Galileo a Padova
Siamo nel 1597. Galileo insegna Matematica all'Università di Padova all'età di 33 anni. Spiega il sistema tolemaico agli studenti.
Secondo Aristotele, l'intero universo può essere suddiviso tra mondo celeste e sublunare. Il mondo sublunare è composto dalla mescolanza dei quattro elementi di base: terra, acqua, aria, fuoco ed ha centro la Terra. Ciascuno di questi elementi ha il suo proprio “luogo naturale” e quello dell’elemento terra è situato al centro dell’universo. Esso è circondato dal guscio sferico dell’elemento acqua e questo, a sua volta, dai gusci sferici dell’aria e del fuoco. Quest’ultimo si estende fin sotto la Luna. Se allontanati dal loro luogo naturale, gli elementi tendono a tornarvi, con un “moto naturale”, rettilineo. Esso è diretto dall’alto verso il basso, nel caso degli elementi “pesanti”, cioè la terra e l’acqua; dal basso verso l’alto nel caso degli elementi leggeri, cioè l’aria e il fuoco. I corpi celesti, come pure le sfere che li trascinano, sono formati solo di etere. Il loro moto naturale è circolare. Essendo fatti solo di etere e non trovando opposizioni sono immutabili.
Alla luce di questa fisica, la struttura dell'universo può essere descritta con la Terra al centro circondata da un complesso sistema di sfere reali sulle quali ruotano gli altri corpi celesti, compresi i pianeti. Le cosiddette stelle fisse ruotano con la sfera più esterna che trascina nel suo moto diurno da est a ovest intorno all’asse celeste anche i sottostanti pianeti e il sole.
Al contrario delle stelle, i pianeti mostrano un moto annuo assai irregolare, e ciò richiede l'introduzione di alcune correzioni. Si introdussero quindi gli epicicli. Più tardi, Tolomeo (circa 130 d.C.) pose la Terra non più al centro delle orbite planetarie, ma in una posizione leggermente eccentrica rispetto a esse. Tolomeo fu così in grado di preparare tavole contenenti la posizione dei pianeti nel corso del tempo. Tali tavole erano alla base della costruzione dei calendari.
(Animazione in geogebra che mostra quanto detto, (la velocità di rotazione del pianeta sull’epiciclo deve essere maggiore di quella del punto sul deferente, rapporto almeno 7:1) (tolomeo.ggb) (apribile solo con il software geogebra)