Nicholas Copernicus (1473-1543).

Il sistema eliocentrico

L'ipotesi eliocentrica e la rivoluzione copernicana

Nel contesto delle certezze assolute presenti nel sistema tolemaico ed in un clima culturale particolare, apparve nel 1543 il De Revolutionibus Orbium Coelestium di Nicolò Copernico (1473-1543), nel quale veniva introdotto il sistema eliocentrico. Tale ipotesi era stata, per la verità, già formulata nel passato da Aristarco di Samo, ma i tempi non erano ancora maturi per accoglierla.

Copernico pose il Sole al centro dell'Universo ed i pianeti Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove e Saturno, in ordine di distanza crescente, che compiono rivoluzioni intorno al Sole su orbite circolari. La Terra, inoltre, viene dotata di un movimento di rotazione su sé stessa in senso antiorario, in modo da spiegare l'apparente rotazione diurna della sfera celeste nel verso orario. La Luna, infine, viene dotata di un moto di rivoluzione intorno alla Terra, il che spiega le fasi lunari.

Già dalla descrizione qualitativa, con il disegno, la concezione copernicana ha il grande vantaggio di una maggiore semplicità rispetto a quella tolemaica.
Da un punto di vista quantitativo, con l'ausilio di precisi calcoli matematici, la nuova ipotesi si concilia con le osservazioni e permette di rendere conto di tutte le apparenze meglio ancora del sistema tolemaico ed in maniera assai più semplice.
In base alle schema copernicano è possibile separare i pianeti che orbitano tra la fascia degli Asteroidi ed Sole da quelli oltre la fascia degli Asteroidi. Si distinsero quindi i corpi del Sistema Solare in pianeti inferiori e pianeti superiori.

I pianeti inferiori

Vennero identificati in Mercurio, Venere, Terra e Marte che presentano, a parte Marte, fasi analoghe a quelle. Questa osservazione, delle fasi di Venere, effettuata da Galileo Galilei (1564-1642) nel XVII secolo, fu determinante per la verifica del sistema copernicano. In particolare Galileo scoprì non solo che Venere presentava delle fasi ma anche che variava il suo diametro apparente (da 9.9" a 64.5") in funzione del passaggio dalla congiunzione inferiore (il punto di minima distanza dalla Terra) alla congiunzione superiore (il punto di massima distanza dalla Terra). Marte, incluso tra i pianeti interni, risulta più vicino a noi quando si trova in opposizione mentre in congiunzione si trova più vicino al Sole. Le fasi di Marte, a differenza della Luna e degli altri pianeti interni, non si estendono invece in tutto l'intervallo da "pieno" a "nuovo" il ché dipende dal fatto che si trova oltre l'orbita terrestre.

Pianeti superiori

Sono invece quelli più esterni; Giove e Saturno a non presentare fasi. Fondamentale per la completa verifica della teoria eliocentrica fu la scoperta, sempre effettuata da Galileo con il cannocchiale da lui costruito, dei satelliti, detti appunto galileiani, di Giove. Il trovare attorno al pianeta più grande del Sistema Solare una serie di quattro pianetini che vi orbitavano intorno (nell'immagine a fianco la pagina dove Galileo descrisse da sua scoperta), poneva in evidenza la esistenza di un Sistema Solare in miniatura rendendo così inutile ed obsoleta la idea della "centralità" della Terra.