Teoría Copernicana

Copérnico no cuestionaba el origen del universo según la biblia

En el siglo XVI, en la civilización occidental, nadie se planteaba de forma científica el origen del universo, pues se partía de la base que Dios había creado todo lo que existe, de acuerdo a su poder omnímodo. De tal manera que todo el empeño de los investigadores se centró en descubrir la organización existente en el universo creado por Dios.

En lo referente a la organización de los cuerpos celestes, la teoría aristotélica y las creencias católicas de que la Tierra era el centro del Universo, chocaban con diversas observaciones referentes al movimiento de los planetas.

Copérnico

Copérnico comprendió que las observaciones de los hechos reales se explicaban fácilmente con la teoría de que la Tierra y los planetas giran alrededor del Sol, tal como afirmó en la antigüedad Aristarco de Samos.

Desde la antigüedad ya se había observado que los 5 planetas (el nombre planeta viene de "errante"), a veces se adelantaban, otras veces se retrasaban y en ocasiones se detenían.

Copérnico dedujo de sus observaciones que Venus y Mercurio se hallan más cerca del Sol que la Tierra.

Pensó que Mercurio, al recorrer una órbita más corta, se mueve más de prisa que la Tierra, y que da varias vueltas alrededor del Sol durante el año terrestre. Esta sería la causa de que parezca moverse hacia atrás y de cambiar de dirección repetidas veces cuando adelanta a la Tierra y luego se aleja de ella.

Dedujo que el cielo es inmenso comparado con la Tierra y que no era razonable pensar que todos los cuerpos celestes daban una vuelta a la Tierra cada 24 horas, sincronizadamente.

Nicolás Copérnico

Poco después, Galileo Galilei, inspirado en alguno de los escritos de Copérnico, también empezó a sacar conclusiones.

Galileo fue el primero que acertó en extraer de un rudimentario telescopio, recién inventado, un provecho científico decisivo.

En efecto, entre diciembre de 1609 y enero de 1610, realizó con su telescopio las primeras observaciones de la Luna, interpretando lo que veía como prueba de la existencia en nuestro satélite de montañas y cráteres que demostraban su común naturaleza con la Tierra.


El descubrimiento de cuatro satélites de Júpiter contradecía el principio de que la Tierra tuviera que ser el centro de todos los movimientos que se produjeran en el cielo.

Galileo

Galileo Galilei

En cuanto al hecho de que Venus presentara fases semejantes a las lunares, que Galileo observó a finales de 1610, le pareció que aportaba una confirmación empírica al sistema heliocéntrico, ya que el modelo de Copérnico, y no el de Ptolomeo, estaba en condiciones de proporcionar una explicación a este fenómeno.

Estos trascendentales descubrimientos eran la estocada definitiva para echar por tierra las teorías cosmológicas de Ptolomeo y Aristóteles. Ansioso por darlos a conocer, Galileo redactó a toda prisa un breve texto que se publicó en marzo de 1610 y que no tardó en hacerlo famoso en toda Europa: el “Mensajero de los astros”,  título que le valió la acerba critica de muchos que le reprocharon la arrogancia de atribuirse la condición de embajador celestial.

Kepler

Johannes Kepler dedicó la mayor parte de su vida al intento de comprender las leyes del movimiento planetario. En un principio, consideró que el movimiento de los planetas debía cumplir las leyes pitagóricas de la armonía o la música de las esferas celestes.

Intentó demostrar que las distancias de los planetas al Sol venían dadas por 6 esferas anidadas sucesivamente unas en el interior de otras. En estas esferas estarían: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter y Saturno.

Inicialmente Kepler intentó elaborar su modelo planetario con órbitas circulares, por ser considerada la circunferencia, desde el tiempo de los filósofos griegos, la más perfecta de las líneas. Partía del supuesto de que Dios creador del Universo, había elegido la órbita más perfecta.

Pero los datos reales observados no encajaban correctamente en las órbitas circulares que él postulaba. Especialmente las observaciones relativas al movimiento retrógrado de Marte. Finalmente, después de probar con numerosas combinaciones de círcinferencias, se dio cuenta de que el movimiento de los planetas no podía ser explicado por su modelo de órbitas circulares.

Johannes Kepler

Cuando se convenció de la imposibilidad de lograrlo con círculos, usó óvalos. Contrariado, ya que no lograba dilucidar una pertinaz diferencia entre su modelo teórico y los datos reales, Kepler comprendió que debía abandonar la circunferencia. Esto implicaba abandonar, muy a su pesar, la idea de un "mundo perfecto".

En 1600, Kepler aceptó la propuesta de colaboración del astrónomo imperial Tycho Brahe, el cual a la sazón había montado el mejor centro de observación astronómica de esa época.


Tycho Brahe disponía entonces de los mejores datos de observaciones planetarias, mucho más precisos que los manejados por Copérnico y por Kepler. Gracias a esos datos, los más precisos y abundantes de la época, Kepler pudo ir deduciendo las órbitas reales planetarias.

Afortunadamente, Tycho se había centrado en Marte, el cual tiene una elíptica muy acusada; de otra manera le hubiera sido muy difícil a Kepler darse cuenta de que las órbitas de los planetas eran elípticas y no circulares.
Finalmente Kepler descubrió que el modelo basado en elipses encajaba perfectamente con las mediciones suyas y con las de Tycho.

<Tycho Brahe

Tycho Brahe

 

En ese tiempo se conocía perfectamente la geometría heredada de los matemáticos griegos, la cual había estudiado detallamente las llamadas "cónicas", que son las distintas curvas que resultan cuando un plano corta a un cono vertical desde distintos ángulos.

Es especial, se conocían perfectamente las fórmulas y características de la circunferencia, la elipse, la parábola y la hipérbola.

Cónicas

 

Trasladando sus cálculos de la circunferencia a la elipse , Kepler enunció lo que ahora llamamos la primera ley de Kepler: “Los planetas describen movimientos elípticos alrededor del Sol, estando éste situado en uno de los focos de la elipse”.

Recordemos que la elipse es el lugar geométrico de todos los puntos de un plano, tales que la suma de las distancias a otros dos puntos fijos, llamados focos, es una constante positiva.

En cambio, circunferencia es el conjunto de todos los puntos de un plano que equidistan de otro punto fijo del mismo plano, llamado centro.

órbita planetaria

Después de ese importante salto mental, en donde por primera vez los hechos se anteponían a los deseos y a los prejuicios existentes, Kepler se dedicó simplemente a observar los datos y a sacar conclusiones ya sin ninguna idea preconcebida.

Comprobó la velocidad de los planetas en su recorrido orbital y enunció la segunda ley de Kepler: “Los planetas, en su recorrido por la elipse, barren áreas iguales en el mismo tiempo”.

Órbita planetaria

Durante mucho tiempo, Kepler pudo confirmar estas dos leyes en los planetas conocidos en esa época. Fue un logro espectacular; pero faltaba relacionar las trayectorias de los planetas entre sí.

Tras varios años de observaciones y trabajo, descubrió la tercera e importantísima ley del movimiento planetario: “El cuadrado de los períodos de los planetas es proporcional al cubo de su distancia media al Sol”. Esta ley, llamada también ley armónica, junto con las otras leyes ya permitía comprender y predecir todos los movimientos de los planetas.

Órbita planetaria

Estas tres leyes asombraron al mundo ilustrado y convirtieron a Kepler en el astrónomo más célebre de su época. Pero no hay que olvidar a los otros tres gigantes de la astronomía: Copérnico, Galileo y Tycho Brahe. No se puede olvidar que para las observaciones disponían de instrumentos absolutamente elementales; y para los cálculos, tenían solamente papel y lápiz.

ENLACES DE INTERÉS

Lo que dice Wikipedia acerca del heliocentrismo

Breve biografía de Nicolás Copérnico

Breve biografía de Johannes Kepler

Breve biografía de Tycho Brahe

Breve biografía de Galileo Galilei

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