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Giovanni Keplero (1571–1630)

Eccezionale scienziato e devoto cristiano


tradotto da Elena “Lidia” Santoro

Public Domain via Commons868-kepler
Giovanni mantenne la sua fede basata sulla Bibbia nonostante l’opposizione e la persecuzione.

Giovanni Keplero nacque nella città di Weil der Stadt, Germania, nel 27 dicembre 1517. Era un ragazzino piccolo e malaticcio; all’età di tre anni contrasse il vaiolo e per diversi mesi rischiò di morire. La sua infanzia fu molto turbolenta e infelice. Suo padre era un mercenario che stava lontano da casa per lunghi periodi, certe volte anche per anni.

Quando la madre di Giovanni se ne andò per stare col marito, Giovanni fu lasciato col nonno. La separazione dai genitori fu dolorosa, ma Dio in quegli anni lo benedisse. Suo nonno, uno zelante cristiano, incoraggiava il giovane Giovanni nella crescita della fede. Nonostante povero, suo nonno apprezzava il valore dell’istruzione e mandò Giovanni a scuola. L’eccezionale abilità accademica del ragazzo attirò presto l’attenzione dei suoi insegnanti.

Quando i genitori di Giovanni ritornarono dopo diversi anni, suo padre, Heinrich, avviò un’attività come locandiere.

Heinrich non era interessato a pagare le rette scolastiche del figlio. Piuttosto vide in Giovanni una fonte di manodopera per la locanda, così Heinrich fece abbandonare gli studi al figlio. In ogni caso, gli affari della locanda calarono e l’aiuto di Giovanni non fu più richiesto. Con l’incoraggiamento dei suoi ex insegnanti, Giovanni ottenne con successo una borsa di studio dal Duca di Württemberg per permettergli di continuare gli studi. Il padre alcolizzato gli permise malvolentieri di tornare a scuola.

Istruzione

Grazie alla continua generosità del Duca, Giovanni Keplero fu in grado d’iniziare a frequentare l’Università di Tübingen nel 1587. I suoi studi includevano latino, ebraico, greco, la Bibbia, matematica e astronomia. Michael Mästlin (uno dei pochi professori di astronomia del tempo che accettavano l’idea di Copernico per cui i pianeti, terra inclusa, ruotassero intorno al sole) insegnò a Keplero matematica e astronomia. Quasi tutti gli studiosi di quell’epoca credevano ancora che la terra fosse il centro del sistema solare.

Keplero conseguì il baccellierato nel 1588 e il diploma di Maestro d’Arte nel 1591. Continuò poi a studiare teologia a Tübingen. Durante la gioventù, diventò un devoto cristiano e si dedicò al servizio di Dio. Poco prima che morisse confidava “solamente nel servizio di Gesù Cristo. In Lui v’è il solo rifugio, il solo ristoro”.1 Keplero avrebbe voluto servire Dio come ministro luterano dopo aver completato l’istruzione universitaria. Tuttavia Dio aveva altri piani per questo giovane dal talento unico.

Nel 1594, a Keplero fu chiesto di andare nella scuola superiore luterana a Graz, Austria, per sostituire l’insegnante di matematica recentemente deceduto. Nonostante fosse vicino nel concludere la sua formazione teologica, Keplero si sentì guidato da Dio nell’accettare la cattedra.

Astronomia e astrologia

Durante la gioventù, diventò un devoto cristiano e si dedicò al servizio di Dio.

Oltre a insegnare matematica a Graz, Keplero divenne un matematico distrettuale. Questa posizione comprendeva l’agrimensura, la risoluzione delle controversie sull’accuratezza dei pesi e delle misure utilizzate negli affari e il redigere il calendario. Oltre a elencare le date, i calendari di oggi spesso includono informazioni sui giorni festivi, le vacanze scolastiche e le fasi lunari (luna piena, luna nuova, ecc.). Certi calendari includono anche le date di eventi sportivi, i giorni di pagamento per i servizi sociali e consimili. Nello stesso modo, ai tempi di Keplero, i calendari includevano informazioni utili per la vita di tutti i giorni. Le informazioni date includevano consigli per i contadini su quando piantare e mietere il raccolto, consigli ai capi delle campagne militari, consigli su questioni d’amore, ecc.

Oggi comprendiamo come le posizioni relative del sole, della luna e dei pianeti, insieme all’inclinazione della terra sul suo asse, si combinano per determinare le stagioni dell’anno, le fasi della luna, le maree, le eclissi del sole e della luna e così via. Questi eventi hanno implicazioni scientifiche per l’agricoltura, la pesca, la pianificazione militare e altre cose. (Ancora oggi alcune offensive militari sono sincronizzate con le stagioni e il chiarore lunare.)

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La prima legge del moto planetario di Keplero:
L’orbita descritta da un pianeta è un’ellisse, di cui il Sole occupa uno dei due fuochi.

Con queste conoscenze odierne, le valide conclusioni basate sulla scienza dell’astronomia possono essere distinte dalle dichiarazioni infondate basate sull’astrologia. Tuttavia, ai tempi di Keplero, c’era una notevole confusione sia nella comunità in generale che nelle università riguardo alla distinzione tra l’astronomia e l’astrologia. Con la loro conoscenza limitata sui movimenti dei corpi celesti, gli scienziati erano incerti su quali eventi sulla terra fossero influenzati dagli eventi osservati nei cieli e quali no.

Keplero continuava a fare calendari. Comunque, decise che avrebbe successivamente verificato l’accuratezza delle sue previsioni al fine di separare quelle legittime da quelle che non lo erano. Come parte del processo, pubblicò un libro nel 1601 che “rigettava la visione superstiziosa che le stelle guidassero la vita degli esseri umani”.2 Progressivamente rigettò anche altri aspetti dell’astrologia. Nella sua biografia di Keplero, J. H. Tiner puntualizza che: “Giovanni fu il primo scienziato a esaminare l’accuratezza astrologica su lungo termine. I suoi documenti mostrano che affidarsi all’astrologia potrebbe essere un affare rischioso”.3

Moto dei pianeti

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La seconda legge del moto planetario di Keplero:
Il segmento che unisce il centro del Sole con il centro del pianeta descrive aree uguali in tempi uguali. (Questo significa che il pianeta viaggia più velocemente quando è vicino al sole.)
PianetaDistanza media dal sole, d (x 106 km)Tempo (T) impiegato per ruotare intorno al soled3/T2 = constante (km3/yr2 x 1024)
Mercurio 0057.9 000.241 3.34
Venere 0108.2 000.615 3.35
Terra 0149.6 001.000 3.35
Marte 0227.9 001.880 3.35
Giove 0778.3 011.900 3.35
Saturno 1427.0 029.500 3.34
Urano 2870.0 084.000 3.35
Nettuno 4497.0 165.000 3.34
Plutone 5900.0 248.000 3.33

Keplero credeva fermamente che “il mondo della natura, il mondo dell’uomo, il mondo di Dio sono uniti”.4 Keplero pensava che, poiché l’universo è stato progettato da un Creatore intelligente, questi deve funzionare secondo uno schema logico. Per lui, l’idea di un universo caotico era inconsistente con la saggezza di Dio. In contrasto, molti altri scienziati avevano rinunciato a trovare un semplice schema logico.

Senza l’accesso a dati accurati sulle posizioni dei pianeti attraverso un periodo di tempo, Keplero basò i suoi primi tentativi di scoprire lo schema dietro il moto dei pianeti sulle filosofie e la matematica degli antichi greci. Propose le sue idee in un libro intitolato Mysterium Cosmographicum scritto nel 1595. Nonostante molte delle sue idee siano state successivamente dimostrate incorrette (come spesso accade nella scienza), la pubblicazione di questo libro portò Keplero alla conoscenza dell’eccezionale astronomo danese Tycho Brahe.

Public Domain via Commons868-brahe
Tycho Brahe

Tycho Brahe fu così impressionato dall’abilità e l’acutezza matematica di Keplero nell’applicare la matematica all’astronomia che invitò Keplero a unirsi alla sua squadra di astronomi. Questi astronomi avevano, per molti anni, tracciato le traiettorie dei pianeti attraverso il cielo, ma, vedendo percorsi complicati, non riuscivano a darne un senso. Nel 1600, Keplero si unì a Tycho Brahe nel suo osservatorio a Praga. Gli fu dato il compito di investigare l’orbita di Marte. Finalmente ottenne l’accesso ai dati di cui aveva bisogno per risolvere scientificamente il problema del moto planetario.

L’idea che le traiettorie dei pianeti debbano per forza essere circolari o una combinazione di cerchi era universalmente accettato ai suoi tempi. Keplero scoprì che anche complesse combinazioni circolari non funzionavano. Abbandonando il pensiero comune, “provò traiettorie non circolari finché trovò la vera soluzione: Marte ruota in un orbita ellittica col sole che occupa uno dei suoi fuochi”.5

Dimostrò inoltre che un pianeta non si muove in eguale distanza e lasso di tempo (cioè a una velocità costante) come si pensava un tempo. Invece mostrò che la linea immaginaria che univa il sole al pianeta attraversa le stesse aree dell’ellisse allo stesso lasso di tempo. Questo significa che il pianeta viaggia più velocemente quando è vicino al sole e più lentamente quando ne è lontano. Keplero pubblicò queste prime due leggi sul moto dei pianeti nel 1609 in un libro intitolato Astronomia Nova.

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Terza legge del moto planetario di Keplero:
I quadrati dei tempi (p) che i pianeti impiegano a percorrere le loro orbite sono proporzionali al cubo delle loro distanze medie dal Sole (r). Vale a dire: r13 / r23 = p12 / p22

Dieci anni dopo, Keplero enunciò la terza legge del moto planetario, che correla matematicamente il tempo che un pianeta compie per completare l’orbita intorno al sole e la distanza media del pianeta lontano dal sole. Questa legge fu pubblicata in Harmonices Mundi nel 1619. In questo libro, Keplero lodò Dio dicendo: “Grande è il nostro Signore, immensa è la sua potenza e infinita la sua intelligenza”.6

La sua fede cristiana lo condusse a un modo di pensare che gli consentì di risolvere l’enigma del moto planetario, lì dove molti altri scienziati si erano arresi. Keplero cercò e trovò un semplice schema logico del moto dei pianeti in cui si rifletteva la saggezza di Dio. Come disse lui stesso: “Possiamo vedere come Dio, come un architetto umano, si è accostato alla fondazione del mondo secondo l’ordine e la regola e misurò ogni cosa in questa maniera”.7

Altre scoperte

Le leggi del moto planetario furono il più grande contributo alla scienza di Keplero. Queste leggi ebbero un enorme impatto sul pensiero scientifico e prepararono il terreno per il successivo lavoro sulla gravitazione universale di Isaac Newton. Inoltre, Keplero rese molti altri contributi alla scienza. Scoprì una nuova stella (una supernova); analizzò come lavora l’occhio umano; fece delle migliorie al telescopio e molto altro nel campo dell’ottica. Pubblicò dati accurati sulle posizioni delle stelle e pianeti che furono d’immenso valore per i navigatori. Rese vari contributi alla matematica, incluso metodi più veloci per il calcolo e studiò il volume di molti corpi solidi.

Keplero è riconosciuto come uno dei fondatori della scienza moderna. “In questi tre libri, Mysterium Cosmographicum, Astronomia Nova e Harmonices Mundi, iniziò il processo che alla fine rimpiazzò la superstizione con la ragione.“8

Keplero spese del tempo anche nello studiare i dati degli eventi storici nella Bibbia, inclusa la natività di Gesù. Inoltre, scrisse una storia intitolata Somnium considerata la prima storia moderna di fantascienza.

Vita di tragedia

Fu pronto a mettere da parte i piani che fece per la sua vita e seguì umilmente quelli di Dio.

Giovanni Keplero morì dopo una malattia acuta a Regensberg, Germania, nel 15 novembre 1630, a 58 anni. La vita di Keplero fu ripiena di tragedia. La malattia e l’infelicità della sua infanzia fu susseguita nella vita adulta dalle morti di tre dei suoi sei figli durante la loro infanzia, la morte della prima moglie e la costante persecuzione religiosa. Visse in un era in cui i sovrani esigevano che le persone abbracciassero le loro stesse fedi religiose. Tuttavia si rifiutò di cambiare il suo credo cambiando sovrano. Fu un uomo della Bibbia e si rifiutò di accettare le leggi umane in cui credeva che contraddicessero la Bibbia. Sfortunatamente, questa posizione gli fece soffrire grandi persecuzioni in moltissime occasioni.

Un altro evento traumatico della vita di Keplero fu il processo della sua superstiziosa madre che fu accusata di stregoneria. Se fosse stata condannata, sarebbe stata torturata e bruciata sul rogo. Fu solo grazie all’abile difesa di Keplero che fu salva.

Attraverso tutte queste prove, Keplero mantenne la sua incrollabile fede in Dio. Riassunse la sua fede dicendo semplicemente “Sono un cristiano”.9 Nonostante i suoi grandi successi, rimase umile. Il suo desiderio era di “Far perire il mio nome se il nome di Dio Padre ne viene con ciò elevato”.9

Riconobbe che Dio come “il buon Creatore che ha generato la natura dal nulla”.9

Fu pronto a mettere da parte i piani che fece per la sua vita e seguì umilmente quelli di Dio.

Come risultato, più tardi nella vita fu in grado di dire: “Volevo diventare un teologo … ma ora vedo come Dio sia stato, attraverso i miei sforzi, glorificato in astronomia, poiché ‘i cieli raccontano la gloria di Dio’”.9

Referenze e note

  1. Giovanni Keplero, cutato in: Tiner, J. H., Johannes Kepler-Giant of Faith and Science, Mott Media, Milford, Michigan (USA), o. 193, 1977. Torna al testo.
  2. Encyclopaedia Britannica, 15th ed., vol. 22, p. 506, 1985. Torna al testo.
  3. Tiner, Ref. 1, p. 69. Torna al testo.
  4. Keplero citato in Tiner, Ref. 1, p. 172. Torna al testo.
  5. Encyclopaedia Britannica, vol. 22, p. 507, 1985. Torna al testo.
  6. “Magnus Dominus noster, & magna virtus ejus & Sapientiae ejus non est numerus” libro V cap X “De Motibus Planetarum”, p. 248 da Harmonices Mundi. Salmo 146:5 nella Vulgata, nella Nuova Diodati è il Salmo 147:5. La Terza Legge del Moto Planetario di Keplero afferma: P² ∝ a³ dove P è il periodo orbitale del pianeta e a è l’asse semiasse maggiore dell’orbita, mentre significa “proporzionale a”. Torna al testo.
  7. Ref. 1, (retro della copertina anteriore). Torna al testo.
  8. Tiner, Ref. 1, pp. 195-196. Torna al testo.
  9. Keplero citato in Tiner, Ref. 1, p. 197. Torna al testo.

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