Anticipazioni dei satelliti di Marte

Ricordo che frate cappuccino A.M.Schyrlaeus de Rheita aveva annunciato la scoperta di diversi satelliti, anche di Marte, ma ben presto questa vicenda fu dimenticata. Keplero aveva avanzato la ragionevole opinione che Marte, essendo fra la Terra (con 1 satellite) e Giove (con 4) doveva pur avere qualche satellite, che attendeva solo di essere scoperto. Più di un secolo dopo, così la pensava il teologo inglese William Derham, che in "Astro-Theology" (IV ed., 1721) scrisse:

[{ar} p. 193] In Marte invero noi possiamo discernere una grande similitudine con la Terra, nella sua opacità e macchie, ma non siamo ancora stati in grado di percepire nessuna assistenza di lune, come negli altri pianeti superiori: non così probabilmente perchè non ce ne sono, ma perchè sono piccole, o riflettono una luce debole, e sono a grande distanza da noi.

Anche in Germania, delle lune di Marte erano state ipotizzate da Andreas Ehrenberg (pseudonimo Hareneus Geierbrand) in "Curiöse und wohlgegründete Gedancken von mehr als einer bewohnten Welt" (1711), Johann Jacob Schudt in "De probabili mundorum pluralitate" (1721), J. C. F. von Wolff in "Vernünftige Gedanken von den Absichten der natürlichen Dinge" (edizione del 1752).

Lo scrittore inglese Jonathan Swift (1667-1745) è noto al grande pubblico soprattutto per un libro apparso nel 1726 ed intitolato "Travels into Several Remote Nations of the World", più noto come "Gulliver's Travels" (I viaggi di Gulliver). Probabilmente molti l'hanno letto nella riduzione per l'infanzia, censurato della sua satira molto cruda. Il libro narra le avventure del dottor Lemuel Gulliver, chirurgo a bordo di una nave, venuto a contatto dopo un naufragio con mondi straordinari. Il primo viaggio si svolge a Lilliput, la città delle persone minuscole; il secondo a Brobdingnag, il paese dei giganti; il terzo a Laputa, un paese di scienziati e filosofi; il quarto nel paese degli Houyhnhnm, i cavalli intelligenti. Nel terzo viaggio, Gulliver arriva su Laputa, un'isola che vola sospinta da forze magnetiche sopra un'isola più grande, il regno di Balnibarbi. Gli abitanti di Laputa sono ferrati nelle scienze, e anche nell'astronomia:

[{bg} p. 42] Essi passano la maggior parte della loro vita osservando i corpi celesti, che fanno con l'assistenza di lenti, molto superiori alle nostri in qualità. Perchè, anche se i loro maggiori telescopi non superano tre piedi, ingrandiscono molto più di uno da 100 da noi, e mostrano le stelle con grande chiarezza. Questo vantaggio li ha messi in grado di estendere le loro scoperte molto oltre quelle dei nostri astronomi in Europa.
Essi hanno fatto un catalogo di diecimila stelle fisse, mentre il maggiore dei nostri non contiene più della terza parte di tale numero. Essi hanno similmente scoperto due stelle minori, o satelliti, che ruotano attorno a Marte, di cui il più interno è distante dal centro del pianeta primario esattamente tre diametri, e il più esterno cinque; il primo ruota nello spazio di dieci ore, e il secondo in ventuna e mezzo; sicchè il quadrato dei loro tempi periodici, è quasi esattamente nella stessa proporzione dei cubi delle distanze dal centro di Marte; ciò che evidentemente mostra che essi sono governati dallo stessa Legge di Gravitazione, che influenza gli altri corpi celesti.

Questa previsione è curiosa per alcuni aspetti. Intanto, i periodi di rivoluzione, che Swift attribuisce ai satelliti (10 e 21.5 ore) sono inferiori al periodo di rotazione del pianeta (24.6 ore), che era già stata determinata da Cassini: a quell'epoca non si conosceva nessun satellite con tale proprietà, ed è singolare che Swift abbia pensato di introdurla. Oltretutto, nella realtà i periodi sono 7.7 e 30.2 ore, quindi Swift ha abbondato attribuendo questo carattere particolare addirittura ad entrambe i satelliti. Le distanze reali dei satelliti sono 1.3 e 3.5 diametri, inferiori a quelle assegnate da Swift (3 e 5 diametri).

Lo scrittore cita la terza legge di Keplero, e dimostra di saperla adoperare, perchè i periodi sono consistenti con i raggi delle orbite. [A meno che non si sia fatto fare i calcoli da qualcuno: si è pensato all'amico John Arbuthnot]. Però a parità di raggio orbitale, il periodo di rivoluzione dipende dalla massa del pianeta; inventandosi questi parametri orbitali, Swift ha (consciamente o no) attribuito un ben preciso valore alla massa di Marte. E' facile calcolare che essa risulta essere circa 6 volte superiore a quella reale, cioè circa 2/3 di quella terrestre. Anche se a quel tempo non si conosceva la massa di Marte (e non si poteva misurarla) doveva sembrare evidente che un pianeta così piccolo non poteva avere una massa paragonabile a quella terrestre.

E' probabile che Swift non abbia fatto una previsione rigorosa, ma abbia soltanto scelto secondo il suo gusto il raggio e il periodo di un satellite (senza pensare alla verosimiglianza di queste cifre) e poi abbia calcolato i dati dell'altra luna con la terza legge di Keplero. K. Ludendorff ha suggerito che per la scelta dei raggi orbitali si possa essere ispirato ai due satelliti più interni di Giove (conosciuti al tempo) che hanno raggi orbitali pari a 3.0 e 4.7 diametri planetari. Nel 1925 Roscoe Lamont su Popular Astronomy suggerì varie ipotesi sui ragionamenti che avrebbe potuto aver fatto Swift [{ad} vedi]. Una è questa. Una distanza di 3 diametri marziani corrisponde a 22-23.000 km, stando alla stima del diametro di Marte che allora si faceva. Un satellite che gravitasse attorno alla Terra a quella distanza percorerebbe l'orbita in 9-10 ore; Swift, non avendo idea di quale fosse la massa di Marte, può aver deciso di assumere 10 ore in cifra tonda, poi calcolando le 21.5 ore per l'altro satellite in base alla terza legge di Keplero. Chiaramente la previsione di Swift è curiosa, ma non ha nulla di magico. Eppure c'è tutta una letteratura che cerca di sapiegare come facesse a sapere tutte quelle cose, e c'è chi ha pensato che fosse venuto a contatto con i marziani, o che lui stesso fosse uno di loro.

Ecco un'altra famosa previsione dei satelliti di Marte. Ospite della marchesa di Châtelet nel castello di Cirey (a partire dal 1734), il celebre filosofo e letterato francese François Marie Arouet de Voltaire scrisse il romanzo breve satirico "Micromégas", che però pubblicò solo molti anni dopo (Londra 1752). Il racconto parla di Micromégas, un gigantesco abitante della stella Sirio, alto qualcosa come 36 km. Cacciato dalla Corte del suo paese per le sue idee, inizia un viaggio fra le stelle ed i pianeti. Giunto su Saturno, fa amicizia con gli abitanti locali, dei "nanerottoli" alti appena 2 km, e con uno di essi fa un viaggio nel sistema solare. Inutile dire che l'incontro dei due giganti con i microscopici terrestri è per Voltaire lo spunto per gustose frecciate satiriche sulle manie di grandezza dell'uomo, che Micromégas scambia per una specie di insetto privo d'intelligenza. Quando la specie umana riesce a cominicare con lui, gloriandosi della sua civiltà, riesce solo ad entrare in contraddizione e a rendersi ancora più ridicola. Il brano che ci interessa qui riguarda il passaggio dei due viaggiatori vicino a Marte.

[{bg} p. 15] Uscendo da Giove, essi attraversarono uno spazio di circa cento milioni di leghe, e costeggiarono il pianeta di Marte, che, come si sa, è cinque volte più piccolo del nostro piccolo globo; essi videro due lune che servono a questo pianeta, e che sono sfuggite agli sguardi dei nostri astronomi. So bene che il padre Castel scriverà, e anche abbastanza piacevolmente, contro l'esistenza di queste lune; ma mi riferisco a quelli che ragionano per analogia. Questi buoni filosofi sanno come sarebbe difficile per Marte, che è così distante dal Sole, tirare avanti con meno di due lune.

La frecciata era rivolta al matematico e fisico gesuita Louis Bertrand Castel, cartesiano e nemico della fisica newtoniana.

Un satellite di Marte fu descritto nelle opere del capitano tedesco Eberhard Christian Kindermann, cultore di astronomia (Churfürstlich Sächsischer Hof-Mathematicus und Astronom = Matematico superiore e astronomo del Principe Elettore di Sassonia, che era anche il Re di Polonia). Egli pubblicò un trattato di astronomia in due volumi (1744, 1747):

"Vollständige Astronomie, Oder: Sonderbare Betrachtungen derer vornehmsten an dem Firmament befindlichen Planeten und Sternen : So wohl ihren Nahmen, Bedeutung und Situation nach, als auch was etwan von einer jeden dieser sichtbaren Himmels-Kugeln vor Meynungen von verschiedenen Auctoribus geheget, .... Collegium Astronomicum, Als der Andere Theil, Oder Erklärung seiner Teutschen Astronomie."

La prima parte ampliò uno scritto pubblicato anonimo nel 1739 con il titolo: "Reise in Gedancken durch die eröffneten allgemeinen Himmels-Kugeln : auf welcher alle von Gott erschaffene Welt-Cörper, sowohl deren Namen, Natur und Eigenschafften nach gantz genau betrauchtet ... / mit etlichen Kupffern versehen von Einem Christlichen Kunster". Si trattava del racconto di un viaggio fantastico sui pianeti, con speculazioni sui loro abitanti.

Il tema del viaggio domina in un'altra opera (di 30 pagine) del 1744: "Die Geschwinde Reise auf dem Lufft-Schiff nach der obern Welt, welche jüngsthin fünff Personen angestellet um zu erfahren, ob es eine Wahrheit sey, dass der Planet Mars den 10. Jul. dieses Jahres das erste Mahl, so lange die Welt stehet, mit einem Trabanten oder Mond erschienen? Der untern Welt zu curieuser Gemüths-Ergötzung und Versicherung dieser Begebenheit mitgetheilet durch die allgemeine Fama." [Il veloce viaggio dell’aeronave verso il mondo superiore, che molto recentemente 5 persone hanno fatto per vedere se è vero che il 10 luglio di quest'anno, il pianeta Marte appariva con un satellite o luna per la prima volta da quando esiste il mondo? ....]

Tale opera viene considerata il primo romanzo di fantascienza in lingua tedesca. La novella è corredata da argomentazioni scientifiche: la carta del cielo, il calcolo della distanza Marte-Terra, la teoria del vuoto di Franceso Lana-Terzi (1670). Ha uno stile barocco con allegorie tratte dalla mitologia greco-romana e riferimenti religiosi (protestanti). Marte è rappresentato come un'utopia religiosa in cui gli abitanti comunicano direttamente con Dio, senza l'intercessione della Bibbia. Il viaggio è compiuto da cinque uomini (Auditus, Visus, Odor, Gustus, Tactus) con una specie di imbarcazione a remi sospesa a dei palloni:

Le straordinarie scoperte vengono riferite alla Terra da un'angelo, Fama. Qui ci interessa il riferimento al satellite. La prefazione ci informa che esso fu scoperto dall'autore fra le 3 e le 4 del mattino del 10 luglio 1744, con un tubo (telescopio) di sua costruzione. Nel libro, però, i viaggiatori si limitano ad attraversare la sua orbita, prima di passare dietro al pianeta.
Due anni dopo Kindermann pubblicò un opuscolo di 10 pagine dal titolo: "Eberhard Christian Kindermanns, Königl. Pohl. und Churfürstl. Sächszl. Hof-Math. und Astronomi, Astronomische Beschreibung und Nachricht von dem Cometen 1746. Und denen noch kommenden, welche in denen innen besagten Jahren erscheinen werden. Dreszden, zu finden bey Gottlob Christian Hilschern, Hof-Buchhändler, 1746."

Questo libro parla della scoperta di una cometa (oggi considerata dubbia) e il frontespizio contiene una piccola figura dell'orbita del satellite, con l'iscrizione "Via Luna Martis entdectet vom Autore den 10. Iul: 1744". Sul pianeta sono segnate delle macchie, simili a quelle di segnate da Cassini; il satellite, a 2.5 raggi dal centro del pianeta, ha un diametro di circa 4/10 di questo, ed entrambe i corpi sono provvisti di atmosfera:

Il frontespizio fornisce persino il periodo di rivoluzione del satellite: 59h50m6s; ma all'interno non si fa alcuna menzione di esso. Con ogni probabilità Kindermann fu ingannato da quelle immagini "fantasma" che si formano per una riflessione spuria, che fa apparire, di fianco al pianeta, una sua replica rimpicciolita. Ne parleremo riguardo al mitico satellite di Venere. Le estese atmosfere che attribuisce a corpi sono forse frutto della sfocatura delle immagini; assurda la pretesa di attribuire un periodo così preciso ad un oggetto semplicemente intravisto.