MI­CRO­SCO­PIO E TE­LE­SCO­PIO

l’in­ven­zio­ne del te­le­sco­pio, e quel­la qua­si con­tem­po­ra­nea del mi­cro­sco­pio, ri­vo­lu­zio­na­ro­no la no­stra per­ce­zio­ne dell’uni­ver­so e il no­stro sguar­do sul mon­do, per­met­ten­do­ci di scru­ta­re l’in­fi­ni­ta­men­te lon­ta­no e l’in­fi­ni­ta­men­te pic­co­lo

Storica NG Special - - Speciale storika - BERNAT HER­NÁN­DEZ PRO­FES­SO­RE DI STO­RIA MO­DER­NA ALL’UNI­VER­SI­TÀ AU­TO­NO­MA DI BARCELLONA

Due stru­men­ti ot­ti­ci le­ga­ti all’os­ser­va­zio­ne di quan­to vi è di più lon­ta­no e di quan­to vi è di più pic­co­lo eb­be­ro un ruo­lo de­ci­si­vo nel­la ri­vo­lu­zio­ne scien­ti­fi­ca dei se­co­li mo­der­ni. Te­le­sco­pio e mi­cro­sco­pio con­tri­bui­ro­no a mo­di­fi­ca­re in pro­fon­di­tà la no­stra per­ce­zio­ne del­la real­tà, a p re nd o n u ov i or i z z o n t i nell’am­bi­to di due scien­ze dal­le ori­gi­ni an­ti­chis­si­me qua­li l’astro­no­mia e la bio­lo­gia. En­tram­bi gli ap­pa­rec­chi nac­que­ro dal­la com­bi­na­zio­ne di len­ti e ve­tri gra­dua­ti, con ori­gi­ni co­mu­ni nel tem­po e nel­lo spa­zio: la fi­ne del XVI se­co­lo e le gran­di cit­tà mer­can­ti­li dei Pae­si Bas­si. Da se­co­li era no­to il po­te­re d’in­gran­di­men­to del­le len­ti, ma fu so­lo con la na­sci­ta del­la scien­za mo­der­na che si pen­sò di sfrut­tar­lo per fab­bri­ca­re stru­men­ti che po­tes­se­ro po­ten­zia­re le ca­pa­ci­tà vi­si­ve dell’oc­chio uma­no e, di con­se­guen­za, mi­glio­ra­re la no­stra co­no­scen­za dell’uni­ver­so che ci cir­con­da.

Le co­stel­la­zio­ni ba­bi­lo­ne­si

Nell’an­ti­chi­tà, l’astro­no­mia si ba­sa­va sull’os­ser­va­zio­ne a oc­chio nu­do dei cie­li. Ver­so il 1800 a.C., i Ba­bi­lo­ne­si die­de­ro un no­me al­le co­stel­la­zio­ni. Le ba­si dell’ot­ti­ca mo­der­na si de­vo­no agli Ara­bi, men­tre i pri­mi ca­ta­lo­ghi stel­la­ri ri­sal­go­no al mon­do gre­co e orien­ta­le. In Ci­na, si stu­dia­va il cie­lo da mi­glia­ia di an­ni. Quan­do il ge­sui­ta ita­lia­no Mat­teo Ric­ci vi­si­tò nel 1601 l’os­ser­va­to­rio im­pe­ria­le di Pe­chi­no, ri­ma­se stu­pi­to da­gli an­ti­chi “stru­men­ti astro­no­mi­ci for­gia­ti in me­tal­lo, de­gni di in­te­res­se per la lo­ro di­men­sio­ne e bel­lez­za. Non ab­bia­mo vi­sto né let­to nul­la di si­mi­le in Eu­ro­pa. Per 250 an­ni so­no ri­ma­sti qui, espo­sti al­la piog­gia, al­la ne­ve e a tut­ti gli agen­ti at­mo­sfe­ri­ci. Ep­pu­re, non han­no per­so nul­la del­la lo­ro bril­lan­tez­za ori­gi­na­le”.

Ep­pu­re, le co­no­scen­ze ac­cu­mu­la­te dall’Orien­te nel cor­so di mil­len­ni ven­ne­ro su­pe­ra­te dall’astro­no­mia eu­ro­pea in so­li due se­co­li, gra­zie all’in­ven­zio­ne del te­le­sco­pio. Al­la me­tà del XVI se­co­lo, in In­ghil­ter­ra si usa­va­no già le len­ti per os­ser­va­zio­ni a lun­ga di­stan­za, ma non a sco­po astro­no­mi­co. Nel 1608, in mo­do ca­sua­le, un ap­pren­di­sta dell’ot­ti­co olan­de­se Hans Lip­per­shey sco­prì che, com­bi­nan­do tra lo­ro due len­ti, riu­sci­va a ve­de­re in­gran­di­ta una chie­sa si­tua­ta a una cer­ta di­stan­za da lui, an­che se l’im­ma­gi­ne ri­sul­ta­va ca­po­vol­ta. Lip­per­shey mon­tò le len­ti su un tu­bo e fab­bri­cò il pri­mo te­le­sco­pio, ter­mi­ne che in gre­co si­gni­fi­ca “che ve­de lon­ta­no”. Il nuo­vo stru­men­to fu adi­bi­to a usi mi­li­ta­ri – ser­vi­va per scor­ge­re in an­ti­ci­po l’ar­ri­vo del­le trup­pe ne­mi­che – e si cer­cò di man­te­ne­re se­gre­ta la sua sco­per­ta: ma fu im­pos­si­bi­le. Par­ten­do da quan­to sa­pe­va sull’in­ven­zio­ne

di Lip­per­shey, Ga­li­leo Ga­li­lei co­struì un te­le­sco­pio po­ten­zia­to, in gra­do di in­gran­di­re fi­no a tren­ta vol­te il sog­get­to os­ser­va­to. Nell’in­ver­no del 1609, fab­bri­cò un “oc­chia­le” – co­sì Ga­li­leo chia­ma­va il suo stru­men­to – con il qua­le avreb­be rea­liz­za­to straor­di­na­rie sco­per­te astro­no­mi­che: os­ser­vò i sa­tel­li­ti di Giove, le fa­si di Ve­ne­re, le ru­go­si­tà del­la su­per­fi­cie lu­na­re, le mac­chie so­la­ri, gli anelli di Sa­tur­no; si ac­cor­se per pri­mo che la Via Lat­tea era com­po­sta da mi­ria­di di stel­le.

Te­le­sco­pi di ol­tre die­ci me­tri

Ga­li­leo pub­bli­cò tut­te que­ste sco­per­te nel suo Si­de­reus nun­cius (“Il mes­sag­ge­ro ce­le­ste”, 1610), e ne tras­se la con­fer­ma del­la va­li­di­tà del­la teo­ria elio­cen­tri­ca ela­bo­ra­ta dal po­lac­co Nic­co­lò Co­per­ni­co, un mo­del­lo astro­no­mi­co fin lì suf­fra­ga­to so­lo da cal­co­li ma­te­ma­ti­ci. Nel 1611, il te­de­sco Gio­van­ni Ke­pler mi­glio­rò a sua vol­ta l’“oc­chia­le” di Ga­li­leo, idean­do un te­le­sco­pio che mon­ta­va due len­ti con­ves­se an­zi­ché una con­ca­va e una con­ves­sa. Ciò ga­ran­ti­va un cam­po vi­si­vo mag­gio­re e me­glio il­lu­mi­na­to, ma al prez­zo di un au­men­to del­la lun­ghez­za fo­ca­le, ov­ve­ro del­la di­stan­za tra la len­te che fun­ge da obiet­ti­vo e il pun­to in cui l’im­ma­gi­ne è fo­ca­liz­za­ta. Ne de­ri­vò la ne­ces­si­tà di fab­bri­ca­re te­le­sco­pi sem­pre più lun­ghi, al­cu­ni an­che ol­tre i die­ci me­tri. Ma non era que­sto il ve­ro pro­ble­ma dei te­le­sco­pi ri­frat­to­ri (co­sti­tui­ti cioè da due len­ti); il lo­ro mag­gior li­mi­te era la scar­sa qua­li­tà del­le im­ma­gi­ni pro­dot­te, un di­fet­to do­vu­to agli alo­ni co­lo­ra­ti (det­ti aber­ra­zio­ni cro­ma­ti­che) cau­sa­ti dal­le leg­gi del­la ri­fra­zio­ne. In­si­gni ma­te­ma­ti­ci, tra i qua­li Car­te­sio, si ap­pli­ca­ro­no al pro­ble­ma, sen­za tut­ta­via riu­sci­re a esco­gi­ta­re una so­lu­zio­ne de­fi­ni­ti­va.

Fu co­sì che, ver­so la me­tà del XVII se­co­lo, si co­min­ciò a ri­flet­te­re sul­la pos­si­bi­li­tà di so­sti­tui­re le len­ti con cop­pie di spec­chi: adot­tan­do su­per­fi­ci ri­flet­ten­ti, in­fat­ti, i rag­gi lu­mi­no­si non avreb­be­ro su­bi­to ri­fra­zio­ni, e le im­ma­gi­ni pro­dot­te sa­reb­be quin­di sta­te pri­ve di aber­ra­zio­ni cro­ma­ti­che. Fu l’in­gle­se Ja­mes Gre­go­ry, nel 1663, il pri­mo a crea­re un te­le­sco­pio ba­sa­to sull’uso di spec­chi: uno pa­ra­bo­li­co, con fun­zio­ni di obiet­ti­vo, e l’al­tro concavo; ma il pri­mo ve­ro te­le­sco­pio ri­flet­ten­te fu ope­ra di Isaac New­ton, che nel 1668 ideò un esem­pla­re for­ma­to da uno spec­chio pri­ma­rio pa­ra­bo­li­co e da un pic­co­lo spec­chio pia­no in­cli­na­to di 45° ri­spet­to all’as­se ot­ti­co. Quat­tro an­ni do­po, il fran­ce­se Lau­rent Cas­se­grain pro­po­se a sua vol­ta un te­le­sco­pio ba­sa­to su una di­ver­sa com­bi­na­zio­ne di spec­chi: in es­so l’im­ma­gi­ne si for­ma­va die­tro lo spec­chio pa­ra­bo­li­co, op­por­tu­na­men­te fo­ra­to, e l’ocu­la­re si tro­va­va per­ciò sul­la cu­lat­ta del­lo stru­men­to, e non vi­ci­no all’estre­mi­tà su­pe­rio­re del tu­bo co­me in quel­lo new­to­nia­no. Nel 1721, in­fi­ne, l’in­gle­se John Had­ley pre­sen­tò al­la Royal So­cie­ty il pri­mo te­le­sco­pio ri­flet­to­re ca­pa­ce di pre­sta­zio­ni pa­ra­go­na­bi­li a quel­le dei mi­glio­ri ri­frat­to­ri dell’epo­ca.

Spec­chi di ve­tro ar­gen­ta­to

Nel frat­tem­po, an­che i te­le­sco­pi ri­frat­to­ri era­no sta­ti mi­glio­ra­ti. Nel 1733, per esem­pio, l’in­gle­se Che­ster Moo­re Hall ideò il pri­mo obiet­ti­vo acro­ma­ti­co, crea­to as­so­cian­do due len­ti con in­di­ce di ri­fra­zio­ne di­ver­so, una con­ver­gen­te e l’al­tra di­ver­gen­te: in tal mo­do le im­ma­gi­ni era­no mol­to più ni­ti­de e le di­stor­sio­ni cro­ma­ti­che ri­dot­te al mi­ni­mo. Nel 1845 si eb­be un nuo­vo pro­gres­so: l’astro­no­mo Wil­liam Par­sons pro­get­tò il più gran­de te­le­sco­pio fin lì mai rea­liz­za­to, un gi­gan­te con un dia­me­tro di 183 me­tri e spec­chi fat­ti in una le­ga di ra­me e sta­gno. La ve­ra svol­ta av­ven­ne tut­ta­via po­chi an­ni do­po, quan­do si dif­fu­se- ro i pri­mi spec­chi co­strui­ti in ve­tro ar­gen­ta­to: una tec­ni­ca che mi­glio­rò enor­me­men­te la po­ten­za vi­si­va dei te­le­sco­pi, con­sen­ten­do di av­via­re uno stu­dio si­ste­ma­ti­co del So­le e, in par­ti­co­la­re, del fe­no­me­no del­le eclis­si.

Un can­noc­chia­le ro­ve­scia­to

An­che la sto­ria del mi­cro­sco­pio, co­me quel­la del te­le­sco­pio, eb­be ini­ziò nel XVI se­co­lo. Seb­be­ne il po­te­re del­le len­ti fos­se no­to da tem­po, fu so­lo nel 1590 che, nel la­bo­ra­to­rio de­gli ot­ti­ci olan­de­si Hans e Za­cha­rias Jans­sen, pa­dre e fi­glio, nac­que il mi­cro­sco­pio “com­po­sto”; in pra­ti­ca un can­noc­chia­le ro­ve­scia­to con en­tram­be le len­ti con­ves­se: l’obiet­ti­vo, che ri­pro­du­ce­va l’im­ma­gi­ne dell’og­get­to, e l’ocu­la­re, che l’in­gran­di­va fi­no a 30 vol­te. Que­sto ru­di­men­ta­le stru­men­to fu poi per­fe­zio­na­to da An­tho­ny van Leeu­we­n­hoeck (1632-1723), che co­struì un mi­cro­sco­pio con una so­la len­te e riu­scì a por­ta­re l’in­gran­di­men­to di un’im­ma­gi­ne fi­no a 300 vol­te. Pri­vo di una for­ma­zio­ne scien­ti­fi­ca ca­no­ni­ca, que­sto com­mer­cian­te olan­de­se riu­scì con il suo mi­cro­sco­pio a os­ser­va­re per pri­mo mi­cror­ga­ni­smi qua­li glo­bu­li ros­si, pro­to­zoi e sper­ma­to­zoi, e a con­fer­ma­re le teo­rie dell’ita­lia­no Mal­pi­ghi cir­ca la cir­co­la­zio­ne san­gui­gna nei ca­pil­la­ri uma­ni. Le po­ten­zia­li­tà del mi­cro­sco­pio era­no co­mun­que enor­mi. Lo con­sta­tò an­che l’ in­gle­se Ro­bert Hooke (1635-1703) il qua­le, os­ser­van­do un pez­zo di su­ghe­ro, sco­prì l’esi­sten­za di in­vi­si­bi­li cel­le che for­ma­va­no il suo tes­su­to e le chia­mò “cel­lu­le”. Hooke per­fe­zio­nò il mi­cro­sco­pio e, pri­mo fra gli ac­ca­de­mi­ci del suo tem­po, lo uti­liz­zò per os­ser­va­zio­ni scien­ti­fi­che che rac­col­se nel trat­ta­to Mi­cro­gra­phia (1665): un te­sto che eb­be enor­me ri­so­nan­za tra i suoi con­tem­po­ra­nei, vuoi per le det­ta­glia­te de­scri­zio­ni fi­sio­lo­gi­che di in­set­ti, pian­te, mi­cror­ga­ni­smi, vuoi per le 60 ta­vo­le con cui Hooke il­lu­stra­va le sco­per­te fat­te.

RO­BERT HOOKE SCO­PRÌ LE IN­VI­SI­BI­LI STRUT­TU­RE CHE FOR­MA­NO IL SU­GHE­RO E LE BATTEZZÒ “CEL­LU­LE” RUE DES AR­CHI­VES / AL­BUM

LA NUO­VA IN­VEN­ZIO­NE. UNO DEI PRI­MI TE­LE­SCO­PI USA­TI DA GA­LI­LEO PER LE SUE RI­CER­CHE ASTRO­NO­MI­CHE. MU­SEO GA­LI­LEO, FI­REN­ZE.

te­le­sCO­PIO DI NeW­tON

Fu il pri­mo te­le­sco­pio ri­flet­to­re del­la sto­ria, che usa­va due spec­chi al po­sto del­le len­ti. Mo­del­lo del 1671 con­ser­va­to pres­so la royal so­cie­ty di lon­dra.

MI­CRO­SCO­PIO DEL 1765 REA­LIZ­ZA­TO DALL’OT­TI­CO FRAN­CE­SE FRA­NÇOIS VIL­LET­TE.

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