venerdì 1 luglio 2011

Il Sidereus Nuncius di Galileo Galilei raccontato ai bambini

Riporterò in questo post il racconto di un'esperienza che ho realizzato con la mia classe durante lo scorso anno scolastico, in occasione dei 400 anni dalla pubblicazione del Sidereus Nuncius, un'opera di importanza incredibile per la Storia della Scienza moderna, che racconta come Galileo Galilei sia riuscito letteralmente ad aprire gli occhi sull'Universo e a renderlo "visibile" per tutti.

Il 12 marzo 2010 era un anniversario importante, che non poteva sicuramente sfuggire a un’amante dell’astronomia come me. Ho voluto quindi festeggiare questo evento con i miei bambini (anche per concessione del mio collega di scienze), raccontando loro ciò che di straordinario era avvenuto 400 anni prima…
Il 12 marzo del 1610, infatti, venne pubblicato da uno scienziato pisano un libro che avrebbe totalmente cambiato la Scienza e che avrebbe lasciato un segno profondissimo in moltissimi ambiti della storia. Si tratta del Sidereus Nuncius di Galileo Galilei.

Ai bambini ho raccontato la vita dello scienziato, che fin da giovane dimostrò di saper osservare il mondo in maniera molto personale e molto scettica nei confronti delle credenze e delle “fiducie” del tempo, per esempio delle idee di Aristotele, un altro grande scienziato molto più antico, che però peccava nella sperimentazione e molte delle sue idee le aveva costruite sul ragionamento puro…idee che, mai state sperimentate, perduravano dopo secoli come dettami divini. (L'articolo dei Maghimatici a proposito della difficoltà di raccontare gli eventi della Storia della Scienza ai bambini, anche a causa della riforma nell'insegnamento della storia nella scuola, che non permette una chiara collocazione sulla linea del tempo degli eventi, cade a proposito ed è un ostacolo che, parlando di Galileo, Aristotele e del primo Rinascimento, ho trovato completamente anch'io. Ma questo è un altro discorso!)
Galileo cominciò a pensare con la sua testa e a verificare che alcune delle suddette ipotesi non trovavano riscontri nella realtà. E ciò cominciò a procurargli dei nemici.
Lo scienziato fece anche molte invenzioni e si occupò di moltissimi ambiti del sapere scientifico, ma le vicissitudini lo portarono ad interessarsi di una questione molto importante: la scoperta dell'Universo.
Galileo era uno scienziato che era diventato molto famoso e per questo venne interpellato per dare una spiegazione ad alcuni fenomeni che stavano accadendo apparentemente senza motivazione. In primo luogo gli fu chiesto di spiegare la misteriosa apparizione di una stella molto brillante che all’improvviso era comparsa nel cielo e dopo poco tempo di nuovo scomparsa (oggi sappiamo che si trattava dell'esplosione di una Supernova, che crea per un breve periodo una luminosità molto intensa nel cielo); inoltre fu visibile per un certo periodo una cometa, allora simbolo di sventura e catastrofe (poiché le comete avevano un moto apparentemente caotico per gli astronomi del tempo e le loro traiettorie non potevano essere né calcolate né previste a causa della particolare concezione dell’universo di allora).
A quel tempo, infatti, la visione dell’universo era molto diversa dalla nostra. Anticamente (in particolare dopo il Medioevo) si credeva che la Terra fosse piatta (interessante è stato provocare i bambini dicendo loro: “Ma perché? Vi sembra tonda sotto i vostri piedi?”), ma dopo le imprese di Cristoforo Colombo e la scoperta delle “Indie” al di là dell’oceano, la convinzione che la Terra fosse sferica si sedimentò. Rimaneva però una convinzione inossidabile: la Terra stava ferma, immobile, al centro dell’Universo e tutto il resto (sole, pianeti, stelle) le girava intorno. Questo era a tutti gli effetti un dato di fatto (anche qui è bello provocare i bambini chiedendo se per caso sentono i movimenti della Terra o se invece sembra che sia tutto il resto a girarci attorno), ma le teorie per spiegare, per esempio, i moti dei pianeti e delle “sfere celesti” si erano susseguite nei secoli portando spiegazioni sempre più elaborate e complesse. Poco prima della nascita di Galileo, uno scienziato di nome Copernico aveva però formulato una teoria all’epoca molto bizzarra (e pericolosa): che non fosse il Sole con le stelle e i pianeti a ruotare attorno alla Terra, ma piuttosto che fosse la Terra a ruotare su sé stessa e intorno al Sole che era fisso nell’Universo. La teoria fece molto scalpore, ma purtroppo, oltre alle ipotesi di percorso dei pianeti nettamente più semplici da spiegare, non vi erano prove a favore che la accreditassero. Non solo, ma c’era un ostacolo molto pericoloso che rinnegava fortemente questa teoria ed era pronto ad uccidere chi decideva di divulgarla (come un certo Giordano Bruno): era la potenza della Chiesa, che fondava la sua conoscenza sulla Bibbia…e nella Bibbia c’era scritto che era il Sole a ruotare intorno alla Terra.
Galileo si interessò di questa particolare teoria e si convinse che fosse quella giusta, ma non riusciva a spiegarla.
Accadde però in quegli anni un evento fondamentale: in Olanda un ottico, osservando diversi tipi di lenti, inventò uno strumento interessante, che permetteva di avvicinare moltissimo le cose lontane: era il cannocchiale. Questo strumento diventò subito un oggetto ricercatissimo, soprattutto dai ricchi signori. Il suo uso principale, durante una battaglia,  poteva essere quello di avvistare i nemici provenienti da molto lontano e di scoprirli in modo da prepararsi a combatterli più tempestivamente.
Il cannocchiale era un lungo tubo alle cui estremità erano poste due lenti particolari: una concava e una convessa.
Ho portato ai bambini un cannocchiale da analizzare. Abbiamo guardato insieme la forma delle due lenti e abbiamo provato ad osservare oggetti lontani, fuori dalla finestra. I bambini avevano già fatto esperienze di lenti di ingrandimento, ma le lenti di ingrandimento fanno vedere bene le cose piccole e poco distanti. Questo oggetto, invece, permetteva loro di vedere cose grandi e lontane. Per qualcuno è stato una vera scoperta e sorpresa: c’era chi non ne aveva mai fatto esperienza ed è rimasto letteralmente incantato dalle sue possibilità. Ciascuno di loro ha provato ad osservare diversi oggetti lontani prima ad occhio nudo, poi usando il cannocchiale nel modo corretto ed infine usandolo al contrario, per vedere che cosa accadeva.
Ma torniamo ancora un attimo a Galileo. Lo scienziato venne a sapere della scoperta e capì da solo come potersene costruire uno. Perciò si mise al lavoro tra vetri e lenti, finché non giunse ad un prodotto che lo soddisfacesse. Egli però aveva in mente usi non certo militari per quell’oggetto: infatti invece di puntarlo verso la terra, decise di puntarlo verso il cielo…e vide per la prima volta in assoluto cose che erano inimmaginabili per l’occhio umano.
Osservò il “troppo grande” e “troppo lontano” per essere visto con i semplici occhi e per far sapere al mondo quello che di straordinario aveva scoperto decise di pubblicare un libro, il Sidereus Nuncius, appunto, in cui parlava delle sue incredibili osservazioni.
Sidereus Nuncius significa letteralmente "annunciatore celeste", "messaggero dalle stelle" (ai nostri tempi si sarebbe forse chiamato "news spaziali"!); questo titolo curioso è stato dato (oltre che probabilmente per attirare l'attenzione degli ipotetici lettori) soprattutto per dare in poche parole l'idea di quanto potessero essere incredibili e stupefacenti le novità riportate da questo rivoluzionario scritto, giunte direttamente dallo spazio!
Le scoperte di Galileo, elencate in questo libro, furono essenzialmente 8:
1)      Con il cannocchiale si vedevano molte più stelle che non erano visibili a occhio nudo!
2)    A occhio nudo la Via Lattea sembra una scia bianca nel cielo. In realtà è fatta da milioni di stelle! Avevamo già osservato le costellazioni del cielo in un lavoro precedente (che a breve racconterò su questo blog), ovviamente tramite disegni, immagini, diapositive e racconti di storie inerenti al nome di ciascuna costellazione. Qualcuno aveva poi provato ad osservare di sera le costellazioni visibili in cielo. Avevamo anche riflettuto sul fatto che i disegni sono arbitrari e possono sembrare altre cose e che le stelle sono in realtà disposte tridimensionalmente nel cielo e osservandole da un punto di vista diverso da quello della Terra le loro conformazioni possono cambiare moltissimo.
3)    Tutti credevano che la Luna fosse liscia e perfetta, come una sfera di cristallo. In realtà è fatta “come la Terra”: ci sono montagne, pianure, mari (senz’acqua), … Abbiamo osservato alcune immagini da telescopio della Luna e le abbiamo confrontate con i disegni di Galileo del Sidereus Nuncius. Abbiamo anche tentato un’osservazione con il cannocchiale verso lo spicchio di Luna visibile durante un pomeriggio, ma lo strumento che avevamo a disposizione non riusciva ad ingrandire più di tanto gli oggetti lontani. In ogni caso per i bambini è stata un'importante scoperta il capire che la Luna non è liscia, ma la sua superficie è irregolare.
4)    La Luna ha delle fasi cioè cambia aspetto durante i diversi giorni. Con i bambini ho fatto in classe il gioco delle fasi lunari: in cui un bambino faceva il Sole, un altro la Luna e un gruppo di bambini osservava quello che succedeva dalla Terra. In questo modo i bambini hanno potuto capire molto semplicemente perché la Luna cambia il suo aspetto durante i giorni di un mese e quale aspetto ha a seconda della sua posizione rispetto a Sole e Terra. Il gioco è stato molto interessante: ha estremamente chiarito le idee su come funzionano le fasi lunari, anche sfruttando i ruoli che ogni bambino doveva assumere per far funzionare bene la simulazione: il Sole rimaneva sempre fisso, la Luna doveva tenere la sua faccia illuminata sempre rivolta verso il Sole (è chiaro: è il Sole che la illumina), mentre i bambini che facevano parte del gruppo della Terra osservavano quello che succedeva e si sono resi conto che, per esempio, la Luna nuova non si vede sia perchè ci mostra la sua "faccia buia", sia perchè è nella stessa posizione del Sole, quindi appare quando sulla Terra è pieno giorno (in questi casi possono quindi accadere le eclissi di Sole); la Luna crescente, prima della mezza Luna, è ancora "vicina" alla posizione del Sole, quindi si vedrà per poco tempo, quando sulla Terra è da poco passato il tramonto; la Luna piena invece è in posizione opposta al Sole ed è per questo che si vede la faccia della Luna completamente illuminata e perfettamente rotonda.
Inoltre ecco la scoperta ulteriore fatta da Galileo. Quando vediamo la Luna piena, la notte non è troppo buia, perché la Luna riflette un po’ di luce sulla Terra (si dice che c'è il "chiaro di Luna"). Ma anche la Terra riflette la sua luce sulla Luna e in certi giorni (i primi della fase lunare, appena dopo la Luna nuova e prima della mezza Luna) si può vedere sulla Luna il “chiaro di Terra” (un chiarore sulla parte non illuminata dal sole, che è dato appunto dal riflesso della "Terra quasi piena" che si può vedere dal satellite).
 5)    Anche il pianeta Venere ha delle fasi come la Luna. Ciò significa che non può ruotare intorno alla Terra, ma ruota attorno al Sole! Avevamo già conosciuto i pianeti del Sistema Solare un po’ di tempo prima e avevamo già parlato del pianeta Venere; questo aggancio è servito per approfondire la conoscenza del pianeta e capire come dalla Terra sono visibili i pianeti interni e i pianeti esterni.
6)    Giove ha 4 satelliti che gli girano intorno. Anche a loro non interessa nulla della Terra! Galileo scopre che Giove possiede 4 piccoli satelliti (che egli chiamerà Astri Medicei, in onore di Cosimo II De' Medici, oggi chiamati Europa, Io, Ganimede e Callisto) e osservandoli ogni sera grazie al suo cannocchiale capisce che questi corpi celesti ruotano soltanto intorno a Giove, ignorando completamente il nostro pianeta Terra che, dalla Chiesa e dagli antichi, veniva considerato il centro indiscusso dell'Universo. Con i bambini abbiamo osservato i disegni fatti da Galileo e abbiamo cercato di interpretarli, anche grazie alla visualizzazione di immagini.
7)    Il Sole ha delle macchie sulla sua superficie. Queste macchie non sono sempre nello stesso punto: questo significa che anche il Sole ruota su sé stesso! In particolare le macchie solari sono delle zone sulla superficie solare più "fredde" (metto il fredde tra virgolette perchè in queste zone la temperatura si aggira intorno ai 5000 gradi! Tutt'altro che freddo, per la nostra personale esperienza!), ma il merito di questa scoperta non è da attribuire a Galileo. Non siamo riusciti ad osservare le macchie solari, se non grazie alla visualizzazione di immagini specifiche. Si potrebbe utilizzare un telescopio e proiettare la luce che ne fuoriesce su un cartoncino o un cartellone bianco: in questo modo si riescono a visaulizzare abbastanza bene sia il Sole che le macchie e senza che la visione sia pericolosa per i nostri occhi. In ogni caso anche la scoperta della rotazione del Sole è decisamente rivoluzionaria, sia per Galileo, sia per i bambini, che fino a quel momento erano convinti che il Sole fosse assolutamente immobile!
8)   Saturno ha delle “strane cose” intorno a sé. Galileo le chiama “le orecchie di Saturno”! Il cannocchiale di Galileo non era abbastanza potente da permettergli di vedere bene Saturno. Però lui nota che il pianeta è attorniato da qualcosa di strano: lo scienziato pensa anche che possa essere un sistema di tre oggetti vicini, ma l'ipotesi delle "orecchie di Saturno" è sicuramente più divertente e curiosa per i bambini (come lo è il disegno che Galileo riporta sul Sidereus Nuncius: inconfondibile!). Oggi però sappiamo che quelle “strane cose” o quelle "orecchie" sono in realtà degli anelli!
Di tutte queste scoperte (non potendo verificarle tutte in prima persona e in pieno giorno a scuola a causa della luce del Sole e a causa della mancanza di strumenti sufficientemente precisi) abbiamo visionato numerose immagini e rappresentazioni anche grazie all’utilizzo del computer. I bambini sono rimasti molto affascinati dalle diverse scoperte. In particolare il fatto che Galileo avesse definito “orecchie” ciò che era a malapena visibile attorno a Saturno, grazie all’ingrandimento poco potente del suo cannocchiale, ha divertito molto i bambini e li ha fatti riflettere sul fatto che gli strumenti possono migliorare sempre di più le nostre osservazioni e possiamo arrivare sempre più in là con le possibilità della nostra visione (abbiamo quindi sempre una visione parziale dei fenomeni, che possono essere ingranditi o rimpiccioliti e mostrare altri “mondi nel mondo”).
La storia di Galileo è poi proseguita con il racconto di ciò che questo libro aveva scaturito nelle menti dei più scettici: c’era chi diceva che lo strumento aveva il potere di stregare le persone portandole a vedere solo illusioni, c’era chi era molto infastidito dalle idee che nel libro venivano descritte (la Chiesa in primis), ma per fortuna c’era anche chi lesse questo libro con stupore e continuò il lavoro che Galileo aveva iniziato.
La Chiesa, che aveva un enorme potere, arrivò a sequestrare i libri e a imprigionare Galileo, costringendolo a rinnegare tutto ciò che aveva scoperto, facendogli dire che erano state soltanto teorie immaginarie. (E gli eventi furono certamente molto meno ironici di questa simpatica vignetta!)
Per fortuna, come era normale che fosse, le idee di Galileo furono tutt’altro che dimenticate e l’astronomia, così come tutte le scienze, cambiò di aspetto radicalmente, portando gli uomini a una nuova concezione della scienza e del fare scienza.
La storia di Galileo ha appassionato moltissimo i bambini, che a distanza di tempo ancora ricordano molto bene i passaggi che hanno portato alla scoperta dell’Universo tramite l’uso del cannocchiale. 
La Storia della Scienza ha il merito non solo di far conoscere ai bambini come le teorie scientifiche sono state costruite, ma anche di far loro capire perché alcuni scienziati in un certo momento della loro vita si sono posti domande e hanno cercato di rispondere. In questo senso la Storia della Scienza coinvolge i bambini, non solo perché fa sembrare tutto più “umano” e più vicino alla realtà contingente, ma anche perché permette di dare una causalità e una consequenzialità a ciò che solitamente rimane abbastanza astratto e slegato dal contesto materiale e pratico.
I bambini si sono immedesimati un po’ in Galileo e nelle sue attività, tramite l’osservazione diretta e di immagini dei fenomeni che ci circondano. Hanno sicuramente intuito quanto può essere grande l’Universo che ci contiene, che è molto di più di quello che possiamo vedere semplicemente con i nostri occhi…

5 commenti:

  1. Ciao Cristina, un lavoro bellissimo! Complimenti! Ho visto che i miei blog didattici sono tra i tuoi link. Ti ringrazio!

    La scienza ti piace molto, vedo. Sei allora invitata già da adesso a partecipare al Carnevale della Fisica di settembre che ospiterò su Scientificando.

    A presto!

    annarita

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  2. Ti ringrazio molto. Anzi, complimenti a te che fai dei lavori incredibili! Non potevo non inserire i tuoi blog tra i miei preferiti!
    Grazie per l'invito al Carnevale, sarò davvero contenta di poter partecipare con un mio piccolo contributo!

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  3. Dammi tempo, Cris, e anche il tuo blog sarà tra i miei. Sono in partenza per il mare...ma ci sentiremo e continuerò a bloggare.

    Sono contenta di averti trovata. Sei un talento didattico:)))

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  4. Ahahah esagerata! Diciamo che ho trovato il modo più congeniale per dare libero sfogo alla mia mente, che, in questo periodo soprattutto, è un fiume in piena di idee! :-)
    Dai, ci teniamo in contatto. Allora buone vacanze! (a me mancano ancora 20 giorni!)

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  5. Ahahah esagerata! Diciamo che ho trovato il modo più congeniale per dare libero sfogo alla mia mente, che, in questo periodo soprattutto, è un fiume in piena di idee! :-)

    Che cosa dicevo?

    Ascolta, questi lavori li possiamo pubblicare sui miei blog con relativa maternità e adeguata presentazione? Ne farei dei pdf disponibili da scaricare per la condivisione. Sono delle esperienze che sarebbero utili a molti.

    Pensaci e fammi sapere. Non nell'immediato ché sono in mezzo a mille cose.

    Buone vacanze anche a te. Ci teniamo in contatto sì...non ho intenzione di perderti di vista.

    annarita

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