perché, per il fatto che sembravano
disposte secondo una precisa linea retta e
parallela all’Eclittica e più luminosa di altre
di pari grandezza.
(Sidereus Nuncius, Galileo Galilei)

 

Credit: Il Poliedrico

Oramai tutti noi abbiamo presente la planimetria del nostro globo, la foma dei continenti e – più o meno – dove sono le più importanti città del mondo.
Ora per ricavare le coordinate assolute in ogni punto del pianeta richede solo una manciata di secondi e un qualsiasi navigatore GPS incluso oramai anche in moltissimi telefonini.
Beh, una volta non era così. La latitudine non era un problema, bastava misurare l’altezza della Polare per stabilirla, ma fino all’avvento delle radiocomunicazioni che permettevano la trasmissione istantanea dei segnali di tempo, era un problema calcolare la longitudine di un qualsiasi luogo.
La longitudine infatti si calcola misurando in maniera più precisa possibile il tempo locale e facendo la differenza con il tempo del meridiano di riferimento (adesso Greenwich Mean Time (GMT)).
Galileo Galilei, studiando i moti dei Satelliti Medicei si accorse ben presto che questi vanno incontro a periodici transiti dietro il pianeta gigante (occultazioni) o dietro il suo cono d’ombra (eclissi), tanto  precisi  da poterli usare come un orologio celeste.
Nel frattempo una delle potenze mondiali di allora, la Spagna, aveva promesso col suo re Filippo III una ricompensa a chiunque avesse trovato un efficace rimedio al principale problema della navigazione di allora, la determinazione della longitudine, causa principale di innumerevoli sciagure e naufragi dell’epoca.
Galilei mise a punto delle effemeridi e propose il suo metodo ai reali di Spagna, ma fu bocciato dai consiglieri del re 1.
Il metodo galileiano per produrre longitudini esatte vide il successo solo dopo la morte dell’astronomo pisano, e solo sulla terraferma, dove si poteva disporre di osservatori più stabili di un cannocchiale sul ponte di una nave. Per queste vide il successo di cronometri sempre più precisi ed affidabili 2, che facevano ricorso a un altro principio fisico scoperto da Galileo Galilei: l’isocronismo del pendolo.

Nella seconda metà del seicento, Giovanni Cassini (lo scopritore della omonima divisione negli anelli di Saturno e della celebre Macchia Rossa di Giove0) e il suo assistente danese Ole Rømer all’Osservatorio di Parigi si accorsero che vi erano delle discrepanze tra i tempi previsti dei transitti dei Satelliti Medicei e la posizione di Giove e la Terra lungo le loro orbite, in particolare i transiti anticipavano quando la distanza tra i due pianeti era minima e posticipavano quando questa era massima.
Questa fu la prima conferma sperimentale che la velocità della luce è finita. Rømer la calcolò in 210.800 chilometri al secondo, un valore inferiore a quello reale di 299.792,458 km/s dettato unicamente dalla scarsa precisione degli strumenti che Rømer e Cassini avevano a disposizione.
Come amo ripetere ai miei figli non è importante un calcolo sbagliato, quanto capire il concetto e arrivare alle conclusioni giuste. Rømer lo fece.

Note:

  1. Galileo Galilei inventò per l’occasione anche un casco metallico con cannocchiale incorporato per l’osservazione dei transiti medicei chiamato Celatone, guarda qui per una gradevole simulazione dell’invenzione che poi all’atto pratico non ha avuto il  successo sperato.
  2. Anche il Parlamento Inglese promise nel 1714 un premio di 20.000 sterline a chi risolvesse il problema della longitudine  dopo che in un incidente erano periti 2000 uomini e andate perse 4 navi. L’autodidatta John Harrison costruì nella sua vita ben cinque cronografi sempre più piccoli e precisi che riuscirono a risolvere il dilemma del calcolo della longitudine, ma non si vide mai riconosciuto come vincitore dell’ambito premio.

Umberto Genovese

Autodidatta in tutto - o quasi, e curioso di tutto - o quasi. L'astronomia è una delle sue più grandi passioni. Purtroppo una malattia invalidante che lo ha colpito da adulto limita i suoi propositi ma non frena il suo spirito e la sua curiosità. Ha creato il Blog Il Poliedrico nel 2010 e successivamente il Progetto Drake (un polo di aggregazione di informazioni, articoli e link sulla celebre equazione di Frank Drake e proposto al l 4° Congresso IAA (International Academy of Astronautics) “Cercando tracce di vita nell’Universo” (2012, San Marino)) e collabora saltuariamente con varie riviste di astronomia. Definisce sé stesso "Cercatore".

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