ALMANACCO: 4 Gennaio nasce lo scienziato Isaac Newton

Matematico, fisico, astronomo, filosofo naturale, teologo, storico e alchimista inglese, Isaac Newton nasce il 4 Gennaio del 1643. Considerato uno dei più grandi scienziati di tutti i tempi, noto soprattutto per aver fondato la meccanica classica, la teoria della gravitazione universale e l’invenzione del calcolo infinitesimale. Il suo nome è associato a leggi e teorie ancora oggi insegnate, e ricoprì anche il ruolo di direttore della zecca inglese e quello di Presidente della Royal Society.

Nato nel 1643 in Woolsthorpe, nel Lincolnshire, orfano di padre. Venne per questo lasciato sotto le cure della nonna, che gli impartisce un insegnamento rudimentale. Frequentò la scuola nella cittadina di Grantham e, nel 1661, entrò al Trinity College di Cambridge dove fu allievo del matematico Isaac Barrow, uno dei matematici di cui è riconosciuto il ruolo nello sviluppo del calcolo moderno.

Prime scoperte

Dopo aver ricevuto la Laurea nel 1665, Newton si ferma ancora a Cambridge per fare un master, anche se un’epidemia provoca la chiusura dell’università. Torna quindi a Woolsthorpe per 18 mesi, mesi di fermo in cui si dedica ad approfondire e a meditare i suoi studi. Erano per lo più problemi di matematica, che in quegli anni si battevano tra gli scienziati nelle università in cerca di qualche soluzione. In questi anni molto fruttuosi infatti effettua degli esperimenti fondamentali, gettando le basi teoriche per tutti i seguenti lavori sulla gravitazione e sull’ottica.

Scoprì ad esempio, le formule per il calcolo di pi greco, il teorema binomiale, l’identità e il metodo di Newton e approssimò la serie armonica tramite i logaritmi. Inoltre sempre nello stesso periodo sviluppa il suo personale sistema di calcolo infinitesimale, alla scoperta cioè dei metodi per il calcolo delle aree di figure qualsiasi (calcolo integrale), e alla determinazione della retta tangente a una curva (calcolo differenziale).  

L’importanza della gravità

I fisici in quel periodo, si interrogavano su quale forza agisse sui pianeti determinandone l’orbita attorno al Sole. Anche Newton come gli altri, ebbe modo di riflettere su tali temi, e in particolare sul rapporto tra la forza centrifuga della Luna nel moto attorno alla Terra, e la forza di gravità con cui essa attira la Luna a se. Celeberrimo è l’episodio in cui si racconta che Newton nel 1666, mentre riposava sotto un albero, venne colpito da un mela che gli cadde in testa. Un aneddoto, che seppur esageratamente romanzato, lo portò a riflettere sulla gravitazione e sul perchè la Luna non cadesse sulla Terra come la mela.

Grazie a questo episodio dunque, giunse ad un’importante intuizione che rappresenterà la base della legge di gravitazione universale, formulata poi nel 1687. Arrivò infatti a pensare alle caratteristiche di questa forza con cui i pianeti sono legati al Sole, e che varia in modo inversamente proporzionale al quadrato della distanza dal Sole. Di conseguenza scoprì che questa forza diminuisse con l’inverso del quadrato della distanza, come l’intensità della luce, ma a seguito di piccoli errori di valutazione, si rese conto che i suoi calcoli non erano corretti e deluso da ciò smise di pensare alla gravitazione.

Altri studi

Nel 1667 tornò a Cambridge dove divenne Master of Arts e, due anni più tardi ottenne la cattedra di insegnante di matematica, succedendo a Isaac Barrow. Contemporaneamente a questo, si interessò di ottica, studiando la rifrazione della luce, arrivando all’elaborazione della teoria secondo cui la luce bianca è composta da raggi di colori diversi che, passando attraverso un prisma trasparente, venivano deviati in modo diverso. Per aggirare il problema dei telescopi 
rifrattori e la dispersione della luce in colori, inventò di conseguenza il telescopio riflettore.

Sempre negli stessi anni, a cavallo tra 1679 e il 1680, studiò il moto orbitale dei pianeti,  introducendo il concetto di forza centripeta. Dimostrò che la forza necessaria a far percorrere a un corpo un’orbita ellittica deve variare come l’inverso del quadrato della distanza. Tale scoperta trovò il favore dell’astronomo Edmund Halley che lo incoraggiò a proseguire su quella linea. Con Newton nacque quindi una nuova concezione della forza, non più concepita secondo i canoni della meccanica del Seicento, bensì come qualcosa in grado di modificare dall’esterno il moto dei corpi.    

Opera principale e ultimi anni

Nel 1687 Newton pubblicò la sua più grande opera, intitolata Principi Matematici della Filosofia Naturale, nella quale spiegò la teoria della gravitazione universale, lo studio del moto dei fluidi, la teoria delle maree, le leggi dell’urto, il calcolo della precessione degli equinozi, e molto altro. Si tratta di un’opera divisa in tre libri, i primi due riguardanti la matematica, mentre nel terzo presenta la cosmologia. Tale opera, la cui edizione fu curata da Halley, rappresenterà la base per la moderna fisica-matematica.   

Il 1693, a causa di gravi problemi di salute, segnò la fine dell’attività di Newton, anche se continuarono ad essere pubblicati i suoi lavori. Ad esempio nel 1704 fu pubblicata l’Ottica, opera dove Newton espose la teoria secondo cui la luce è formata da un’infinità di particelle emesse da un corpo in tutte le direzioni. Morì il 20 marzo 1727 e fu sepolto con grandi onori nell’abbazia di Westminster. 

Federica.

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