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La storia dell'astronomia, probabilmente la più antica delle scienze naturali, si perde nell'alba dei tempi, antica quanto l'origine dell'uomo. Il desiderio di conoscenza ha sempre incentivato gli studi astronomici sia per motivazioni religiose o divinatorie, sia per la previsione degli eventi: agli inizi l'astronomia coincide con l'astrologia, rappresentando allo stesso tempo uno strumento di conoscenza e potere; solo dopo l'avvento del metodo scientifico si è giunti a una separazione disciplinare netta tra astronomia e astrologia. Fin dai tempi antichi, gli uomini hanno appreso molti dati sull'universo semplicemente osservando il cielo; i primi astronomi si servirono unicamente della propria vista o di qualche strumento per calcolare la posizione degli astri. Nelle società più antiche la comprensione dei "meccanismi celesti" contribuì alla creazione di un calendario legato ai cicli stagionali e lunari, con conseguenze positive per l'agricoltura. Sapere in anticipo il passaggio da una stagione all'altra era di fondamentale importanza per le capacità di sopravvivenza dell'uomo antico. Pertanto l'investigazione della volta celeste ha costituito da sempre un importante legame tra cielo e terra, tra uomo e Dio. Con l'invenzione del telescopio l'uomo è riuscito ad indagare più a fondo sulle dinamiche celesti, aprendo finalmente una "finestra" sull'universo e le sue regole. Sarà poi l'evoluzione tecnica e l'avvio delle esplorazioni spaziali ad ampliare ulteriormente il campo di indagine e le conoscenze del cosmo.

L'eliocentrismo (dal greco ἥλιος hḕlios, sole, e κέντρον kèntron, centro) è una teoria astronomica che ipotizza che il Sole sia al centro del sistema solare e dell'universo (la distinzione fra sistema solare ed universo non è stata chiara fino a tempi recenti, ma estremamente importante nelle controversie cosmologiche e religiose), e che i pianeti vi girino intorno. L'eliocentrismo è opposto al geocentrismo, che pone invece la Terra al centro dell'universo. In realtà secondo la visione moderna della fisica non ha significato parlare del moto di un corpo senza aver prima fissato un sistema di riferimento: la scelta del sistema di riferimento è del tutto arbitraria e scelte diverse implicano descrizioni diverse del moto dei pianeti. La scelta di far coincidere l'origine del sistema di riferimento con l'osservatore terrestre è la più naturale e spontanea, d'altra parte la descrizione del moto dei pianeti e del Sole attorno alla Terra è decisamente più complicata, ragione per la quale l'eliocentrismo viene ormai universalmente accettato per descrivere i moti del sistema solare.

L'osservatorio astrofisico di Arcetri è un centro pubblico di ricerca scientifica, parte dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF). L'osservatorio si trova ad Arcetri, zona collinare del comune di Firenze. Attualmente circa cento persone, tra ricercatori e dottorandi, lavorano all'osservatorio. Le attività di ricerca dell'osservatorio coprono la maggior parte dei campi dell'astrofisica moderna: dallo studio del sistema solare, a quello delle galassie situate ai limiti dell'universo osservabile. All'osservatorio sono inoltre attivi gruppi sperimentali che sviluppano le tecnologie per la realizzazione di strumentazione avanzata a lunghezze d'onda visibile, infrarosse e radio.

Galileo Galilei (Pisa, 15 febbraio 1564 Arcetri, 8 gennaio 1642) stato un fisico, astronomo, filosofo, matematico e accademico italiano, considerato il padre della scienza moderna. Personaggio chiave della rivoluzione scientifica, per aver esplicitamente introdotto il metodo scientifico (detto anche "metodo galileiano" o "metodo sperimentale"), il suo nome associato a importanti contributi in fisica e in astronomia. Di primaria importanza fu anche il ruolo svolto nella rivoluzione astronomica, con il sostegno al sistema eliocentrico e alla teoria copernicana.I suoi principali contributi al pensiero filosofico derivano dall'introduzione del metodo sperimentale nell'indagine scientifica grazie a cui la scienza abbandonava, per la prima volta, quella posizione metafisica che fino ad allora predominava, per acquisire una nuova, autonoma prospettiva, sia realistica che empiristica, volta a privilegiare attraverso il metodo sperimentale pi la categoria della quantit (attraverso la determinazione matematica delle leggi della natura) che quella della qualit (frutto della passata tradizione indirizzata solo alla ricerca dell'essenza degli enti) per elaborare ora una descrizione razionale oggettiva della realt fenomenica.Sospettato di eresia e accusato di voler sovvertire la filosofia naturale aristotelica e le Sacre Scritture, Galilei fu processato e condannato dal Sant'Uffizio, nonch costretto, il 22 giugno 1633, all'abiura delle sue concezioni astronomiche e al confino nella propria villa di Arcetri. Nel corso dei secoli il valore delle opere di Galilei venne gradualmente accettato dalla Chiesa, e 359 anni dopo, il 31 ottobre 1992, papa Giovanni Paolo II, alla sessione plenaria della Pontificia accademia delle scienze, riconobbe "gli errori commessi" sulla base delle conclusioni dei lavori cui pervenne un'apposita commissione di studio da lui istituita nel 1981, riabilitando Galilei.

Ernst Wilhelm Leberecht Tempel (Niedercunnersdorf, 4 dicembre 1821 – Arcetri, 16 marzo 1889) è stato un astronomo tedesco.

Giovanni Virginio Schiaparelli (Savigliano, 14 marzo 1835 – Milano, 4 luglio 1910) è stato un astronomo, storico della scienza e ingegnere italiano. Fu inoltre senatore del Regno d'Italia, membro dell'Accademia dei Lincei, dell'Accademia delle Scienze di Torino e del Regio Istituto Lombardo, ed è noto particolarmente per i suoi studi su Marte. Il fratello minore, Celestino, fu un valente arabista.

Giorgio Abetti (Padova, 5 ottobre 1882 – Firenze, 24 agosto 1982) è stato un astronomo e fisico italiano.

La cattedrale metropolitana di Santa Maria del Fiore, conosciuta comunemente come duomo di Firenze, la principale chiesa fiorentina, simbolo della citt ed uno dei pi famosi d'Italia; quando fu completata, nel Quattrocento, era la pi grande chiesa al mondo, mentre oggi ritenuta la terza in Europa dopo San Pietro a Roma e San Paolo a Londra. Essa sorge sulle fondamenta dell'antica cattedrale di Firenze, la chiesa di Santa Reparata, in un punto della citt che ha ospitato edifici di culto sin dall'epoca romana. La costruzione del Duomo, ordinata dalla Signoria fiorentina, inizia nel 1296 e termina dal punto di vista strutturale soltanto nel 1436. I lavori iniziali furono affidati all'architetto Arnolfo di Cambio per poi essere interrotti e ripresi numerose volte nel corso dei decenni (da Giotto, Francesco Talenti e Giovanni di Lapo Ghini). Al completamento della cupola del Brunelleschi segu la consacrazione da parte di papa Eugenio IV il 24 marzo del 1436. La dedica a Santa Maria del Fiore avvenne in corso d'opera, nel 1412. La pianta del Duomo composta da un corpo di basilica a tre navate saldato ad un'enorme rotonda triconica che sorregge l'immensa cupola del Brunelleschi, la pi grande cupola in muratura mai costruita. Al suo interno visibile la pi grande superficie mai decorata ad affresco: 3600 m , eseguiti tra il 1572-1579 da Giorgio Vasari e Federico Zuccari. Alla base della lanterna in marmo, presente una terrazza panoramica sulla citt posta a 91 metri da terra. La facciata del Duomo in marmi policromi di epoca moderna, risale infatti al 1887 ad opera di Emilio de Fabris ed un importante esempio di stile neogotico in Italia. la cattedrale dell'Arcidiocesi di Firenze e pu contenere fino a trentamila persone. Ha la dignit di basilica minore.