Dall’astrolabio alla bussola, dalle tabelle di osservazione ai satelliti, mappare l’universo è sempre stato un lavoro sui dati. Ripercorrere questa storia mostra che ogni strumento seleziona ciò che possiamo vedere e che le teorie nascono dall’interpretazione delle misure, non dalle misure stesse. Una questione che oggi, con l’IA, torna attuale

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Prima ancora di chiederci che cosa sia l’universo, ci siamo dovuti chiedere come misurarlo. La storia dell’astronomia è anche la storia di una raccolta di dati: osservazioni annotate, confrontate, corrette e tramandate. Cambiano gli strumenti, cambiano le scale, ma resta una domanda di fondo. Quanto di ciò che chiamiamo “mappa” riflette il cielo e quanto riflette lo strumento con cui l’abbiamo guardata?

Lo strumento come modello portatile del cosmo

L’astrolabio, definito nei secoli “modello portatile dell’universo”, è un buon punto di partenza. Si presentava come un disco di metallo con scale e perforazioni, e permetteva di misurare l’altitudine di un corpo celeste, identificare stelle e pianeti, determinare la latitudine e stabilire l’ora. Gli furono attribuiti oltre mille usi, tra cui astronomia, navigazione e cronometraggio. Muhammad al-Fazari, astronomo di lingua araba dell’VIII secolo, è considerato l’autore del primo esemplare. Al-Battani, che gli storici europei chiamavano Albatenius, lasciò nei due secoli successivi un trattato poi tradotto in latino da Platone Tiburtino, il Moto Stellarum. Nel X secolo Mariam al-ʿIjliyya, costruttrice di astrolabi ad Aleppo, ne mise a frutto le potenzialità per misurare lo spazio e calcolare distanze. Nel 1235 Abi Bakr di Isfahan ideò un astrolabio meccanico a ingranaggi. Pietro di Maricourt, scienziato francese, scrisse un trattato sulla sua costruzione, la Nova compositio astrolabii particularis.

Il punto interessante è che l’astrolabio non era soltanto uno strumento di calcolo. Calcolare l’altezza di una stella significava fissare in una scala numerica un fenomeno continuo, e già in quella scelta di scala c’era un’interpretazione.

L’orientamento e il dato che si muove

La bussola racconta un’altra faccia del problema. Il suo ago magnetizzato indica nord e sud seguendo il campo magnetico terrestre, e Maricourt, nella stessa opera in cui descrive la magnetizzazione per contatto, ne delineò un modello rudimentale con l’ago vincolato a un perno ma libero di ruotare. Le fonti collocano il suo lavoro nel Duecento, in anni in cui l’orientamento in mare aperto era una questione commerciale e militare.

Eppure il polo che la bussola indica non è fermo. L’esploratore britannico James Clark Ross localizzò il polo nord magnetico nel 1831 nella penisola della Boothia, nel Canada settentrionale. Il norvegese Roald Amundsen, oltre settant’anni dopo, ne registrò uno spostamento. Nel 1972 il polo era sull’isola di Bathurst. La migrazione dei poli, e le inversioni di polarità avvenute nel corso della storia geologica, ci ricordano che una misura descrive un momento, non una condizione definitiva. Ogni mappa ha una data di scadenza.

Dal dato alla legge: chi possiede l’interpretazione

Con la rivoluzione astronomica il rapporto tra osservazione e teoria diventa esplicito. Copernico pose il Sole al centro del sistema contro il modello geocentrico. Johannes Kepler, nel 1609, completò quell’intuizione dimostrando che le orbite dei pianeti sono ellittiche, con il Sole in uno dei fuochi. Per arrivarci lavorò sulle osservazioni accumulate in precedenza da Tycho Brahe, l’astronomo danese che aveva misurato per anni la posizione dei pianeti: le leggi di Keplero nascono dall’analisi di una quantità di dati che qualcun altro aveva raccolto. Galileo contribuì con il metodo sperimentale, e nel 1687 Isaac Newton, nei Principia, formulò la legge di gravitazione universale.

La vicenda di Newton e Robert Hooke, fisico inglese suo contemporaneo, è istruttiva. Hooke aveva ipotizzato una relazione inversa tra gravità e distanza e accusò Newton di avergli sottratto l’idea. Riconobbe però che le dimostrazioni matematiche erano interamente di Newton. L’episodio mostra che un’intuizione sui dati non basta se manca la prova che la sostiene. Nella scienza il merito si decide anche su questo terreno: a chi spetta la costruzione dell’argomento, non soltanto la prima idea.

Dalle misure alle stime: la mappa che si deduce

Oggi la misura dello spazio passa per satelliti e osservatori che raccolgono quantità di dati impensabili per un astrolabio. La missione Gaia dell’Agenzia Spaziale Europea ha determinato posizione e moto di quasi due miliardi di sorgenti, e il telescopio Euclid, della stessa agenzia, osserva il cielo per studiare materia oscura ed energia oscura. Ma una parte crescente della mappa non è più misurata direttamente: è dedotta. Come mostra uno studio dell’University College London, algoritmi di apprendimento automatico vengono addestrati su universi simulati per stimare le proprietà di quello reale, riducendo la necessità di mappare centinaia di milioni di galassie.

Il guadagno è reale: precisione maggiore e modelli teorici che possono essere esclusi con più rapidità. Ma si ripropone, in forma nuova, la tensione che attraversa tutta questa storia. Quando la mappa dipende da una simulazione, la domanda sulla verificabilità non riguarda più soltanto lo strumento, ma anche l’ipotesi con cui è stato istruito il modello. È la stessa questione di trasparenza che incontriamo ogni volta che un’IA produce una risposta senza mostrare per intero il percorso che l’ha generata.

Dall’astrolabio ai satelliti cambiano i mezzi, ma non il problema. Ogni strumento definisce ciò che è visibile, e ogni dato attende qualcuno che lo interpreti. Misurare lo spazio, in fondo, è sempre stato un modo di decidere quali domande valga la pena porre al cielo.

Claudia Sistelli

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