Il futuro di Galileo scienza e tecnica dal Seicento al Terzo Millennio
Sul finire del 1609 a Padova Galileo punta verso il cielo un cannocchiale, un manufatto da lui trasformato in strumento scientifico, e avvia le prime moderne indagini astronomiche. Una grande mostra a Padova per celebrare il IV centenario del cannochiale, promossa dal Comune di Padova e curata da Giulio Peruzzi e Sofia Talas.
Un affascinante viaggio che, a partire dall'opera stessa di Galileo e attraverso esempi eclatanti dei secoli successivi, si apre sulle nuove prospettive della scienza.
Sette le sezioni in cui si articola la mostra. Decisamente interattiva l'esposizione propone esperimenti, simulazioni multimediali, nonchè preziosi strumenti scientifici antichi e affascinanti strumenti moderni; proponendo diversi livelli di lettura e molteplici modalità di fruizione.
Prorogata fino al 28 giugno 2009
Nel periodo di proroga, dal 16 al 28 giugno, tutti i cittadini di Padova e provincia potranno usufruire del biglietto di
ingresso ridotto a "€ 5,00
Per informazioni e prenotazioni call center: 0492010010
Per saperne di più:http://www.ilfuturodigalileo.it/
Preambolo.
La scienza prima di Galilei
Fino al medioevo, in Europa, la conoscenza della natura è dominata dall'osservazione diretta, gli strumenti scientifici sono relativamente pochi e gli esperimenti limitati: l'attività scientifica si è via via ridotta a illustrare il sapere contenuto nei libri degli antichi maestri, la cui autorità non viene messa in discussione. La concezione tolemaica domina incontrastata: si pensa la terra immobile, posta al centro dell'Universo mentre le stelle, il Sole, e i pianeti le ruotano intorno.
Tra il XV e il XVI secolo, nel periodo dell'Umanesimo e del Rinascimento, un nuovo fermento culturale porta alla rifioritura della scienza europea.
Si riscopre e si studia la scienza greca e islamica, l'uomo riacquista fiducia nelle proprie potenzialità e vengono valorizzate le arti manuali come produttrici di conoscenza. Si ricomincia a costruire strumenti scientifici, essenzialmente di astronomia e matematica, e il cielo viene studiato con apparati come quadranti o astrolabi, che permettono di determinare la posizione degli astri.
Vengono così a crearsi le premesse per la grande Rivoluzione che sta per avviarsi a opera prima di tutto di uno scienziato toscano che lavora sopratutto a Padova e Firenze, Galileo Galilei.
Sezione 1. Dal cannocchiale di Galileo ai telescopi di oggi e di domani.
Osservare - sfogliare il libro della natura
Trasformazione di un manufatto in uno strumento scientifico
Il cannochiale venne inventato in Olanda. Se ne hanno notizie certe a partire dall'ottobre 1608. La notizia della nuova invenzione si diffonde rapidamente in Europa e nel novembre del 1609, Galileo riesce a costruire un cannocchiale capace di ben venti ingrandimenti. Puntando il suo strumento verso il cielo Galileo realizza le sue straordinarie scoperte destinate a rivoluzionare in modo radicale la visione del cosmo.
Nasce così l'astronomia moderna le cui osservazioni diventano nel corso dei secoli sempre più accurate e spettacolari, fino alle straordinarie immagini che ci giungono oggigiorno dai moderni telescopi orbitanti quali il telescopio Hubble.
Sezione 2. Il moto da Galilei a Einstein
Sperimentare - Ipotesi, teorie e fatti per leggere il libro della natura
La Matematizzazione della natura
Tra il 1604 e il 1609, quando si trova a Padova, Galilei ottiene fondamentali risultati sul moto dei corpi introducendo la nozione di accelerazione. Studiando la caduta libera dei corpi ne ricava l"espressione matematica, e lo stesso fa con accurati esperimenti sui moti di corpi lanciati come una palla di cannone mostrando che seguono una traiettoria parabolica. Egli inoltre congettura che il moto di corpi in una stanza (Galilei parlava di un locale sottocoperta in una nave, oggi l"immagine più comune è quella di uno scompartimento di un treno) segue le stesse leggi sia che la stanza sia ferma sia che si muova di moto rettilineo uniforme: è un primo abbozzo del cosiddetto principio di relatività galileiano la cui piena formulazione dovrà aspettare i contributi degli scienziati da Newton fino alla fine dell'Ottocento.
Í importante notare che i lavori sui moti locali di Galilei e dei suoi successori sono fondamentali per l"affermarsi del sistema copernicano: da Galilei in poi la fisica e l"astronomia sono indissolubilmente legate.
Nella seconda metà dell'Ottocento le scoperte nell'ambito dei fenomeni elettromagnetici condurranno a un superamento del principio di relatività galileiana che si sostanzierà nel 1905 nella proposta di Einstein della teoria della relatività .
Sezione 3. Scienza dei materiali: da Galileo alle nanotecnologie
Sperimentare - Ipotesi, teoria e fatti per leggere il libro della natura
Nel 1638, alcuni anni dopo essere stato condannato, Galilei pubblica in Olanda la sua ultima opera, i Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze. Una delle due nuove scienze era lo studio dei materiali e della loro resistenza, che Galileo inaugura in modo magistrale.
Senza seguire passo dopo passo la storia di questo settore di ricerca, viene qui ricordato un episodio importante legato alla storia di Padova: Giovanni Poleni, professore presso l"Ateneo patavino, svolge a partire dal 1740 sulla scia degli studi galileiani accurate ricerche sulla resistenza dei materiali nell'ambito del restauro della Cupola di San Pietro, che lui cura in collaborazione con Luigi Vanvitelli.
Attualmente la scienza dei materiali " con le nanotecnologie in particolare " costituisce uno dei settori di punta della fisica, della chimica, dell'elettronica, dell'ingegneria aerospaziale con lo sviluppo tra l"altro di nuovissimi materiali, altamente resistenti e dalle proprietà elettriche sorprendenti utilizzati in particolare nella costruzione di satelliti e vettori spaziali e nello sviluppo dei dispositivi elettronici più disparati.
Sezione 4. Dal vuoto seicentesco al vuoto quantistico
Sperimentare " ipotesi, teorie e fatti per leggere il libro della natura
Trasformazione di un manufatto in uno strumento scientifico
Fino alla fine del Cinquecento, si era certi che il vuoto fosse logicamente impossibile e che la natura avesse orrore del vuoto horror vacui.
Con l"inizio del Seicento, l"osservazione di vari fenomeni porta però a nuove riflessioni, in particolare nella cerchia di Galilei. Perché ad esempio le pompe non riescono a innalzare l"acqua oltre un"altezza di una decina di metri? Si giunge allora all'esperimento, famosissimo, proposto nel 1644 da Evangelista Torricelli, l"ultimo allievo di Galilei.
Il vuoto e l"azione della pressione atmosferica vengono messi per la prima volta in evidenza. L"esperimento di Torricelli segna l"invenzione del barometro che comincia ben presto a essere impiegato per le osservazioni meteorologiche e per le ricerche di pneumatica e rivoluziona anche la storia della termometria, portando all'invenzione intorno alla metà del Seicento dei termometri chiusi a liquido, gli antenati degli strumenti tuttora in uso.
Attualmente, qual è la moderna nozione di vuoto? Le odierne teorie sul vuoto aprono scenari inaspettati le cui conseguenze sulle applicazioni tecnologiche sono in larga parte inesplorate.
Sezione 5. La luce da Galileo ad oggi, una finestra sul cosmo
Sperimentare " ipotesi, teorie e fatti per leggere il libro della natura
Nei Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze Galilei propone le sue riflessioni e le esperienze da lui condotte sulla luce, cercando tra l"altro di dimostrare che questa ha una velocità finita. Dopo di lui Ole R͸mer, nel 1675, misura la velocità della luce attraverso l"osservazione dei satelliti di Giove, scoperti nel 1610 dallo stesso Galilei.
Ma cosa si sa della luce nel Seicento? Í un"onda come sostiene Huyghens o un corpuscolo come dicono i newtoniani? La questione sembrerà risolversi decisamente a favore del modello ondulatorio alla metà del XIX secolo con le misure di Foucault e Fizeau che stabiliscono che la velocità della luce diminuisce nel passaggio dall'aria all'acqua. Ma è davvero l"ultima parola sulla natura della luce? Oggi sappiamo che a seconda dell'ambito sperimentale la luce si comporta come un"onda o come un corpuscolo.
All"origine dell'attuale concezione della luce stanno le ricerche sui colori emessi o assorbiti dai vari elementi chimici. L"analisi di questi spettri di colori, una sorta di carta d"identità dei vari elementi, sarà un ausilio essenziale per lo studio delle stelle dall'Ottocento fino ai nostri giorni. Di colori si era occupato anche Galilei, ma all'epoca non poteva pensare a quanto importanti sarebbero diventati per capire l"infinitamente piccolo e l"infinitamente grande.
Sezione 6. Dal microscopio di Galileo agli acceleratori di particelle
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Trasformazione di un manufatto in uno strumento scientifico
Í Galilei che, pur senza usarlo per scopi scientifici, rende note le potenzialità del microscopio o occhialino nell'ambito della comunità scientifica. Inventato nei primissimi anni del XVII secolo, questo strumento rivoluziona non solo il mondo della fisica, ma tutte le ricerche nel campo delle cosidette scienze della vita, dalla botanica alla medicina. Grazie a microscopi sempre più sofisticati, si studiano oggigiorno molteplici aspetti dei fenomeni naturali, e in particolare con l"osservazione dei geni e del DNA si sono fatti progressi enormi nella comprensione del fenomeno vita.
Ma il viaggio nell'infinitamente piccolo della scienza moderna va ancora oltre le dimensioni delle molecole organiche: con gli acceleratori di particelle, si possono attualmente studiare componenti della materia almeno cento milioni di volte più piccoli degli atomi.
Sezione 7. Il sogno di Galileo? Il microscopio incontra il cannocchiale: dai quark ai misteri del cosmo
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Sperimentare " ipotesi, teorie e fatti per leggere il libro della natura
Nel Saggiatore Galilei riconduceva al moto di atomi realmente indivisibili le sensazioni " come il caldo e il freddo, di grato o in grato odore, di luce o di tenebra, di colore " che ci portano informazioni sui corpi macroscopici.
Gli sviluppi della scienza nel XIX e XX secolo hanno in realtà permesso ben altre convergenze tra l"infinitamente piccolo e l"infinitamente grande. L"osservazione dell'Universo e le teorie sulla sua evoluzione sono oggi riassunte nel cosiddetto Modello Standard dell'Universo, altrimenti noto come modello del Big Bang.
L"Universo, secondo questo modello, è nato circa 15 miliardi di anni fa. Allora un"energia enormemente alta si trovava concentrata in uno spazio piccolissimo che ha cominciato a espandersi. Nelle varie fasi dell'espansione si sono via via generati gli atomi, le molecole, le stelle, le galassie e finalmente, 12 miliardi di anni dopo il Big Bang, la vita. I moderni acceleratori di particelle, lavorando a energie sempre più alte, hanno permesso di riprodurre in laboratorio situazioni simili a quelle che si pensa dovessero essere proprie dell'Universo nelle prime frazioni di secondo dopo il Big Bang. Tuttavia, fino a pochi anni fa si era convinti che l"espansione dell'Universo dovesse rallentare. Oggi, invece, nuovi clamorosi risultati delle osservazioni astronomiche hanno dimostrato che l"espansione dell'Universo è accelerata. Deve esistere una qualche energia ancora ignota e per questo chiamata energia oscura responsabile di questa accelerazione. Nuovi scenari si aprono alla ricerca scientifica.
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