COSMOLOGÍAS
Cosmologías Científicas
2. El movimiento aparente de los planetas
El movimiento aparente de los planetas de nuestro sistema solar es muy diferente del movimiento que podamos observar desde la Tierra en los demás objetos de la bóveda celeste. De hecho, la palabra “planeta” tiene el significado de “errante”, de objeto sin dirección fija, de objeto que cambia de dirección frecuentemente. Sin embargo, los movimientos aparentes de los planetas, tanto interiores como exteriores a la orbita de la Tierra, tienen una explicación simple considerando sus órbitas keplerianas.
La Tierra se desplaza, por tanto, en una órbita elíptica alrededor del Sol, contenida en un plano, el plano de la eclíptica, que forma un ángulo de algo más de 23º con la dirección del eje de rotación del planeta. Los restantes planetas del sistema solar se desplazan también siguiendo órbitas elípticas en planos cuya oblicuidad respecto del plano de la eclíptica es muy pequeña, salvo en el caso de Plutón, que es algo mayor.
La observación de los movimientos de los planetas desde la Tierra permite apreciar que éstos presentan diferencias en cuanto a sus movimientos aparentes. Teniendo en cuenta ésto podemos dividirlos en dos grupos:
- los que están más próximos al Sol que nosotros ( planetas interiores o inferiores: Mercurio y Venus, cuyos movimientos se visualizan desde la Tierra como si estos planetas oscilaran de uno a otro lado del Sol, como la pelota de un péndulo) y
- los que están más alejados (planetas exteriores o superiores: Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón, trayectoria aparente a lo largo del año forma una especie de bucle sobre la bóveda estelar).
El sentido del movimiento en su órbita de todos los planetas, interiores y exteriores, es siempre el mismo, sin embargo, por cumplirse la segunda ley de Kepler, es mucho más lento el movimiento relativo de los planetas más alejados.
Esto quiere decir que cuando nuestro planeta, la Tierra, y el planeta observado, se encuentran en conjunción las velocidades son de contrario sentido y, por tanto, la velocidad relativa es la suma de las dos, por lo que el planeta presenta un movimiento aparente directo a nuestra observación.
Esto quiere decir que cuando nuestro planeta, la Tierra, y el planeta observado, se encuentran en conjunción las velocidades son de contrario sentido y, por tanto, la velocidad relativa es la suma de las dos, por lo que el planeta presenta un movimiento aparente directo a nuestra observación.
En la mitad del arco del movimiento directo, tanto el Sol como el planeta observado se encuentran en la misma constelación para un observador desde la Tierra. Es decir, el Sol y el planeta tienen iguales sus longitudes eclípticas.
En cambio, cuando ambos planetas se encuentran en oposición, ambas velocidades se restan, pues al tener el mismo sentido la velocidad relativa observada desde uno de ellos es la diferencia de ambas, y, además, siendo más rápido el movimiento de la Tierra, por ser de órbita menor, el planeta observado presenta un movimiento aparente de sentido contrario,retrógrado (Al modo en que, por ejemplo, un automóvil de marcha rápida deja atras a otro más lento en una autopista, aparentando que el coche más lento va “hacia atrás”).
En la mitad del arco del movimiento retrógrado el planeta se encuentra, para un observador terrestre, en la constelación opuesta a aquella en la que en ese momento se encuentra el Sol. Las longitudes eclípticas del planeta y el Sol se diferencian en 180º.
El punto donde parece pararse el planeta es aquel en el que la velocidad relativa observada sería cero por tener ambos astros igual componente de velocidad en la misma dirección y sentido de la observación. Esto ocurre en los puntos llamados de cuadratura de la órbita de nuestro planeta.
Es claro que los bucles observados en cada uno de los planetas exteriores será menor cuanto más lejos se encuentre el planeta.
3. La antigua explicación geocéntrica:
En la antigüedad, desde la época de Aristóteles, se conocía la existencia de los planetas Mercurio y Venus, siempre próximos al Sol, con un aparente movimiento oscilatorio a su alrededor, como la masa de un péndulo, y también se conocía la existencia de tres planetas exteriores, Marte, Júpiter y Saturno, junto con sus peculiares movimientos aparentes de bucle. Estos cinco planetas, junto con el Sol y la Luna, eran todos los astros conocidos, aparte de las estrellas fijas.
3.1 Cosmovisión aristotélica:
La física aristotélica es cualitativa y no cuantitativa. Lo que sucede en el mundo no puede ser matematizado porque es absolutamente heterogéneo: es el mundo de los cambios, del movimiento, de la diversidad, de los fines. La naturaleza se manifiesta como diversa y esto no es una apariencia, sino su intrínseca realidad.
Sin embargo, hay una región del cosmos que presenta tal armonía que no puede ser explicada de manera similar a como se hizo con la naturaleza: el cielo. Es ésta una región del orden, donde suceden también cambios pero absolutamente predecibles, regulares, estables. El sol sale todos los días y los ciclos lunares se repiten incansablemente sin variación.
Sin embargo, hay una región del cosmos que presenta tal armonía que no puede ser explicada de manera similar a como se hizo con la naturaleza: el cielo. Es ésta una región del orden, donde suceden también cambios pero absolutamente predecibles, regulares, estables. El sol sale todos los días y los ciclos lunares se repiten incansablemente sin variación.
La cosmología Aristotélica va a diferenciar, por lo tanto, entre dos regiones del cosmos que no son reductibles la una a la otra: el mundo sublunar y el mundo supralunar. Veámoslo:
Es la región del cosmos que abarca aquella parte situada por debajo de la luna (sin incluir esta última): la región terrestre, nuestro mundo.
Ya vimos en la Física que lo que caracteriza a esta región es el cambio, tanto substancial como accidental. Continuamente nacen y perecen seres; otros modifican su tamaño, su peso, sus colores, su posición o alguna otra cualidad. No hay quietud. Es nuestro mundo móvil y heterogéno.
Los movimientos característicos de los seres del mundo sublunar son finitos, es decir, tienen un principio y un fin, y rectilíneos, (ascendentes o descendentes). (Empíricamente, en la experiencia no se observan líneas rectas infinitas). Todos los cuerpos que componen esta región están compuestos de cuatro elementos últimos que poseen distintas naturalezas y distintos lugares naturales a los que tienden para encontrar el reposo: La tierra es el elemento más pesado y tiende a ocupar su lugar natural, que es el centro de la tierra. A ésta le sigue el agua, que se sitúa inmediatamente por encima . Después se halla el aire y, por último, el fuego, que es el elemento más ligero y tiende una tendencia intrínseca a dirigirse hacia la periferia del mundo. Así, los movimientos que observamos en los distintos seres se deben a la tendencia de cada elemento que lo compone a ocupar su lugar natural: si tiramos una piedra, ésta cae porque busca recuperar su lugar propio, el centro del mundo, restaurando así el orden perdido.
Ya vimos en la Física que lo que caracteriza a esta región es el cambio, tanto substancial como accidental. Continuamente nacen y perecen seres; otros modifican su tamaño, su peso, sus colores, su posición o alguna otra cualidad. No hay quietud. Es nuestro mundo móvil y heterogéno.
Los movimientos característicos de los seres del mundo sublunar son finitos, es decir, tienen un principio y un fin, y rectilíneos, (ascendentes o descendentes). (Empíricamente, en la experiencia no se observan líneas rectas infinitas). Todos los cuerpos que componen esta región están compuestos de cuatro elementos últimos que poseen distintas naturalezas y distintos lugares naturales a los que tienden para encontrar el reposo: La tierra es el elemento más pesado y tiende a ocupar su lugar natural, que es el centro de la tierra. A ésta le sigue el agua, que se sitúa inmediatamente por encima . Después se halla el aire y, por último, el fuego, que es el elemento más ligero y tiende una tendencia intrínseca a dirigirse hacia la periferia del mundo. Así, los movimientos que observamos en los distintos seres se deben a la tendencia de cada elemento que lo compone a ocupar su lugar natural: si tiramos una piedra, ésta cae porque busca recuperar su lugar propio, el centro del mundo, restaurando así el orden perdido.
Los movimientos naturales de los cuerpos terrestres son rectilíneos, ascendentes (fuego, aire) y descendentes (tierra, agua).
Los movimientos no rectilíneos son siempre violentos o forzados por algo exterior al cuerpo que se mueve así. Es decir, suponen una violación del orden natural.
Además, todos los movimientos se realizan de acuerdo a un fin: el mantenimiento del orden del conjunto. Si el orden se altera, la naturaleza tiene los mecanismos adecuados para restablecer el orden necesario y justo.
La cosmología aristotélica es teleológica. El fin, telos, es inmanente a los cuerpos e intrínseco a la materia, ya que es la forma (morphé), la esencia o naturaleza de los compuestos hilemórficos, la que determina, como su causa, su comportamiento y desarrollo; su destino.
Dentro del conjunto total del cosmos, la tierra (que no es un planeta para Aristóteles) ocupa el centro necesariamente. Al estar compuesta del elemento tierra en su mayor parte, tiene forzosamente que ocupar el centro del cosmos, su lugar natural. Por lo tanto estamos en una concepción geocéntrica del universo.
Los movimientos no rectilíneos son siempre violentos o forzados por algo exterior al cuerpo que se mueve así. Es decir, suponen una violación del orden natural.
Además, todos los movimientos se realizan de acuerdo a un fin: el mantenimiento del orden del conjunto. Si el orden se altera, la naturaleza tiene los mecanismos adecuados para restablecer el orden necesario y justo.
La cosmología aristotélica es teleológica. El fin, telos, es inmanente a los cuerpos e intrínseco a la materia, ya que es la forma (morphé), la esencia o naturaleza de los compuestos hilemórficos, la que determina, como su causa, su comportamiento y desarrollo; su destino.
Dentro del conjunto total del cosmos, la tierra (que no es un planeta para Aristóteles) ocupa el centro necesariamente. Al estar compuesta del elemento tierra en su mayor parte, tiene forzosamente que ocupar el centro del cosmos, su lugar natural. Por lo tanto estamos en una concepción geocéntrica del universo.
Es la región que abarca la luna y todo lo que se halla más allá de ella: cinco planetas o “cuerpos errantes” (mercurio, venus, marte, júpiter y saturno) , el sol y las estrellas.
Esta región es absolutamente diversa de la región terrestre: aquí impera el orden, la armonía, la regularidad. Y ello es así porque los cuerpos celestes no se componen de los cuatro elementos terrestres, sino de éter, “lo que siempre corre”, que es un material sutil, óptimo, imponderable. transparente. El éter o la quinta esencia es un elemento incorruptible y eterno que le otorga al cielo una homogeneidad y perfección que no poseen los cuerpos terrestres.
Los cuerpos celestes, compuestos de éter, no vagan por el espacio vacío, que es inexistente. Los planetas y las estrellas están sujetas a unas esferas de éter que son movidas por motores inmóviles, desplazando a los cuerpos que en ellas se encuentran. Gira la esfera y no el planeta en el vacío.
Aristóteles no podía explicar los movimientos a distancia: la gravedad, así que tomó el modelo geométrico de Eudoxio de las esferas homocéntricas para construir su cosmología. El universo es esférico, finito, formado por esferas que se hallan unas dentro de otras, siendo la central la tierra y la útima esfera o la que rodea a todas las demás, la esfera de las estrellas fijas (constelaciones).
Esta región es absolutamente diversa de la región terrestre: aquí impera el orden, la armonía, la regularidad. Y ello es así porque los cuerpos celestes no se componen de los cuatro elementos terrestres, sino de éter, “lo que siempre corre”, que es un material sutil, óptimo, imponderable. transparente. El éter o la quinta esencia es un elemento incorruptible y eterno que le otorga al cielo una homogeneidad y perfección que no poseen los cuerpos terrestres.
Los cuerpos celestes, compuestos de éter, no vagan por el espacio vacío, que es inexistente. Los planetas y las estrellas están sujetas a unas esferas de éter que son movidas por motores inmóviles, desplazando a los cuerpos que en ellas se encuentran. Gira la esfera y no el planeta en el vacío.
Aristóteles no podía explicar los movimientos a distancia: la gravedad, así que tomó el modelo geométrico de Eudoxio de las esferas homocéntricas para construir su cosmología. El universo es esférico, finito, formado por esferas que se hallan unas dentro de otras, siendo la central la tierra y la útima esfera o la que rodea a todas las demás, la esfera de las estrellas fijas (constelaciones).
El elemento éter que forma el mundo supralunar tiene un movimiento (natural e intrínseco) circular y uniforme. Lo etéreo no tiene nada que ver con el peso y su lugar natural es la equidistancia al centro del mundo. Solo se logra ésta con un movimiento circular uniforme, sin principio ni fin (eterno) en torno al centro que es la tierra.
El cielo es el mundo del orden, de la estabilidad y del equilibrio frente al mundo terrestre de la diversidad y del cambio.
Era importante tener un conocimiento exacto y geométrico del cielo para poder elaborar calendarios lunares o solares y regular las actividades humanas como la agricultura y las fiestas religiosas. La tierra no podía ofrecer un punto de referencia estable y permanente. Fue el cielo ese asidero de regularidad y orden, la medida del tiempo y de los acontecimientos.
El universo aristotélico no tiene principio ni final; es eterno y no tiene historia. Por ello no hay posibilidad de hacer una cosmogonía acerca del cosmos: éste es ingendrado y existe desde siempre.
El cielo es el mundo del orden, de la estabilidad y del equilibrio frente al mundo terrestre de la diversidad y del cambio.
Era importante tener un conocimiento exacto y geométrico del cielo para poder elaborar calendarios lunares o solares y regular las actividades humanas como la agricultura y las fiestas religiosas. La tierra no podía ofrecer un punto de referencia estable y permanente. Fue el cielo ese asidero de regularidad y orden, la medida del tiempo y de los acontecimientos.
El universo aristotélico no tiene principio ni final; es eterno y no tiene historia. Por ello no hay posibilidad de hacer una cosmogonía acerca del cosmos: éste es ingendrado y existe desde siempre.
Ademas el universo es finito; no está en el espacio. Esto es así porque si ocupara un espacio habría un algo, que no es el universo más allá del universo mismo (que es todo lo que hay o existe), y ésto es imposible. La pregunta sobre el más allá del universo o sobre dónde está el universo es ilegítima. No hay un recipiente (espacio) que abarque el universo como si éste fuera una cosa. Más allá del universo mismo no hay nada porque él es todo lo que hay.
El universo aristotélico, dualista y teológico, tiene las siguientes características:
1. Es esférico, finito, eterno, geocéntrico y geostático.
2. En él no existe el vacío, sino cinco elementos que constituyen los cuerpos de las diferentes regiones: tierra, agua, aire, fuego y éter. Todo está lleno de materia.
3. No hay movimientos a distancia o gravitacionales. Los planetas no se mueven en el vacío, sinó que se mueven las esferas de éter en las que se hallan.
4. Es un cosmos heterogéneo, siendo la región más perfecta la supralunar, por su orden y estabilidad.
5. Los seres que componen el cosmos están jerarquizados en diferentes categorías:
- Seres materiales móviles pero eternos e incorruptibles: El mundo supralunar ( esferas, planetas, estrellas).
El problema que tenía que explicar la astronomía griega, incluida la de Aristóteles, era la irregularidad de ciertos movimientos de los cuerpos celestes.
Las estrellas no presentaban problemas, porque su movimiento es regular (movimiento diurno de Este a Oeste). El del sol tampoco. La anomalía la presentaban los movimientos retrogrados de los planetas: éstos parecían moverse en bucles o ir hacia atrás. Y si el movimiento del mundo supralunar es circular uniforme ¿Por qué los planetas no cumplían este requisito?
Había que “salvar las apariencias”. Lo importante es el constructo teórico del cosmos. Las irregularidades eran consideradas como un fallo de perspectiva: el cosmos se mueve regularmente, pero desde la tierra “parece” que hay irregularidades. El fallo es perceptual y no real.
Las estrellas no presentaban problemas, porque su movimiento es regular (movimiento diurno de Este a Oeste). El del sol tampoco. La anomalía la presentaban los movimientos retrogrados de los planetas: éstos parecían moverse en bucles o ir hacia atrás. Y si el movimiento del mundo supralunar es circular uniforme ¿Por qué los planetas no cumplían este requisito?
Había que “salvar las apariencias”. Lo importante es el constructo teórico del cosmos. Las irregularidades eran consideradas como un fallo de perspectiva: el cosmos se mueve regularmente, pero desde la tierra “parece” que hay irregularidades. El fallo es perceptual y no real.
3.2 Cosmovisión Ptolemáica:
La cuestión es que un astrónomo nacido en el año 85 d. de C., Claudio Ptolomeo, desarrolló una explicación de los movimientos aparentes, basando toda la argumentación en una concepción errónea el mundo y de la situación de los cuerpos celestes, y que perduró en la civilización occidental hasta el siglo XVI gracias a su sorprendente precisión a la hora de hacer cálculos.. El sistema geocéntrico de Ptolomeo fue prácticamente el único aceptado durante 1400 años, hasta el descubrimiento de Nicolás Copérnico y los trabajos de Kepler.
Ptolomeo consideró que la Tierra, nuestro planeta, se encontraba en el centro del Universo, inmóvil y rodeada por siete esferas concéntricas que contenían, cada una de ellas, un astro que desplazándose por la correspondiente superficie esférica giraba a su alrededor. Así, habría una esfera con centro en nuestro planeta, sobre la cual se desplazaba la Luna alrededor de la Tierra, en una órbita circular que denominaba círculo deferente. Habría otra esfera concéntrica que contendría al Sol, y, además, cada uno de los planetas se desplazaría también alrededor de la Tierra en su correspondiente círculo deferente. Una octava esfera, la más exterior, contendría a las estrellas fijas.
1. La Tierra es el centro inmóvil del Universo.
2. Todos los objetos se desplazan alrededor de la Tierra.
3. El movimiento de los cuerpos celestes, Sol, Luna, planetas y estrellas fijas, se realizan de manera circular uniforme.
2. Todos los objetos se desplazan alrededor de la Tierra.
3. El movimiento de los cuerpos celestes, Sol, Luna, planetas y estrellas fijas, se realizan de manera circular uniforme.
Para poder explicar los movimientos retrógrados de los planetas exteriores, lo mismo que el movimiento oscilatorio próximo al Sol de los planetas interiores, el sistema ptolemaico estableció la existencia de círculos menores alrededor de ciertos puntos del circulo deferente del planeta, que se denominaron epiciclos. Todos los planetas se desplazarían por su correspondiente círculo deferente con su correspondiente epicíclo. El Sol y la Luna se desplazarían sobre el círculo deferente, sin epiciclos.
La concepción Ptolemaica del cosmos implicaba postular la existencia de epiciclos sobre circulos deferentes
La explicación de los movimientos aparentes se realiza mediante la concepción ptolemaica si se postula lo siguiente:
1. Los centros de los epiciclos de los planetas inferiores, Mercurio y Venus, se encuentran siempre en la dirección de la Tierra al Sol.
2. Los radios de los epiciclos, trazados en el punto de posición del planeta son paralelos a esta dirección para todos los planetas exteriores.
2. Los radios de los epiciclos, trazados en el punto de posición del planeta son paralelos a esta dirección para todos los planetas exteriores.
Sin embargo, Ptolomeo afirma explícitamente que su sistema no pretende describir la realidad sino que es solo un medio de cálculo. Su positivismo se opone al realismo aristotélico aún cuando ambos defienden el geocentrismo. Su artificio matemático permitía explicar los movimientos retrógrados, pero entonces los planetas no giran realmente en torno a la tierra. Además, tampoco se conseguía cumplir con el prejuicio procedente de la ciencia griega que postulaba que los movimientos circulares son uniformes, ya que los planetas vistos desde la tierra parecen ir, a veces, más deprisa. Si bien es cierto que esto se podía solucionar con nuevos artificios matemáticos, la cosa empezaba a ser excesivamente complicada.
4. La explicación heliocéntrica:
Todas las manifestaciones culturales del ser humano están relacionadas entre sí, de manera que cambios importantes en cualquira de ellas (economía, política, arte…) repercuten en todas las demás. Así un cambio profundo como el que representó el paso de la Edad Media a la Edad Moderna tenía que corresponder a un cambio profundo en la ciencia. Este cambio significó una nueva perspectiva sobre la realidad: la cosmología surgida a partir de Copernico acabó con el modelo aritotélico del universo y lo sustituyó por un modelo mecánico, que se mantuvo hasta finales del siglo XIX.
El primer paso de la revolución copernicana fue dado en la astronomía donde se pasó del geocentrismo al heliocentrismo en un cambio radical de mentalidad, una verdader revolución, que se denomina giro copernicano. Este nuevo modelo cosmológico, incompatible con la física aristotélica, requería una nueva física: ésta fue la física newtoniana, cuyo éxito fortaleció la nueva concepción mecánica de la naturaleza, con implicaciones filosóficas completamente diferentes de las aristotélicas. En los siglos siguientes, se profundizó en la explicacción de la naturaleza según el nuevo modelo, estudiando materia y energía desde el punto de vista mecánico.
El primer paso de la revolución copernicana fue dado en la astronomía donde se pasó del geocentrismo al heliocentrismo en un cambio radical de mentalidad, una verdader revolución, que se denomina giro copernicano. Este nuevo modelo cosmológico, incompatible con la física aristotélica, requería una nueva física: ésta fue la física newtoniana, cuyo éxito fortaleció la nueva concepción mecánica de la naturaleza, con implicaciones filosóficas completamente diferentes de las aristotélicas. En los siglos siguientes, se profundizó en la explicacción de la naturaleza según el nuevo modelo, estudiando materia y energía desde el punto de vista mecánico.
4.1 Copérnico:
La Teoría heliocéntrica fue propuesta por Nicolás Copérnico, uno de los astrónomos más importantes de la Historia, con la publicación en 1543 del libro De Revolutionibus, en el cual afirmó que la Tierra y los demás planetas giraban en torno a un Sol estacionario. Esta publicación marcó el comienzo de una revolución en astronomía al indicar la falsedad de la teoría geocéntrica de Claudio Ptolomeo (la Tierra como centro del Universo).
Copérnico adoptó la idea de una Tierra en movimiento para resolver el problema planetario que, según opinaba, no estaba satisfactoriamente resuelto. En el sistema heliocéntrico resultaba mucho más sencillo realizar el cálculo correcto de las posiciones planetarias, y por ello Copérnico no dudó en romper con una tradición de más de 2000 años de una Tierra en reposo. El heliocentrismo ya había sido descrito en la antigüedad por Aristarco de Samos, quien se había basado en medidas sencillas de la distancia de la Tierra al Sol que determinaban un tamaño del Sol mucho mayor que el de nuestro planeta. Por esta razón Aristarco propuso que era la Tierra quién giraba alrededor del Sol y no a la inversa, siendo el primer proponente del modelo heliocéntrico.
Hipótesis fundamentales
- 3.- El movimiento de los cuerpos celestes es regular, circular y perpetuo o compuesto por movimientos circulares.
- 3.1.- Movimiento diurno: Causado por la rotación de la Tierra en 24 horas y no de todo el universo.
- 3.2.- Movimiento anual del Sol: Causado por la traslación de la Tierra alrededor del Sol en un año.
- 3.3.- Movimiento mensual de la Luna alrededor de la Tierra.
- 3.4.- Movimiento planetario: Causado por la composición del movimiento propio y el de la Tierra. La retrogradación del movimiento de los planetas no es más que aparente y no un movimiento verdadero y es debido al movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol.
- 5.- El orden de las órbitas celestes. Tras criticar el orden que la astronomía tolemaica asignaba a los planetas, da el orden correcto de su alejamiento del Sol.
Es indudable que los 2000 años de teoría geocéntrica no acabaron repentinamente tras las publicación del libro de Copérnico sino que la transición entre ambos sistemas fue gradual, gobernada por una necesidad social inspirada en los nuevos aires renacentistas y del Neoplatonismo que se respiraban.
Movimiento de los planetas en la Teoría heliocéntrica
Copérnico sugiere que la Tierra se movía alrededor del Sol, como un planeta más, y que el complicado Movimiento de los planetas en el cielo era el resultado del movimiento de la Tierra alrededor del Sol combinado con el propio movimiento del planeta alrededor del Sol. A pesar del intento de presentar un modelo heliocéntrico por parte de Aristarco varios siglos antes y por parte de Copérnico durante el renacimiento, lo cierto era que el modelo Ptolemáico describía con suficiente exactitud los movimientos de los planetas como para contentar a muchos de los astrónomos y astrólogos de la época. Pero lo que atrajo a Copérnico y a los demás científicos que se fijaron en su modelo era la extrema simplicidad del mismo. Las ideas de Copérnico surgen en un contexto de crisis del modelo ptolemáico, el cual seguía teniendo fallos y cada vez se complicaba más con la inclusión de nuevos epiciclos. A pesar de todo, habría que esperar a Kepler para ver un buen modelo del movimiento planetario.
Las convicciones cristianas y platónicas de Copérnico hacen que vea en el Sol la imagen misma de Dios.
Esta nueva cosmovisión científica es realista. La rotación de la Tierra sobre su eje y la traslación anual en torno al Sol eran hechos físicos, no artificios matemáticos. Sin embargo esta afirmación no debe inducir a error; las matemáticas ahora, lejos de ser un artificio, representan la armonía oculta del universo: El universo es un mecanismo, transparente a la matemática y “fundado por el mejor y más regular Artífice”. De hecho, Copérnico eleva el orbe sublunar a la categoría celeste: también la Tierra,su descripción y sus movimientos están desde ahora sometidos a las matemáticas. Este profundo cambio, esta unificación (por vez primera cabe hablar de universo) tiene una clara raigambre cristiana. El mundo creado por Dios no admite distinciones ni escalas, todo en él es valioso.
4.2 Kepler:
Kepler era, sobre todo, un gran matemático y también un fervoroso místico que creía en la magia de los números y en la armonía musical de las esferas. Su pasión obsesiva por la exactitud matemática se veía reforzada por su creencia en un universo perfecto, creado y regido por un Dios matemático. Era, además un realista, no se conformaba con fingir hipótesis, sino que deseaba confirmar empíricamente sus pensamientos. Estaba interesado, una vez destruidas las esferas cristalinas, en encontrar una explicación de por qué los planetas y las estrellas no se dispersaban en los espacios infinitos, convencido de que algo debía mantenerlos en sus órbitas. Kepler se estaba acercando así a la teoría newtoniana.
Sus famosas leyes, que suponen la caída del movimiento circular uniforme, fueron enunciadas por para explicar el movimiento de los planetas en sus órbitas alrededor del Sol. Aunque él no las enunció en el mismo orden, en la actualidad las leyes se numeran como sigue:
- Primera Ley (1609): Todos los planetas se desplazan alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas, estando el Sol situado en uno de los focos.
- Segunda Ley (1609): El |radiovector que une el planeta y el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales.
El vector posición de cualquier planeta respecto del Sol, barre áreas iguales de la elipse en tiempos iguales.
La ley de las áreas es equivalente a la constancia del momento angular, es decir, cuando el planeta está más alejado del Sol (afelio) su velocidad es menor que cuando está más cercano al Sol (perihelio). En el afelio y en el perihelio, el momento angular L es el producto de la masa del planeta, por su velocidad y por su distancia al centro del Sol.
- Tercera Ley (1618): Para cualquier planeta, el cuadrado de su período orbital (tiempo que tarda en dar una vuelta alrededor del Sol) es directamente proporcional al cubo de la distancia media con el Sol.
Estas leyes se aplican a otros cuerpos astronómicos que se encuentran en mutua influencia gravitatoria como el sistema formado por la Tierra y la Luna.
Después de Kepler quedaba explicitamente abierta la imagen del mundo de la modernidad: un maravilloso mecanismo de relojería, regido por leyes inmutables y extrínsecas a los cuerpos (caída del concepto griego de physis). En palabras del propio Kepler “Mi intento ha sido demostrar que la máquina celeste ha de compararse no a un organismo divino, sino más bien a una obra de relojería (…). Así como en aquella toda la variedad de movimientos son producto de una simple fuerza magnética, también en el caso de la máquina de un reloj todos sus movimientos son causados por un simple peso. Además, demuestro cómo esta concepción física ha de presentarse a través del cálculo y la geometría” (Carta a Herwart, 1605)
4.3. Galileo
Galileo supone un paso más hacia la matematización total del universo. “La Filosofía está escrita en ese vasto libro que está siempre abierto ante nuestros ojos: me refiero al universo; pero no puede ser leído hasta que hayamos aprendido el lenguaje y nos hayamos familiarizado con las letras en que está escrito. Está escrito en lenguaje matemático, y las letras son triángulos, círculos y otras figuras geométricas, sin las cuales es humanamente imposible engtender una sola palabra” Il saggiatore, 1623.
La lectura del mundo con ojos matemáticos tenía necesariamente que chocar de frente con los dos grandes poderes de su época: la ciencia aristotélica y la Iglesia. El primero será abatido poco a poco por la nueva ciencia pero el segundo obligará en el año 1633 a Galileo a pronunciar su famosa abjuración.
4.4. Newton
El giro copernicano invalidó la física aristotélica, y con ella la cosmología asociada, de manera que quedaban sin respuesta muchas preguntas cosmológicas y aparecían otras nuevas: ¿por qué caen los cuerpos?, ¿qué es lo que mantiene a los planetas en rotación?, ¿cómo es posible que la Tierra se mueva y no lo percibamos?.
El objetivo concreto de Newton será encontrar las leyes que regulan el movimiento de los planetas, y siguiendo este propósito realizó dos aportaciones fundamentales a la física.
El objetivo concreto de Newton será encontrar las leyes que regulan el movimiento de los planetas, y siguiendo este propósito realizó dos aportaciones fundamentales a la física.
- Primera ley o ley de inercía: Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que otros cuerpos actúen sobre él.
- Segunda ley o Principio Fundamental de la Dinámica: La fuerza que actua sobre un cuerpo es directamente proporcional a su aceleración.
- Tercera ley o Principio de acción-reacción: Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste ejerce sobre el primero una fuerza igual y de sentido opuesto.
Segunda aportación: aplicó sus tres leyes al estudio de los fenómenos naturales para elaborar su explicación de la realidad.
Así, infirió que el movimiento de los planetas descrito por las leyes de Kepler es debido a una fuerza de atracción entre el Sol y el planeta inversamente proporcional al cuadrado de las distancias entre sus centros (fuerza de gravedad). Al comprobar que dicha fuerza es la misma que mantiene a la Luna en órbita y que provoca la caída de los cuerpos, consideró que actúa entre cualquier par de cuerpos y formuló la ley de la gravitación universal:
Así, infirió que el movimiento de los planetas descrito por las leyes de Kepler es debido a una fuerza de atracción entre el Sol y el planeta inversamente proporcional al cuadrado de las distancias entre sus centros (fuerza de gravedad). Al comprobar que dicha fuerza es la misma que mantiene a la Luna en órbita y que provoca la caída de los cuerpos, consideró que actúa entre cualquier par de cuerpos y formuló la ley de la gravitación universal:
La Ley de la Gravitación Universal de Newton establece que la fuerza que ejerce una partícula puntual con masa m1 sobre otra con masa m2 es directamente proporcional al producto de las masas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa:
siendo r el vector unitario que va de la partícula 1 a la 2, y donde G es la Constante de gravitación universal, siendo su valor 6,67 × 10-11 Nm²/kg².PACOPROFEBLOG
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