Etere

L'etere (dal greco antico αἰθήρ, aithḗr, "cielo superiore" o "aria pura") è un concetto che ha assunto significati diversi nel corso della storia, dalla filosofia antica alla fisica moderna. Nelle tradizioni filosofiche e cosmologiche, l'etere era spesso considerato un elemento divino o una sostanza incorruttibile che permeava l'universo. Con l'avvento della scienza moderna, l'idea di un "etere luminifero" fu proposta come mezzo ipotetico per la propagazione delle onde elettromagnetiche, fino a quando la teoria della relatività di Albert Einstein non ne avrebbe dimostrato l'inutilità.

Origini antiche:dai greci ad Aristotele

La storia dell’etere inizia con gli antichi Greci, per i quali esso era l’elemento cristallino che costituiva la sostanza stessa del cosmo. Platone, nel Fedone, lo descrive come il medium delle «terre perfette», regioni celesti abitate da esseri superiori e situate al di là del mondo terrestre. Per il filosofo, l’etere aveva una struttura geometrica precisa – quella del dodecaedro, solido regolare a dodici facce –, la cui forma alludeva a una corrispondenza mistica con i dodici segni dello zodiaco.

«La terra vera e propria, la terra pura si libra nel cielo limpido, dove son gli astri, in quella parte chiamata etere da coloro che sogliono discutere di queste questioni; […] Noi che viviamo in queste fosse non ce ne accorgiamo e crediamo di essere alti sulla terra, come uno che stando in fondo al mare credesse di essere alla superficie.» (Platone, Fedone, LVII)

Fu però Aristotele a sistematizzare per primo il concetto, elevandolo a quinto elemento (o quintessenza), eterno e immutabile, distinto dai quattro elementi terrestri (terra, acqua, aria, fuoco). Per il filosofo, l’etere era la sostanza di cui erano composti i corpi celesti, dotato di un moto circolare perfetto e privo di corruzione. Aristotele giustificava l'esistenza di questo quinto elemento attraverso un rigoroso ragionamento. Mentre i quattro elementi classici (terra, aria, fuoco e acqua) erano soggetti a generazione e corruzione, caratterizzati da moti lineari con principio e fine distinti, il moto circolare dei corpi celesti si presentava come eterno e privo di contrari. In questa perfetta circolarità, il punto d'inizio coincideva necessariamente con la fine, creando un movimento senza soluzione di continuità.

Proprio questa peculiarità rendeva indispensabile postulare l'esistenza di un elemento distinto - l'etere o quintessenza - di natura incorruttibile e immutabile. A differenza degli elementi sublunari, destinati a trasformarsi gli uni negli altri secondo le leggi della fisica sublunare, l'etere costituiva la sostanza pura e perfetta del mondo celeste, immune da qualsiasi processo di alterazione o decadimento.

Questa nozione sopravvisse per secoli, influenzando sia il pensiero medievale sia la scienza rinascimentale. Nell’Ottocento, con lo studio della luce, l’etere tornò in auge come "etere luminifero", un mezzo ipotetico necessario alla propagazione delle onde elettromagnetiche.

Teorie moderne

Gerolamo Cardano(1501-1576) assegnò all'etere un ruolo centrale nella sua fisica, considerandolo l'essenza per fenomeni come la luce. Partendo dall'idea aristotelica aristotelica di una distinzione tra mondo lunare e sublunare, Cardano attribuiva alla Luna la funzione di trasportare l'etere, meccanismo che così era determinante nel divenire cosmico.

Tra l'autunno e l'inverno del 1609, Galileo Galilei (1564-1642) perfezionò i suoi cannocchiali, raggiungendo ingrandimenti senza precedenti. Le scoperte pubblicate nel Sidereus Nuncius (1610) - la morfologia montuosa della Luna, i satelliti di Giove, le innumerevoli stelle della Via Lattea - dimostrarono che anche i corpi celesti erano composti di materia ordinaria, non diversa da quella terrestre. Questo ha messo in crisi la necessità di una quintessenza aristotelica, perchè non c' era una netta separazione tra mondo lunare e sublunare, o se c' era era più nascosta.

Nonostante le scoperte di Galileo, il concetto di etere sopravvisse trasformandosi:

• Cartesio (1596-1650) lo concepì come un medium materiale organizzato in vortici, spiegando attraverso questi ultimi sia il moto planetario che la gravità
• Jakob Bernoulli (1654-1705) nel 1682 avanzò l'ipotesi che la durezza dei corpi derivasse dalla pressione esercitata dall'etere circostante
• Isaac Newton (1643-1727) nei Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (1687) lo descrisse come un "mezzo intermedio" di natura fluida, necessario per spiegare l'azione a distanza della gravitazione universale

L' etere luminifero e l' esperimento Michelson-Morley

Lo studio dell' ottica nel corso del seicento e settecento divenne sempre più meccanicistico,ciò portò anche a una radicale trasformazione del concetto di etere passando da elemento cosmologico a entità fisica specifica: l'etere luminifero. Questa sostanza ipotetica fu proposta come soluzione a uno dei grandi interrogativi della scienza moderna: come si propaga la luce attraverso il vuoto?

In questo nuovo modello fisico l' etere aveva caratteristiche peculiari:

• Immateriale ma fisico: un mezzo estremamente rarefatto, privo di massa, ma capace di trasmettere vibrazioni
• Elastico e vibrante: doveva permettere la propagazione delle onde luminose, analogamente all'aria per il suono
• Onnipresente: riempiva ogni spazio, incluso il vuoto, poiché la luce viaggiava anche nel "nulla" (come dimostravano le osservazioni astronomiche)

Il ruolo nella teoria ondulatoria della luce

La necessità di un etere luminifero divenne cruciale con l'affermarsi della teoria ondulatoria della luce, sostenuta da Christiaan Huygens (1690) e poi sviluppata da Augustin-Jean Fresnel (1818). Se la luce era un'onda, doveva esserci un mezzo che ne permettesse la trasmissione, così come le onde sonore richiedono l'aria.

Tuttavia, l'etere presentava paradossi:

• Doveva essere solido (per sostenere le alte frequenze della luce)
• Ma anche fluidissimo (per non ostacolare il moto dei pianeti)