Después de Ptolomeo se suceden una serie de acontecimientos que determinan la entrada de Europa en una época tenebrosa que durará hasta el siglo XVI.
Durante este tiempo son los árabes y los judíos quienes, en occidente, seguirán adelante con la investigación del cosmos. Ellos perfeccionaron algunos instrumentos de los ya utilizados por los griegos y desarrollaron otros nuevos que servirán de gran ayuda en la observación de las posiciones de los astros. Elaboraron tablas, mapas y esferas a partir de sus observaciones y recopilaron y transmitieron el conocimiento griego.
En los reinos cristianos, Alfonso X, rey de Castilla y León en el siglo XIII, fue la honrosa excepción. Reunió en Toledo a los más destacados astrónomos del mundo conocido entonces, los cuales elaboraron las tablas alfonsinas que indujeron a algunos europeos a reanudar, más o menos solapadamente, los trabajos astronómicos.
Sin embargo, en el siglo XVI, Tycho Brahe comprobó que las tablas alfonsinas erraban en más de un mes en la predicción de una conjunción de Saturno con Júpiter que tuvo lugar el 17 de agosto de 1563. Esto reforzó su decisión de dedicarse plenamente a la observación astronómica a fin de acabar con tales imprecisiones.
El siglo XVI marca el final de la edad tenebrosa en la astronomía europea. Aparecen personas que aportan nuevas ideas o nuevos enfoques de ideas anteriores, que producirán una verdadera revolución en la astronomía, aletargada desde los tiempos de Ptolomeo. La astronomía, y la ciencia en general, se desprende de sus rémoras acientíficas e inicia la gran progresión que ha llevado hasta los conocimientos actuales.
3.2 LA REVOLUCIÓN COPERNICANA
Nicolás Copérnico (1473 - 1543) nació en Polonia. Al final de su vida publicó la obra “De revolutionibus orbium coelestium” (Las trayectorias de las órbitas celestes). En ella expone que los movimientos de los planetas, aunque se puede explicar con el sistema de Ptolomeo, se calculan más fácilmente suponiendo que el Sol está en el centro y la Tierra y los planetas girando a su alrededor en órbitas circulares.
La idea fue calando, en general, entre los astrónomos de su tiempo, cuyo objetivo principal era calcular las posiciones de los planetas para los calendarios. Como instrumento de cálculo fue aceptado pronto, aunque tardó más tiempo en asumirse que realmente era el Sol y no la Tierra la que se encontraba en el centro.
Hoy sabemos que la teoría de Copérnico tenía dos fallos importantes: las órbitas no son circulares, sino elípticas, ni el Sol está en el centro del Universo. Pero, para su época, los avances que introdujo fueron colosales pues, en un mundo interesado sólo por las cosechas o las disputas con los vecinos, el pensar que la Tierra no era el centro del universo constituyó una auténtica revolución.
3.3 TYCHO BRAHE, UNA TEORÍA INTERMEDIA.
Tycho Brahe (1546-1601) fue un astrónomo danés que realizó numerosas y precisas mediciones astronómicas del Sistema Solar y de más de 700 estrellas. Brahe acumuló más datos que los que se obtuvieron en todas las demás mediciones astronómicas realizadas hasta la invención del telescopio, a principios del siglo XVII.
Tycho Brahe elaboró un modelo intermedio entre el geocéntrico y el heliocéntrico que no tuvo mucha aceptación. En este modelo la Tierra permanecía en el centro del Universo, con la Luna y el Sol girando alrededor de la Tierra, así como la esfera de las estrellas fijas, mientras que los demás planetas giraban alrededor del Sol.
Tycho Brahe hizo otras aportaciones a la astronomía:
× Observó una supernova en la constelación de Casiopea.
× Desmintió, con observaciones, la teoría del origen atmosférico de los cometas. Para ello midió el paralaje de un cometa aparecido en noviembre de 1577, concluyendo que se encontraba más alejado que la Luna.
× Sus observaciones, que eran las mas exactas disponibles, darían después de fallecido las herramientas para que se pudiera determinar las leyes del movimiento celeste, dadas por su ayudante y uno de los mas grandes científicos de la historia: Johannes Kepler.
3.4 KEPLER Y SUS LEYES
Johanes Kepler (1571 - 1630) fue un reconocido teórico pero mal observador. Trabajo durante muchos años tratando de encontrar un modelo que permitiese explicar los movimientos planetarios utilizando para tal efecto los pensamientos neoplatónicos y el sistema heliocéntrico de Copérnico. Trabajó con los sólidos perfectos de Platón para describir las órbitas de los planetas, sin embargo ninguno de ellos tenía la precisión suficiente. En busca de datos de observación mas exactos aceptó el ofrecimiento hacia el año de 1600 para trabajar como ayudante de de Tycho Brahe. Pero no fue sino después de la Muerte de Brahe cuando pudo Kepler acceder a todas sus observaciones.
Con los datos de Brahe intentó ajustar las órbitas a infinidad de formas geométricas perfectas. Finalmente, intentó ajustarlas con variaciones del círculo, las elipses, con las cuales concordaban exactamente los datos obtenidos durante las observaciones. Con ello, contradecía otro de los paradigmas pitagóricos, que seguían siendo considerados como ciertos después de 2000 años.
En 1609 publicó su "Astronomía Nova" en donde postulaba las órbitas elípticas de los planetas y mostró sus dos primeras leyes. Kepler enunció tres leyes sobre las órbitas de los planetas, que luego fueron fundamentales para que Newton desarrollara su teoría de la gravitación universal.
Las tres leyes son las siguientes:
1a . Los planetas giran alrededor del Sol en orbitas elípticas, estando éste en uno de sus focos.
En realidad la excentricidad de las orbitas es mínima por eso estas elipses son casi como un círculo y sólo hasta observaciones tan precisas como las de Tycho Brahe pudo encontrarse los datos para este descubrimiento.
La observación de los movimientos de Marte entre las estrellas llevo a pensar a Kepler que los planetas se mueven a velocidades variables . Cuando el planeta esta cerca al perihelio se mueve mas rápido y cuando esta cerca a su afelio se mueve mas despacio, este fenómeno se describe en su segunda ley:
2a. Una línea dibujada entre el planeta y el sol barre áreas iguales en tiempos iguales.
Su tercera ley fue publicada en Harmonices mundi años después (1619), en ella relaciona la distancia del planeta al Sol con la duración de su orbita alrededor de él.
3a. El cubo de la distancia media de cada planeta al sol es proporcional al cuadrado del tiempo que tarda en completar una órbita.
3.5 GIORDANO BRUNO, MARTIR DE LAS IDEAS HELIOCÉNTRICAS
Giordano Bruno (1548-1600) fue un filósofo y poeta renacentista italiano cuya dramática muerte dio un especial significado a su obra. Nació en Nola, cerca de Nápoles. Su nombre de pila era Filippo, pero adoptó el de Giordano al ingresar en la Orden de Predicadores, con los que estudió la filosofía aristotélica y la teología tomista.
Sus problemas comenzaron durante su adoctrinamiento, al rechazar tener imágenes de santos, aceptando sólo el crucifijo. En 1566 tuvo lugar el primer procedimiento en su contra por sospechas de herejía. Dicho proceso no prosperó y, en 1572, fue ordenado como sacerdote dominico en Salerno y pasó al estudio de Santo Domingo Mayor, recibiendo en 1575 el título de Doctor en Teología de la Orden.
Bruno defenderá, al igual que todos los copernicanos, que la religión debe ser entendida como una ley destinada al gobierno de las masas incapaces de regirse por la razón y es por ello que los buenos teólogos no deben entrometerse en la vida de los filósofos, del mismo modo que los filósofos deberán respetar el trabajo de los teólogos en su tarea de gobierno de las masas populares. La función de la religión es, según Bruno, meramente civil.
De entre sus tesis cosmológicas destacan la Idea de la infinitud del universo entendida como expresión de la infinita potencia de Dios, así como su descripción de las estrellas: soles rodeados de planetas parecidos a la tierra.
El universo es, para Bruno, uniforme. Con ello, rompe con la distinción entre mundo sublunar y supralunar que había sido establecida por Aristóteles y que aún sobrevivía en la doctrina heliocentrista.
Bruno se burla de la timidez de Copérnico, a quien es preciso sobrepasar. Juega con la imagen de unos seres lunares y de unos marcianos que se creerían ambos en el centro de un universo esférico, pero que en realidad no tiene forma.
Bruno consideraba también que las estrellas eran soles que se encontraban a gran distancia.
El 20 de Enero de 1601 el Papa Clemente VIII ordenó que Bruno fuera llevado ante las autoridades seculares, el 8 de febrero fue leída la sentencia en que se le declaraba herético impenitente, pertinaz y obstinado. Fue expulsado de la iglesia y sus trabajos fueron quemados en la plaza publica.
Durante todo el tiempo fue acompañado por monjes de la iglesia, antes de ser ejecutado uno de ellos le ofreció un crucifijo para besarlo, el cual rechazó y dijo que moriría como un mártir. Ha sido convertido en mártir de la ciencia por la defensa de las ideas heliocentristas, aunque hay que decir que la causa principal de su juicio fue la teología neognóstica, que negaba el pecado original, la divinidad especial de Cristo y ponía en duda su presencia en la eucaristía.
3.6 GALILEO GALILEI
Uno de los defensores más importantes de las teorías heliocéntricas fue Galileo Galilei (1564 - 1642). Galileo fue la primera persona en utilizar un catalejo como telescopio para realizar observaciones astronómicas en el año de 1609, entre sus observaciones mas famosas:
· Estrellas tenues para ser vistas con el ojo desnudo
· Cráteres Lunares
· Manchas solares
· Las lunas de Júpiter, comparándolas con un mini modelo del sistema heliocéntrico.
· Las fases de Venus cuya explicación era imposible bajo un modelo Ptolemaico (aunque en verdad sí con un modelo similar al de Brahe).
Galileo estudió el movimiento de los objetos ordinarios en la Tierra, encontró que la visión de Aristóteles estaba equivocada y que los objetos requieren una fuerza externa para cambiar su movimiento, que tienden a permanecer en movimiento y que todos independiente de su masa tienen la misma aceleración, ideas que estuvieron a punto de desembocar en las leyes que posteriormente descubriría Newton.
Galileo puede considerarse el padre de las ciencias modernas ya que sus ideas se basaban en experimentos. Estas observaciones y sus lecturas fueron la principal arma con la que lucho para que la iglesia católica romana aceptara las teorías copernicanas. En principio el Vaticano había elogiado y apoyado las observaciones de Galileo, pero al insistir en que la cosmología de Copérnico debía ser aceptada por las escrituras, hizo que la iglesia prohibiera el libro de Copérnico " De revolutionibus orbium coelestium ".
Cuando Urbano III accedió al papado Galileo, que contaba con su favor, escribió el "Diálogo sobre los dos máximos sistemas del mundo", en el cual ridiculizaba la posición de la iglesia a través de su personaje Simplicio. Como respuesta el Papa prohibió el libro y Galileo fue llevado ante la inquisición en donde lo obligaron a abjurar de sus creencias y fue recluido de por vida bajo arresto domiciliario.
Cien años después los hechos se impusieron por la continua aportación de más y mejores pruebas. Por ello en 1741 el papa Benedicto XIV concedió el imprimatur (autorización) para la publicación de las obras de Galileo y también para los demás libros que defendían la teoría heliocéntrica.
3.7 ISAAC NEWTON
En el mismo año en que murió Galileo, 1642, nació Isaac Newton en Inglaterra, quizá el físico más grande de la historia.
Newton fue el primero en demostrar que las leyes naturales que gobiernan el movimiento en la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes son las mismas. Es, a menudo, calificado como el científico más grande de todos los tiempos, y su obra como la culminación de la Revolución científica.Entre sus aportaciones científicas se encuentran las siguientes:
· El descubrimiento de que el espectro de color que se observa cuando la luz blanca pasa por un prisma es inherente a esa luz, en lugar de provenir del prisma (como había sido postulado por Roger Bacon en el siglo XIII).
· Su argumentación sobre la posibilidad de que la luz estuviera compuesta por partículas.
· Su desarrollo de una ley de conducción térmica, que describe la tasa de enfriamiento de los objetos expuestos al aire.
· Sus estudios sobre la velocidad del sonido en el aire.
Newton comparte con Leibniz el crédito por el desarrollo del cálculo integral y diferencial, que utilizó para formular sus leyes de la física. También contribuyó en otras áreas de las matemáticas, desarrollando el teorema del binomio. El matemático y físico matemático Joseph Louis Lagrange (1736–1813), dijo que "Newton fue el más grande genio que ha existido y también el más afortunado dado que sólo se puede encontrar una vez un sistema que rija el mundo."
Newton enunció, también, las tres leyes de la dinámica que se aplican a los movimientos terrestres y en los cielos. Estas leyes son:
· Un cuerpo permanece en reposo o en movimiento en línea recta y a una velocidad constante a menos que una fuerza externa actúe sobre el.
· La aceleración de un objeto es proporcional a la fuerza que actúa sobre el (F= m.a).
· Cuando un objeto ejerce fuerza sobre otro, el segundo ejerce una fuerza de igual magnitud sobre el primero pero en dirección contraria.
Postuló que la fuerza que mantiene a los planetas en órbita es la gravedad y que esta fuerza disminuye con la distancia. Se dice que Newton se inspiro en la caída de una manzana para imaginar el efecto de la gravedad, aunque esta anécdota no puede comprobarse si sirve como modelo para explicar la ley del inverso del cuadrado. La misma fuerza gravitatoria que hace caer la manzana se extiende hacia la Luna, su fuerza disminuye con el cuadrado de la distancia. Newton utilizando su primera Ley determino que la Luna escaparía en línea recta si no fuese apartada de su camino por una fuerza (la gravedad terrestre).
La Ley de la Gravitación Universal de Newton dice que:
Dos cuerpos se atraen uno al otro con una fuerza que es directamente proporcional ala masa de cada uno e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
Newton además modificó los telescopios creando los telescopios reflectores Newtonianos que permitieron la observación mas claras de objetos muy tenues. Su obra principal fue "Philosophiae naturalis principia mathematica" en donde expuso sus leyes que aplicadas al movimiento planetario explicaban toda la dinámica conocida del sistema solar:
3.8 LA ASTROFÍSICA MODERNA
Una vez dominada la Mecánica Celeste, el hombre empezó a preguntarse de qué estaban hechas las estrellas, cómo producían su luz, a qué distancia estaban, como empezaron, etc. Surgieron así la Astrofísica y la Cosmología como ampliación de la Astronomía.
En 1778 Bode propuso una ley empírica sobre la distancia de los planetas al Sol, que se vio confirmada tres años después con el descubrimiento de Urano por William Herschel. A partir de 1801 se empezaron a descubrir los asteroides, que también siguen esa ley. En 1846 se descubrió Neptuno, en 1931 Plutón y en 1978 su luna Caronte.
En 1814 el físico aleman Fraunhofer observó unas rayas oscuras al hacer pasar la luz solar a través de unos prismas. Con ello empezó la espectroscopia, auténtica base de las investigaciones astrofísicas actuales, y que nos permite la composición de los cuerpos celestes.
En 1838 Bessel utilizó por primera vez el paralaje anual para medir distancias de estrellas. Con ello se empezó a tener una idea de la escala del universo.
La fotografía, inventada a principios del siglo XIX, se empezó a usar en 1843 para registrar el cielo. Draper fue el primero, fotografiando la Luna. También en ese siglo Foucault demostró el giro de la Tierra con el lento desplazamiento del plano de oscilación de un péndulo.
El siglo XX empieza con la Teoría Especial de la Relatividad propuesta en 1905 por Albert Einstein, que rige las leyes físicas a altas velocidades. También presentó en 1916 su Teoría General de la Relatividad, que es una teoría de la Gravitación que modifica la de Newton. Una de sus consecuencias es la existencia de los famosos agujeros negros.
El físico y sacerdote católico George Lemaître propuso en 1927 la teoría de la Creación puntual e instantánea, que después tomó el nombre de tería del Big Bang.
En 1930 Edwin Hubble constantó experimentalmente que todas las galaxias se alejan de nosotros, a mayor velocidad cuanto más lejos están; es decir, que el universo está en expansión. Esta teoría tuvo una nueva confirmación en 1964, cuando Arno Penzias y Robert Wilson detectaron la radiación de fondo de microondas, reliquia de la gran explosión inicial (Big Bang).
Poco antes de la Segunda Guerra Mundial se descubrieron las reacciones nucleares, y se identificaron como las productoras de la energía de las estrellas. También se descubrió el radar y con él empezó la radioastronomía. A partir de los años 50 los conocimientos astronómicos se aceleraron, y cada año se han producido nuevos avances.
Finalmente, a finales de los años 50, comenzó la exploración del espacio. El 4 de octubre de 1957, los rusos pusieron en órbita el Sputnik 1. También en 1957,un mes después del Sputnik 1, los rusos en órbita al primer ser vivo, la perra Laika, y en 1961 enviaron al espacio al primer astronauta humano, Yuri Gagarin, a bordo del Vostok 1. Los Estados Unidos desarrollaron el proyecto Apolo que consiguió llevar al hombre a la Luna. El 21 de julio de 1969 Neil Armstrong ponía por primera vez el pie en la Luna a la que llegó a bordo del Apolo XI con sus compañeros Edwin Aldrin y Michael Collins.
Otras naves no tripuladas han llegado a Mercurio, Venus, Marte, y dos sondas espaciales (las Voyager 1 y 2) han llegado más allá de Plutón, después de enviarnos gran cantidad de información de los planetas exteriores.
También se han puesto en órbita naves espaciales no tripuladas que rastrean el cielo en todas las longitudes de onda. El más espectacular es el Telescopio Espacial Hubble, lanzado en 1990. Sus descubrimientos han supuesto un gran avance en Astronomía.
