Tolomeo in una stampa antica.

Il sistema geocentrico

L'ipotesi geocentrica ed il sistema tolemaico

Non era difficile spiegare il moto diurno della sfera celeste. Bastava supporre che tutto il firmamento: stelle, Sole, Luna e gli altri corpi celesti, fossero portati intorno alla Terra da una sfera cristallina, mobile di moto uniforme ed imperniata ai poli celesti. Ciò era pienamente conforme a quanto si osservava. Per spiegare il moto dei pianeti Ipparco propose un sistema del mondo che venne completato ed esposto più tardi, nel secondo secolo d.C., dall'astronomo alessandrino Claudio Tolomeo nell'opera tradotta e tramandata dagli arabi col nome di Almagesto. Alla base di questo sistema sta il principio della circolarità ed uniformità dei moti celesti, uno dei cardini delle concezioni aristoteliche. Il modello mentale era quello, per dirla con Platone, di subordinare le leggi fisiche a principi divini e trascendenti, salvando i fatti, cioè di ricondurre le apparenze, costituite dalle vistose irregolarità dei moti planetari, alla realtà di un moto che si supponeva dover essere circolare ed uniforme, in quanto perfetto, senza inizio e senza fine. Nella concezione tolemaica la Terra sta al centro del mondo ed attorno ad essa ruota la sfera celeste con la Luna, il Sole e le stelle fisse.

Per spiegare il moto di Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno; le elongazioni massime e le retrogradazioni per i primi due; le stazioni e retrogradazioni per gli altri, si suppose che essi si muovessero di moto uniforme su circonferenze, dette epicicli, i cui centri si muovevano, sempre di moto uniforme, su altre circonferenze di diametro maggiore, chiamati deferenti. La rappresentazione geometrica che ne deriva è convincente. Nel momento in cui nuove osservazioni introducevano nuovi fatti da spiegare, l'aggiunta di uno o più epicicli sugli epicicli precedenti risolveva i problemi.

Anche la Luna ed il Sole si supponeva che si muovessero su circonferenze attorno alla Terra, ma senza epicicli mancando questi due corpi di stazioni e retrogradazioni; l'unico dato da spiegare era la non uniformità del moto sulla loro traiettoria apparente sulla sfera celeste. Anche questo fatto veniva spiegato con un'opportuna rappresentazione geometrica.

Anche se del tutto privo di senso fisico, il sistema tolemaico, geocentrico, costituiva una grandiosa costruzione geometrica, capace di rappresentare in modo completo, particolareggiato ed anche quantitativo, tutti gli aspetti del cielo e di prevedere il corso di quei corpi celesti denominati pianeti. Il metodo tolemaico era, comunque, estremamente complicato: erano necessari, in qualche caso, fino a 33 epicicli su epicicli per descrivere le più piccole irregolarità osservate nel moto dei pianeti.