Keplèro, Giovanni

nome italianizzato dell'astronomo tedesco Johannes Kepler (Weil, Württemberg, 1571-Ratisbona 1630). Di umili origini e delicato di salute, fu avviato agli studi ecclesiastici nel seminario di Tubinga, dove ebbe modo di conoscere il matematico M. Mästlin che lo iniziò all'astronomia copernicana. Nel 1594, abbandonata la carriera ecclesiastica, accettò un incarico di insegnamento al ginnasio di Graz. Nel 1596 diede alle stampe la sua prima opera che gli consentì di farsi conoscere nell'ambiente scientifico e di entrare in contatto con T. Brahe e G. Galilei. Trattasi del Prodromus dissertationum continens mysterium cosmographicum de admirabili proportione orbium coelestium, nella quale, sotto l'influsso di una mistica pitagorico-platonica dei numeri, tentò di stabilire una corrispondenza tra le orbite dei pianeti e le proprietà geometriche dei cinque poliedri regolari, intercalando alle sfere che contenevano l'orbita dei pianeti i cinque solidi (cubo, tetraedro, dodecaedro, ottaedro e icosaedro). Successivamente, allontanato da Graz perché protestante, accolse l'invito di Brahe di recarsi al castello di Benatek vicino a Praga, come suo collaboratore (1600). Qui il giovane scienziato ebbe occasione di studiare l'accurato materiale osservativo raccolto da Brahe e di discuterlo vivacemente con il grande astronomo danese. All'improvvisa morte di Brahe venne nominato matematico imperiale da Rodolfo II, con l'incarico principale di mettere a punto le Tabulae Rudolphinae e di completare le osservazioni su Marte già iniziate da Brahe. Di particolare interesse in questo periodo, in cui Keplèro si occupò frequentemente anche di problemi astrologici, fu la pubblicazione del trattato Astronomiae Pars Optica aut Paralipomena ad Vitellionem (1604) nel quale rinnovò l'ottica medievale ed elaborò una nuova teoria della visione. Nel frattempo proseguì gli studi su Marte, sino a quando scoprì che le difficoltà relative alle irregolarità del moto del pianeta svanivano non appena si fosse stabilito che il pianeta si muoveva su un'ellisse, descrivendo aree uguali in tempi uguali. Da ciò dedusse le prime due leggi che stanno alla base dell'astronomia moderna e che comunicò ufficialmente nell'opera del 1609: Astronomia nova seu physica coelestis tradita commentariis de motibus stellae Martis ex observationibus G. V. Tychonis Brahe. L'anno successivo confermò la straordinaria scoperta galileiana dei satelliti di Giove nella Dissertatio cum nuncio sidereo. Nel 1611 pubblicò la Dioptrice, con lo scopo di dare la teoria del cannocchiale di Galileo e propose un tipo di cannocchiale a oculare convesso detto kepleriano. Alla morte di Rodolfo II (1612), pur confermato nel suo incarico, insegnò anche matematica a Linz, dove rimase fino al 1626. Le ricerche che in questo periodo Keplèro condusse nell'ambito della matematica culminarono nella Nova stereometria doliorum vinariorum del 1615, dove espose tra l'altro un metodo di ricerca dei massimi e minimi. Fra il 1618 e il 1621 venne pubblicata l'opera Epitome astronomiae copernicanae, in cui diede un'esaustiva esposizione delle ricerche di Copernico, di Galileo e delle proprie, nell'ambito del sistema eliocentrico già dato per certo. Nel 1619 diede alle stampe l'opera Harmonices mundi libri V, in cui espose un quadro mistico-metafisico del mondo e, sulla base degli studi sui satelliti di Giove, enunciò la terza legge fondamentale dell'astronomia che collega i tempi di rivoluzione dei pianeti con gli assi delle rispettive ellissi. Sventure familiari, persecuzioni religiose e disagi economici resero amara l'esistenza del grande astronomo, che solo negli ultimi anni della sua vita trovò parziale conforto nell'appoggio datogli dal generalissimo Wallenstein. Nel 1627 poté finalmente pubblicare le Tabulae Rudolphinae cui aveva atteso per tanti anni e che furono largamente usate dagli astronomi per oltre un secolo in quanto consentivano di calcolare con notevole precisione la posizione dei pianeti. Keplèro si interessò anche di questioni cronologiche e scrisse un opuscolo in difesa del calendario gregoriano. Il suo grande merito rimane comunque quello di aver confermato sperimentalmente – anche se spesso fuorviato da concetti superstiziosi – la teoria copernicana e di aver chiuso per sempre le controversie e le speculazioni sul moto del sistema solare.

Leggi di Keplero

I legge: ogni pianeta descrive nel suo moto intorno al Sole un'orbita ellittica di cui il Sole occupa uno dei due fuochi; II legge: le aree descritte dal raggio vettore, cioè dal segmento che unisce il Sole al pianeta, sono proporzionali al tempo impiegato a descriverle; III legge: i quadrati dei tempi impiegati dai vari pianeti a percorrere le rispettive orbite sono proporzionali ai cubi dei semiassi maggiori delle orbite stesse . In forza della I legge, risulta che l'intensità del flusso radiativo solare che investe il pianeta varia con continuità nel corso di ogni rivoluzione. La II legge, detta “legge delle aree”, impone che ogni pianeta si sposti con velocità maggiore al perielio (la Terra, per esempio, raggiunge 30,27 km/s il 2 gennaio, punto più vicino al Sole, mentre non supera 29,28 km/s il 3 luglio, nel punto più lontano), determinando la diversa durata delle stagioni. La III legge afferma che il periodo di rivoluzione intorno al Sole cresce, con la distanza eliocentrica, secondo una proporzionalità di carattere universale. Le leggi di Keplèro posseggono validità in ogni angolo dell'Universo; si rivelano indispensabili nello studio delle stelle doppie e multiple; nella deduzione della distribuzione della materia all'interno di una galassia; nella pianificazione delle missioni spaziali .

Bibliografia

W. Gerlach, M. List, Johannes Kepler, Leben und Werke, Monaco, 1966; Curtis Wilson, Kepler's Derivation of the Elliptical Path, in “Isis”, 1968; A. M. Petroni, Modelli, l'invenzione e la conferma. Saggio su Keplero, Milano, 1989.