Sistema Tolemaico
Il sistema geocentrico è un modello astronomico che pone la Terra al centro dell'Universo, mentre tutti gli altri corpi celesti ruoterebbero attorno ad essa. In Occidente il sistema geocentrico ebbe ampia diffusione nell'antichità e nel medioevo, soprattutto per ragioni filosofiche e religiose. Esso fu soppiantato fra il XVI ed il XVII secolo dal sistema eliocentrico, che poneva invece il Sole al centro dell'Universo. Questo passaggio, noto come rivoluzione copernicana segnò l'affermazione del metodo scientifico e la nascita della scienza moderna.
Secondo Aristotele (384-322 a.C.) i pianeti si trovavano nell'iperuranio (lo spazio "oltre il cielo", cioè sovralunare) ed erano perfetti, quindi dovevano avere orbite perfette. Poiché il cerchio era considerato la forma perfetta, i movimenti dei corpi celesti dovevano essere circolari ed il cosmo doveva essere suddiviso in una serie di sfere concentriche. La sfera centrale (detta anche sublunare) era occupata dalla Terra e dalla sua atmosfera; essa era l'unica parte "imperfetta" del cosmo, sia perché entro di essa i moti erano rettilinei, sia perché mutevole. Al di fuori di questa sfera ve ne erano altre otto, le prime corrispondenti ai sette pianeti (nell'ordine: Luna, Mercurio, Venere, Sole, Marte, Giove e Saturno) e l'ultima alle stelle fisse. Ogni oggetto celeste sarebbe stato "incastonato" nella propria sfera e ne avrebbe quindi condiviso il moto circolare uniforme (perfetto, immutabile ed eterno) attorno alla Terra 1.
Quindi l'universo è racchiuso in una sfera di dimensioni finite e consta di due parti nettamente distinte: il mondo dei corpi celesti e quello dei quattro elementi posto immediatamente sotto la Luna e che ha al suo centro la Terra. Questi quattro elementi (terra, acqua, aria e fuoco) sono di diversi tipi. Quelli pesanti (terra e acqua) si muovono naturalmente dall'alto verso il basso, tendendo così a raggiungere il proprio luogo naturale, che nel caso dell'elemento terra coincide con il centro della Terra, mentre nel caso dell'acqua è situato nel guscio sferico immediatamente superiore alla sfera della Terra. Gli elementi leggeri (aria e fuoco), invece, hanno un moto naturale dal basso verso l'alto, che termina quando vengono raggiunti i gusci superiori a quello dell'acqua, rispettivamente quelli dell'aria e del fuoco. In realtà questi quattro elementi non esistono normalmente allo stato puro, ma sono mescolati tra loro. È solo la prevalenza di uno di essi che causa la direzione del moto naturale del composto e la sua cessazione, una volta che esso abbia raggiunto il proprio luogo naturale. Così, è la prevalenza dell'elemento terra al centro del mondo a determinare l'immobilità del globo terrestre. E tale immobilità è confermata secondo Aristotele dall'assenza di qualsiasi movimento della Terra percepibile dai nostri sensi 2.
Il sistema geocentrico fu perfezionato nel II secolo a.C. dal massimo astronomo dell'antichità, Ipparco. Per spiegare le "irregolarità" del movimento dei pianeti egli suppose che essi percorressero con moto uniforme delle circonferenze di raggio relativamente piccolo (gli epicicli), i cui centri a loro volta si muovevano uniformemente su circonferenze di raggio molto maggiore (deferenti) il cui centro era nelle vicinanze della Terra. Poiché nessuna delle opere di Ipparco è giunta fino a noi, i dettagli di questo sistema ci sono noti attraverso l'opera dell'ultimo grande astronomo dell'antichità, Tolomeo (II secolo d.C.), che riprese e perfezionò l'opera di Ipparco. Il sistema è quindi spesso indicato come tolemaico. Esso aveva raggiunto una discreta precisione (tanto da essere indubbiamente superiore, dal punto di vista sperimentale, al sistema eliocentrico proposto da Aristarco da Samo), ma al prezzo di una grande complessità. Tuttavia le prove apportate nella tarda antichità e nel medioevo per sostenere il sistema geocentrico erano basate soprattutto su deduzioni da precetti teoretici e da testi sacri. Infatti questo sistema si adattava perfettamente alla dottrina della Chiesa cattolica, che quindi fece propri molti di questi concetti: una posizione privilegiata della Terra al centro dell'universo rendeva naturale considerare l'uomo come apice e fine della creazione3. Se nel Nuovo Testamento infatti non si fa menzione del mondo fisico così non è nell'Antico Testamento, dove in Genesi, nei Salmi, e in Giosuè si delinea l'idea di un mondo fisico. L'immagine biblica è molto primitiva e legata alla visione babilonese del mondo. La terra abitata dall'uomo è di forma quasi piatta, circondata dal mare e sembra galleggiare sulle acque inferiori, dalle quali hanno origine i fiumi. Più in basso c'è lo Sheol o la dimora dei morti. Sopra la terra c'è l'aria con tutti i fenomeni meteorologici usuali. Più in alto si muovono il Sole la Luna e le stelle che entrano in scena giornalmente passando attraverso aperture situate ad est nelle colonne del cielo, che sorreggono una volta celeste solida, per poi uscire da un'apertura a ovest, in quelle stesse colonne. Sopra la volta solida sono situate le cosiddette acque superiori, qui si trovano anche le saracinesche, che sono aperte da Dio solo in occasione della punizione dell'umanità degenere, dando origine al diluvio universale 4.
2) Annibale Fantoli, Galileo e la Chiesa, Una controversia ancora aperta, Carocci editore, Roma: 2010, pp.13-18
4) Annibale Fantoli, Galileo e la Chiesa, Una controversia ancora aperta, Carocci editore, Roma: 2010, pp.19-20