Il transito di venere

Un evento celeste. Nel 1716 l'inglese Edmund Halley (da cui prende il nome la cometa) descrisse una procedura per utilizzare le osservazioni del "transito" del pianeta Venere attraverso la faccia del Sole per determinare la parallasse solare - un angolo calcolato da due posizioni sulla Terra - e da qui la distanza dalla Terra al Sole. Gli astronomi erano ansiosi di conoscere questa distanza perché avrebbe permesso loro di calcolare in modo più accurato le distanze degli altri pianeti conosciuti dal Sole. Conoscevano le distanze relative dei pianeti l'uno dall'altro, ma non potevano determinare con precisione le dimensioni del sistema solare senza conoscere la distanza della Terra dal Sole. E c'era un problema: i transiti avvenivano raramente; prima del 1761, l'ultimo transito di Venere era stato nel 1639. Il transito era previsto di nuovo nel 1761 e 1769, ma dopo non per altri 105 anni. Chiaramente l'opportunità di fare osservazioni precise doveva essere colta, perché l'occasione non sarebbe tornata più per chiunque fosse in vita. L'intero mondo scientifico si è concentrato sugli eventi in avvicinamento.

I requisiti. Un corretto calcolo della parallasse richiedeva almeno tre punti di osservazione sulla Terra, ciascuno con longitudine e latitudine misurate con precisione. Ogni osservatore doveva conoscere l'ora locale esatta del giorno in cui il transito è iniziato (così come l'ora nello stesso momento al Royal Observatory di Greenwich, in Inghilterra), e quindi doveva misurare la durata del transito dall'inizio al finire con la stessa precisione millimetrica. I telescopi più potenti e gli strumenti di cronometraggio più precisi sarebbero stati necessari per il transito quando fosse arrivato. Anche il bel tempo era una necessità.

American Science. Quei coloniali interessati a sviluppare le scienze hanno riconosciuto i vantaggi del coinvolgimento americano in questi eventi celesti: "Sarebbe un grande onore", ha scritto uno, "per i nostri giovani college in America se si preparassero immediatamente con un apparato adeguato per quell'osservazione esso. " Tuttavia, quasi nulla è stato fatto in America per il transito del 1761. John Winthrop di Harvard era l'unico astronomo americano con una reputazione europea all'epoca; mancava l'attrezzatura; e poche legislature provinciali desideravano spendere soldi pubblici per finanziare osservazioni scientifiche. Il Massachusetts è stata l'unica provincia che ha compiuto uno sforzo reale ei risultati non sono stati del tutto soddisfacenti.

Transito e parallasse

Il pianeta Venere si muove in un'orbita più vicina al Sole di quella della Terra e completa la sua orbita prima. Ciò significa che Venere periodicamente passa tra la Terra e il Sole: per alcune ore questi tre corpi sono quasi direttamente allineati. Quando ciò accade, Venere può essere vista dalla Terra, apparire come un piccolo disco scuro che si muove sulla faccia del Sole. Quando questo "transito" viene visto da diversi punti sulla terra, calcoli accurati producono la "parallasse" del Sole, l'angolo del Sole prodotto da un cambiamento nella posizione dell'osservatore sulla terra. La parallasse è un fattore chiave per determinare la distanza della Terra dal Sole nel momento in cui è stato osservato il transito. A sua volta, tale distanza aiuta a risolvere le dimensioni dell'intero sistema solare e le distanze relative degli altri pianeti dal Sole e l'uno dall'altro.

Fonte: Silvio A. Bedini, Pensatori e Tinkers: Early American Men of Science (New York: Scribners, 1975).

Un'ultima opportunità. L'ultima possibilità per qualsiasi persona vivente arrivò otto anni dopo, nel 1769. Per la società filosofica americana recentemente rivitalizzata e per la reputazione e la promozione dell'attività scientifica in America in generale, il transito del 1769 era un'opportunità che la comunità scientifica non poteva permettersi di perdere . E questa volta le osservazioni americane furono considerate vitali. Solo l'inizio del transito sarebbe visibile in Europa, ma la maggior parte sarebbe osservabile nelle colonie nordamericane; infatti, gli astronomi hanno calcolato che l'area intorno al Lago Superiore fosse uno dei pochi punti sulla Terra in cui si poteva vedere l'intero transito. A causa della sua mutata situazione politica, questa volta il Massachusetts non spenderebbe i soldi per sostenere le osservazioni. L'American Philosophical Society di Filadelfia raccolse denaro pubblico dichiarando in qualche modo falsamente che le osservazioni erano "un oggetto da cui dipende così tanto la promozione dell'astronomia e della navigazione, e di conseguenza del commercio e del commercio". In effetti, il transito aveva un'importanza solo marginale per la navigazione e il commercio, ma alcune persone che avrebbero sostenuto volentieri gli sforzi per promuovere il commercio non avrebbero contribuito alla conoscenza puramente scientifica.

I preparativi. Gli osservatori americani hanno utilizzato gli strumenti più sofisticati a loro disposizione. Vicino a Filadelfia, il maestro orologiaio David Rittenhouse ha usato il suo segnatempo appositamente costruito, un telescopio rifrattore da 144 e uno strumento di pari altezza. A Cambridge, nel Massachusetts, John Winthrop usò il telescopio di Harvard da otto piedi e l'orologio a pendolo eccezionalmente accurato e un quadrante astronomico che prese in prestito dal collezionista di dogane di Boston. Altri punti di osservazione furono istituiti a Rhode Island, New York, New Jersey e Virginia. In tutto, in Nord America sono state fatte almeno ventidue osservazioni ufficiali. L'entusiasmo popolare crebbe; i non accademici raccoglievano occhiali affumicati da usare con i loro telescopi e orologi da tasca meno potenti. Sapevano poco di quello che stava succedendo ma si resero conto che era grande e volevano farne parte.

Successo. Quando arrivò il giorno di giugno, il tempo era sereno praticamente in ogni luogo in cui veniva fatta un'osservazione. Nelle città le folle si radunavano in silenzio rispetto per osservare gli osservatori. Rittenhouse, scrutando in attesa attraverso il suo telescopio, si eccitò così tanto al momento del contatto che si dimenticò di riferirlo per diversi secondi (in una situazione in cui ogni secondo faceva un'enorme differenza nei calcoli finali). Quando tutto fu finito, l'American Philosophical Society pubblicò diverse osservazioni. La qualità di questi variava considerevolmente, ma tutti furono cercati, poiché si riteneva che un numero maggiore di variazioni alla fine avrebbe prodotto una media più accurata. Gli scienziati europei sembravano soddisfatti degli sforzi americani; uno scienziato svedese ha dichiarato di aver dato "infinita soddisfazione ai nostri astronomi". I dati ottenuti sono stati di per sé un trionfo; sebbene diversi astronomi e matematici americani abbiano affrontato la matematica meticolosa, solo un tentativo di calcolare la parallasse è stato effettivamente pubblicato in America, e questo dopo che alcuni dei risultati europei erano già noti. Confrontando le osservazioni della Pennsylvania e di Greenwich, Rittenhouse e un connazionale hanno calcolato la distanza dalla Terra al Sole a circa 93 milioni di miglia, vicino alla cifra accettata oggi. Il transito di Venere non ha dato solo l'attenzione del pubblico e uno stimolo tanto necessario alla ricerca scientifica in America, le osservazioni hanno portato l'attenzione internazionale. Un entusiasta senza dubbio ha parlato a nome di molti quando ha dichiarato che il transito di Venere "ha fatto un credito al nostro Paese che sarebbe stato acquistato a buon mercato per venti volte la somma!"