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BREVE HISTORIA DE LA ASTRONOMÍA – II –

COPÉRNICO, TYCHO, KEPLER Y GALILEO

Texto Integro por Blanca Inés Prada Márquez Ilustraciones y Enlaces por Jimmy Mantilla

1. El calendario gregoriano, o el actual calendario.

Si algo ha necesitado el hombre desde los inicios de la vida en sociedad es tener un calendario, algo que los ayude a organizar su vida social y sus proyectos a lo largo del año, incluso a organizar sus fiestas. Todas las culturas más o menos organizadas y desarrolladas, han tenido un calendario, se dice que el calendario Maya es uno de los más exactos. La Astronomía ha sido la ciencia que ha ayudado al hombre en la organización del tiempo, en la organización de sus calendarios.

Pues bien, el mundo occidental desde el siglo I a. C. había organizado un calendario basado en los conocimientos astronómicos de la época, calendario que poco a poco se manifestó en desacuerdo con los hechos, o al menos con la real duración del día y de la noche. En efecto, el calendario juliano establecido en el año 45 a. C., en honor de Julio César, presentaba cada día mayor número de fallas, lo cual llevó a los estudiosos en el siglo XVI, a buscar una explicación más racional y más conforme con los hechos a cerca del movimiento de los planetas, como también de la posición del Sol dentro del sistema planetario. El calendario juliano proponía un año de 365 ¼ días, pero esto exigía que cada cuatro años hubiera un año de 366 días. Por otra parte, como el año solar o trópico era 11 minutos y 14 segundos más corto, esto tenía consecuencias incómodas para fijar las fechas religiosas. Se dice que en propia vida de Copérnico el equinoccio de primavera fue adelantado del 21 al 11 de marzo, lo cual hacía imposible que la Pascua pudiera celebrarse en la fecha que había sido fijada por el Concilio de Nicea. Así las cosas, el Papa Gregorio XIII promovió la reforma del calendario, reforma en la cual colaboró Copérnico. Esta reforma dio lugar al establecimiento del Calendario gregoriano que empezó el 15 de octubre de 1582.

Señalemos algunos puntos del calendario gregoriano:

- Se eliminaron 10 días del calendario juliano, pasando así del jueves 4 al viernes 15 de octubre de 1582; con esto se buscaba que el Equinoccio de primavera del hemisferio norte cayera el 21 de marzo, dado que en el primer Concilio Ecuménico celebrado en Nicea el año 325 a.C. la Iglesia había establecido que la primavera comenzara en dicha fecha y la Pascua se pudiera celebrar el domingo siguiente a la primera Luna llena después del equinoccio de primavera. Además el primer día del año

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se estableció para el primero de enero y no el 25 de marzo como era costumbre hasta la fecha.

- Se modificó la manera de establecer los años bisiestos. Antes los años bisiestos

eran siempre los múltiplos de 4 , así por ejemplo: 1500, 1504, 1508, etc. Con la reforma se quitaron algunos, por ejemplo los que fueran múltiplos de 100 pero no múltiplos de 400, así por ejemplo se quitaron como bisiestos los años 1700, 1800 y 1900, pero no 1600 ni 2000 por ser múltiplos de 400. La finalidad era que en cada periodo de 400 años solo hubieran 97 años bisiestos. Así las cosas la duración media del año quedó establecida en 365 días + 97/400 días, lo cual equivale a 365, 24 25 cifra que se aproxima más al año trópico real que es del 365, 2422 días, mientras que en el calendario juliano tenía una duración de 365, 25 días.

Tan pronto fue aprobado el calendario gregoriano lo adoptaron en los territorios

pontificios y en los que estaban bajo el mando de Felipe II de España; pero en muy poco tiempo lo adoptaron todos los países católicos. Los países protestantes solo lo adoptaron cien años después, en Gran Bretaña, por ejemplo, solo se adoptó en 1752, en Rusia en 1818 y en Turquía en 1827. Hoy sólo una parte de la Iglesia ortodoxa sigue usando el calendario juliano.

Es bueno señalar que para precisar fechas en Astronomía se usa el Día Juliano

creado por Scaliger en 1582 y es una forma de referirse al tiempo basándose en un origen temporal situado a las doce del mediodía del primero de enero del año 4713 a.C. sobre el meridiano de Greenwich.

2. Nicolás Copérnico y el sistema heliocéntrico El padre del heliocentrismo fue Nicolás Copérnico (1473 – 1543), nacido en la ciudad de Thorn, hoy Torun - Polonia. De familia de comerciantes con buenos recursos económicos, recibió una esmerada educación tanto religiosa como científica. Se graduó en ciencias en la universidad de Cracovia, luego estudió en Italia derecho canónico, medicina y astronomía y regresó a su pueblo natal donde se dedicó a cuestiones administrativas y científicas, particularmente a la astronomía.

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Estudió en profundidad todo cuanto se había planteado hasta la fecha sobre el

movimiento planetario, en particular estudió la obra de Ptolomeo y las complicaciones que su sistema ofrecía, y desde muy joven nos dice haberse dado cuenta de que el Sol parecía ser el centro del universo, como algunos tímidamente ya lo habían planteado, y empezó también a comprender que dicho sistema abolía las grandes dificultades del geocentrismo.

Su obra principal La revolución de las orbes celestes, terminada de escribir en 1530, pero sólo publicada en 1543 en vísperas de su muerte, fue escrita en seis libros donde trata estos puntos principales: la demostración de la esfericidad de la Tierra, del triple movimiento que la anima, la definición de la esfera celeste y los teoremas sobre los triángulos esféricos; una enumeración de las constelaciones, la definición del día y su duración y un comentario sobre el movimiento y la desaparición de las estrellas.

Desde el segundo capítulo lanza su extraordinaria hipótesis: “En medio de todo

reposa el Sol”. Para Copérnico hay un argumento cuya fuerza le viene de la estética y que él en lenguaje casi poético expresa así: “En efecto, en este templo espléndido ¿Quién colocaría esa lámpara maravillosa en otro lugar que no fuera en el centro, desde donde ella pueda iluminarlo todo a la vez”?.

Es bueno aclarar que el

sistema de Copérnico no es todavía el sistema heliocéntrico como lo concebirán Kepler y Newton; Copérnico admite todavía los epiciclos para explicar el movimiento elíptico, se vio obligado a conservar 34 epiciclos: 7 para Mercurio, 5 para Venus, 3 para la Tierra, 5 para Marte, 5 para Júpiter, 5 para Saturno y 4 para la Luna. Por otra parte, para Copérnico solo el movimiento circular es natural, él considera que los cuerpos tornan porque son redondos y a cada paso habla de la esfericidad universal. Según su

sistema en el centro del universo se encuentra el Sol, el cual está inmóvil en el espacio.

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Una vez definido que la Tierra es esférica y que el movimiento de todos los cuerpos es necesariamente circular, Copérnico ofrece el examen de tres movimientos de la Tierra: en el primero la Tierra torna sobre ella misma en veinticuatro horas de Oeste a Este llevando consigo la atmósfera y el agua que la rodea. En el segundo movimiento la Tierra torna alrededor del Sol en un año. El tercer movimiento lo llama “movimiento de declinación”. Como podemos imaginar, estos tres movimientos en su época parecían escandalosos y ofrecían las peores resistencias, ya que en la época se consideraba que la Tierra era la que permanecía inmóvil en el centro del universo.

Sobre la finitud o infinitud del universo Copérnico no se pronuncia, él deja este problema a los filósofos, sólo dirá que los cielos son inmensos en comparación con la Tierra, tan inmensos que se siente la tentación de considerarlos infinitos.

Aunque Copérnico hace revivir la antigua idea del movimiento de la Tierra en

contra de todos los prejuicios y dogmas religiosos de su época, dedica su obra de Revolutionibus al papa Pablo III para no ser acusado de evitar el juicio de los hombres más competentes, y porque pensaba que sin duda la autoridad del Papa podría librarle de las persecuciones en caso de que este compartiera su teoría. Pero Copérnico calla su obra por mucho tiempo, tiene miedo, y con razón, de lo que podría sucederle. Más tarde, Giordano Bruno será quemado vivo en 1600, por publicar su libro Del infinito universo y los mundos; y Galileo será condenado por la Iglesia en 1633 por defender el sistema copernicano o heliocéntrico.

Mientras Copérnico sigue en su convento rumiando sus ideas aparece entre sus

amistades el joven Rheticus, quien se enloquece de entusiasmo por el sistema copernicano y se dedica a trabajar con Copérnico y a entusiasmarlo para que publique el libro, pero Copérnico no se decide, le propone entonces hacer un resumen y publicarlo con su nombre bajo su propia responsabilidad. En efecto en pocos meses logró resumir en 76 páginas lo mejor de la obra, resumen que se conoce como La Narratio prima de Libres Revolutionun Copernici que fue editada en 1540.

Esta publicación fue muy bien acogida y no produjo ningún revolcón, así las

cosas, Rethicus logró al fin convencer a Copérnico de la importancia de publicar toda la obra original, y para darle tiempo a Copérnico se responsabilizó de la cátedra de Astronomía que el monje dictaba en Wittemberg donde fuera por varios años catedrático. Pero Rethicus quiere estar cerca de Copérnico para ayudarle en la publicación de la obra, así que le cede la cátedra de Astronomía a Osciander, un teólogo luterano apasionado por las matemáticas.

Desafortunadamente cuando la publicación de la obra llega al final, Copérnico se encuentra gravemente enfermo, y Rheticus estaba en esos días enredado en

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problemas personales; lo cierto es que Osciander comprendiendo la dimensión que tenía la teoría copernicana aconseja al viejo moribundo presentarla como una mera hipótesis de trabajo, lo cual era inaceptable para este científico que había pasado toda su vida estudiando y reflexionando sobre la verdad de su teoría.

Pero Osciander no pierde su tiempo; aprovechando la gravedad de Copérnico quien cada día está más cerca de la muerte, redacta un prólogo donde trata de mostrar a nombre de Copérnico, que el libro puede leerse sin peligro y que lo importante es no tomarlo en serio. Así las cosas el pobre Copérnico muere sin conocer la grave traición de Osciander, y como muchos lo único que leerán de este complicado trabajo será el prefacio, se sostendrá durante más de un siglo que la hipótesis de Copérnico tendría el mismo valor que la de Ptolomeo, esto es, que tanto el heliocentrismo como el geocentrismo no eran verdades que tuvieran que ver con la realidad de los hechos observados, sino meras hipótesis de trabajo.

3. Johannes Kepler y Tycho Brahe

El gran divulgador de la obra de Copérnico, o mejor del sistema heliocéntrico, fue Galileo Galilei, pero antes de él es bueno que nos detengamos un poco en el gran aporte que ofrecieron Kepler y Tycho Brahe.

Johannes Kepler (1571 – 1630), fue

desde muy niño un místico, un apasionado de las matemáticas, y desde su juventud trató de entender los secretos del Cosmos. De familia muy pobre, con un padre inestable y vagabundo, fue criado por su madre quien también tenía serios problemas de personalidad y había sido abandonada por sus padres al cuidado de una tía, que terminó en la hoguera acusada de brujería. Tuvo seis hermanos que murieron muy pequeños y el único que logró sobrevivir sufría de epilepsia. Para colmo de males él mismo en su infancia y juventud fue un niño muy enfermo; en fin, las tragedias de la vida de Kepler son largas, es quizá el hombre de ciencia que más ha tenido que lidiar con la pobreza y las desgracias personales.

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Sin embargo, siendo un chico muy inteligente le fue muy bien en sus estudios básicos y el Conde de Wittemberg, que era un príncipe amante de la ciencia, ordenó que todos los niños de su reino con capacidades intelectuales, aunque fueran pobres, deberían hacer estudios superiores en las universidades protestantes, a través de subvenciones patrocinadas por el reino; esto favoreció a Kepler quien logró entrar al seminario y estudiar matemáticas.

Arthur Koestler, uno de los mejores biógrafos de Kepler, nos cuenta que entró a

los 13 años al seminario; dice que era un joven muy tímido y que a pesar de su inteligencia le era muy difícil adaptarse a la disciplina germánica. Kepler logra sin embargo salir adelante en los estudios y a los 23 años entró como profesor de ciencias en la universidad protestante de Graz. Es sorprenderte ver que desde el discurso inaugural de su cátedra se mostró un gran seguidor del sistema heliocéntrico, expresado en estas célebres palabras: “Es un tesoro de comprensión verdaderamente divino del orden maravilloso del mundo y de todos los cuerpos que hay en él”.

Kepler además de ser un gran científico fue también un místico, y en sus obras no hay la claridad científica que se encuentra por ejemplo en Galileo; él al contrario, como muchos pensadores de la Edad Media, se deja llevar de reflexiones astrológicas, místicas, filosóficas y también astronómicas. Esto se nota sobre todo en su primera obra El Misterio cosmográfico, publicado en 1596 donde muestra su interés en la acción animadora del Sol. Mientras Copérnico se contenta con constatar que el Sol es el centro del universo, Kepler vas más allá y busca una explicación del fenómeno observado, una causa que explique por qué los planetas giran alrededor del Sol y además por qué van más rápido cuando más se acercan al Astro rey, y aunque todavía no encuentra una explicación convincente, si profundiza en las ventajas del sistema copernicano frente al Ptolemaico.

En la obra antes citada Kepler logra una idea que ha sido considerada genial por

algunos de sus estudiosos, es la de hacer intervenir los cinco poliedros regulares

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llamados platónicos en la arquitectura del sistema del mundo, un mundo bellísimo como obra que había sido de Dios, quien según él no podría haber utilizado para su construcción sino figuras geométricas perfectas. En dicho sistema la esfera de Saturno rodea al cubo, al interior del cual se inscribe la esfera de Júpiter. Después vienen sucesivamente el tetraedro y la esfera de Marte, el dodecaedro y al esfera de la Tierra, el icosaedro y la esfera de Venus, el octaedro y la esfera de Mercurio. Su afiebrado pitagorismo llevó a Kepler a soñar toda su vida con este sistema del mundo, el cual no era más que una bella y armónica ilusión. Solo hasta 1619 cuando publicó La Nueva astronomía aceptó los hechos de la experiencia y renunció a sus más caras ilusiones sobre un mundo perfectamente armonizado con los sólidos perfectos, llamados pitagóricos. La obra que acabamos de mencionar es el fruto de un trabajo teórico y experimental, que Kepler logró desarrollar después de su encuentro con Tycho Brahe en 1600, un encuentro que será crucial para Kepler, “una bendición de Dios” lo dirá

muchas veces, y en verdad que lo fue, puesto que Tycho tenía las mejores observaciones astronómicas que nadie en su época más que él, había hecho. Tycho Brahe (1546 – 1601) Pasó cerca de 30 años haciendo observaciones astronómicas sin lograr sacar mayores conclusiones teóricas; pero cuando escuchó hablar de la capacidad matemática de Kepler, quiso conocerlo. Tycho de origen Sueco, nacido en Dinamarca, era de familia noble quien deseó hacer de él un abogado, pero él rechazó esta profesión para dedicarse a su gran pasión que era la Astronomía, ciencia que según sus palabras: “permitía observar, calcular y prever con admirable precisión las posiciones de los planetas en el cielo y con ello lograr también un mejor desarrollo de la navegación”, en lo

cual estaba muy interesada su familia. El trabajo de observación que Tycho había desarrollado era enorme. Con un cuadrante de 12,50 m. de diámetro descubrió varios errores en las tablas alfonsinas las cuales eran utilizadas en su época por todos los navegantes. El anotaba todas sus observaciones con gran precisión sobre un inmenso globo de 1,70 m. de diámetro; mientras Copérnico se contentaba con aproximaciones de diez minutos, Tycho piensa

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en segundos. Fue el primero en observar la famosa supernova de 1572, siguiendo su evolución desde el 11 de noviembre durante 17 meses. Fue también el primero en darse cuenta de que en el cielo imperturbable de Aristóteles y Ptolomeo sucedían fenómenos extraordinarios, explicaciones que describió en su primera obra La Nova Stella Anno 1572. Unos años después, 1577, observa durante diez meses el gran Cometa que lleva su nombre, y queda muy impresionado por su larga y brillante cola. El mide su paralaje y se da cuenta de que es un objeto muy pequeño y que debería encontrarse mucho más allá de la órbita de la Luna, otro desacuerdo con Aristóteles para quien los Cometas eran considerados fenómenos meteorológicos que se desarrollaban muy cerca de la Tierra, en la región de tinieblas y de corrupción llamada sublunar; para Tycho tanto la Nova como el Cometa eran fenómenos supralunares que ponían en cuestión la teoría aristotélica de la inmutabilidad de los cielos. En 1588 Tycho publica De mundi aetherei recentioribus phaenomenis, en donde expone su sistema mixto geo-heliocéntrico elaborado a partir de las muchas observaciones hechas; en su sistema aunque no acepta totalmente el geocentrismo, tampoco logra hacerse un seguidor del heliocentrismo.

En el sistema de Tycho el Sol y la Luna giran alrededor de la Tierra, mientras que

Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno giran alrededor del Sol al igual que las estrellas fijas. Esto, entre otras cosas, fue motivo de desacuerdos con Kepler, quien desde sus primeros

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estudios se manifestó un ardiente seguidor de Copérnico, en quien veía una concepción del universo más simple, coherente y armónica que la propuesta por Ptolomeo.

Tycho pasó 20 años en la Isla de Ven donde gracias a rey Federico II de

Dinamarca disfrutó de abundantes recursos: construyó allí El Castillo del cielo y el Castillo de las estrellas, con terrazas, amplios locales de trabajo, biblioteca, habitaciones y variados instrumentos como sextantes, esferas armilares, ecuatoriales e instrumentos paralácticos, construidos en madera y metal pero sin parte óptica, además de diferentes tipos de relojes; pero por sus excentricidades y malos tratos a sus vecinos, el duque cansado con tantas quejas, le quitó al fin el apoyo y deberá entonces andar errante por los castillos de Europa, con su cohorte de 20 servidores, sus enormes instrumentos, su imprenta y un gigante cronómetro, hasta que el 1598 Rodolfo II de Praga le cede el castillo de Benátly muy cerca de la ciudad y lo nombró matemático imperial con un frondoso sueldo de 3000 florines, cuando en su época Kepler sólo se ganaba 200 como profesor de matemáticas en la universidad de Graz.

 Observatorio en Ven, Construido para las Observaciones estelares de Tycho.

Instalado en el castillo de Benátly, Tycho se decide, al fin, a llamar a Kepler en

febrero de 1599, y le pide su colaboración. El encuentro de estos dos hombres apasionados por el conocimiento del Cosmos no fue fácil: Tycho era un hombre extrovertido, conversador, amante de las fiestas diurnas, pero al mismo tiempo el más

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consagrado y metódico observador del cielo nocturno; aunque desconfiaba de Kepler y temía entregarle sus datos, sabía que lo necesitaba para lograr interpretar parte de su obra, en particular todas sus observaciones en torno al planeta Marte cuya órbita nunca le daba un círculo perfecto. Kepler, silencioso, reservado, un gran matemático y filósofo, con una gran capacidad de abstracción, aunque poco dado a las observaciones nocturnas, sabía que necesitaba del trabajo de Tycho para poder avanzar en sus búsquedas. Como bien dice Arthur Koestler: “del encuentro de estos dos hombres nacerá la astronomía moderna que es una fina combinación teórico – práctica” (Kepler, Salvat, 1987).

Tycho muere desafortunadamente el 24 de octubre de 1601, sin haber visto el

fruto de sus más de 35 años dedicados a la observación de los fenómenos celestes. Se dice que en su lecho de muerte gritaba: “Quisiera saber que no he vivido en vano”. Y no vivió en vano porque gracias a sus observaciones Kepler logró entender la lógica del movimiento planetario. El 6 de noviembre del mismo año el emperador de Alemania lo nombró sucesor de Tycho en la cátedra de matemáticas de la universidad de Praga y heredero de sus observaciones. Kepler se dedicará primero a terminar un tratado de Astronomía que Tycho había empezado en 1588 titulado Astronomiae Instauratae Programatae donde rinde un merecido tributo al trabajo del genio de las observaciones astronómicas antes del invento del telescopio. En una carta a un amigo presentándole esta obra, Kepler le dice: “Los honores y las distinciones nos existen a mis ojos. Trato de trabajar aquí no tanto como si le sirviera al emperador sino a la humanidad. El sólo y real favor que me ha sido hecho por la divina Providencia es el de haberme dado acceso a las observaciones de Tycho Brahe”.

A partir de 1603 Kepler se dedicará a redactar su segunda obra, La Nueva

Astronomía, donde aparecen dos de sus famosas leyes, gracias a un estudio profundo sobre el verdadero movimiento del planeta Marte, el cual era el más difícil de los planetas porque no se conformaba con la tesis pitagórica del movimiento circular. Tycho había dejado muchas observaciones sobre el movimiento de Marte, pero no había logrado llegar a una conclusión aceptable. Kepler dirá que Marte es un planeta recalcitrante; él acumula centenares de cálculos en más de 900 páginas, cálculos que nos dice haber hecho más de 70 veces en cinco años de trabajo con las observaciones de Tycho, quien hacía las observaciones con una gran precisión, pero por más cálculos estos no le daban una órbita circular. ¿Por qué no logra Kepler encontrar la solución que tanto busca? Es claro que él estaba todavía encerrado en la idea del movimiento circular, dogma intocable desde Pitágoras, y que había parecido ser el más perfecto de todos los movimientos y había sido aceptado por Platón, Aristóteles, Ptolomeo, Copérnico, y en el siglo XVII el mismo Galileo seguirá defendiéndolo.

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Por fin en el capítulo 44 Kepler señala su gran descubrimiento con estas palabras: “La órbita de Marte no es un círculo, ella se curva hacia el interior de los dos lados y hacia el exterior en las dos extremidades, una tal curva se llama óvalo. La órbita de Marte no es por lo tanto un círculo sino un Óvalo”. Sin embargo todavía no nos dice de qué ovalo se trata. A determinarlo dedicará cuatro capítulos de su Nueva Astronomía, hasta que al fin, después de muchas elucubraciones, logra encontrar que la órbita de Marte es una ELIPSE. Ahora ya Kepler puede dedicarse a formular las dos primeras leyes del movimiento planetario.

La primera llamada Ley de las órbitas elípticas la enuncia así: “Un planeta al

girar alrededor del Sol describe en su órbita una figura geométrica llamada elipse, en uno de cuyos focos se encuentra el Sol”.

La segunda llamada Ley de las áreas, la enuncia así: “Al seguir la trayectoria de

su órbita, la línea que une el centro del planeta con el Sol (radio vector) barre áreas iguales en tiempos iguales”.

Kepler plantea además que si el movimiento no es uniforme se debe a que del Sol emana una fuerza misteriosa, que él no puede todavía definir exactamente, pero que es una especie de pre – ciencia de la gravitación universal, que sólo Newton logrará explicarnos.

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La Nueva Astronomía, se publica en 1609, el mismo año en el cual Galileo levantará al cielo su Catalejo o rudimentario telescopio, y con él descubrirá cosas maravillosas en el cielo, como mostraremos más adelante. Sea este sin embargo el momento para señalar que si bien hubo comunicación entre los dos genios, y si bien Kepler le envió su Nueva Astronomía a Galileo, y éste le respondió con su Mensajero celeste de 1610, que Kepler no terminaba de elogiar, Galileo sin embargo no leyó la obra de Kepler argumentando que su estilo era muy confuso, y fue una pena, porque leerla le hubiera ayudado a avanzar mucho más en sus investigaciones y descubrimientos y a evitar algunos errores. Lo cierto, sin embargo, es que Kepler escribía todavía como un hombre renacentista donde se mezclaban reflexiones astrológicas, astronómicas, filosóficas, místicas y científicas, mostrando además el largo camino que había tenido que recorrer para llegar a los resultados, lo cual alargaba demasiado la obra y no era fácil ver el meollo de la cuestión; Galileo, al contrario, escribirá con gran claridad y precisión, centrándose en lo que trataba de demostrar o argumentar de una manera lógica, matemática y experimental, señalando los resultados más que el camino recorrido. Escribirá, dice Koyré, “como un científico moderno”. Aún en su libro de 1633 dedicado al debate con la iglesia y con los intelectuales de su tiempo, en torno a la nueva concepción del mundo, su estilo es preciso, claro, elegante y hasta podríamos decir bello. Pero volvamos a Kepler, cuya vida es una cadena de tragedias, no sólo familiares sino profesionales. Por una parte su segunda esposa no entiende el tiempo que él necesita dedicarle a su trabajo y le reclama por no atender mejor a sus siete hijos. Por otra parte, debido a la inestabilidad política de la época, en 1611 estalla en Praga la guerra de los quince años, y su protector, Rodolfo II se ve obligado a abdicar; entonces Kepler debe trasladarse a Linz donde logró un puesto de matemático. Todo parecía andar bien cuando en 1618 estallan las guerras de religión; definitivamente eran épocas muy difíciles: Kepler fue primero perseguido por los católicos, luego lo harán los luteranos, a pesar de que el místico Kepler estaba muy por encima de las querellas religiosas de aquellos tiempos. Esta fue también la época de la quema de brujas: fácilmente alguien podía ser acusado de brujería y ser quemado vivo. Este calvario lo vivió Catalina, la madre de Kepler, quien después de una disputa con una vecina, está la acusa de haberle dado una bebida prohibida, se le levantó un proceso que llegó a 49 acusaciones en su contra. Durante 14 meses Kepler lucha por salvarle la vida, al fin la dejaron libre, pero murió poco después.

Pero a pesar de tantos problemas Kepler no dejará de trabajar, y como una sublimación de la época más dura y más difícil de su vida, en 1619 dará a luz su bella y extensa obra titulada La Armonía de los mundos, libro que es una síntesis de todos los conocimientos de su época en Astronomía, Astrología, música y matemáticas.

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Según Carl Sagan: “Este libro en un himno cuasi pitagórico dedicado al Gran Arquitecto del universo”. El libro, nos dice Koestler, un gran estudioso de Kepler, es muy extenso, enredado y difícil, pero en su quinta parte un lector atento logra encontrar la tercera ley sobre los planetas, aquella que por 20 años había buscado incansablemente y que Kepler enuncia así: “El cuadrado del periodo que tarda un planeta en describir su órbita completa es proporcional al cubo del semieje mayor de dicha órbita”. Newton que si leyó atentamente las obras de Kepler, sabrá sacar provecho de sus leyes para el desarrollo de su gran síntesis y la formulación de la Ley de la gravitación universal, como mostraremos en la Parte III de nuestra “Breve historia de la Astronomía”.

En 1620 aparece Epitome Astronomie Copernicanae, en la cual Kepler trata de alejarse de sus elucubraciones astrológicas y explicará la astronomía desde un punto de vista copernicano; además tiene en cuenta los descubrimientos de Galileo y los suyos propios. En ella universaliza las tres leyes del movimiento planetario, afirmando que las leyes encontradas para Marte valen también para la Luna que gira alrededor de la Tierra, como para los planetas mediceos que giran alrededor de Júpiter y para todos los demás planetas. Esta obra, anota Koestler, fue escrita con un lenguaje mucho más claro, fruto quizá de haber leído las obras y las cartas de Galileo, quien, como ya dijimos, sabía expresar de una manera muy clara sus pensamientos haciendo abstracción de todo aquello que no fuera científico.

Pero Kepler no descansa. En 1627 publica las Tablas Rudolfinas, nombre dado

en honor de su protector Rodolfo II. En esta obra utiliza por primera vez los logaritmos que habían sido descubiertos unos años antes por Neper. Las tablas constituyen una

aplicación de sus tres leyes de los movimientos planetarios al trabajo de observación realizado por él y por Tycho. Es más, Kepler amplió el catálogo de las 777 estrellas de Tycho a 1005; este catálogo será durante un siglo el punto de referencia de todos los astrónomos.

4. Galileo y el nacimiento de la ciencia moderna

Galileo Galilei (1564 – 1642), nació al

año siguiente de haberse clausurado el Concilio de Trento y murió el año que nació

Retrato de Galileo por Justus Sustermans- Museo Marítimo

Nacional - Londres

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Newton, dos coincidencias interesantes. Por una parte, Galileo será un gran contradictor de algunas de las doctrinas papales formuladas en el Concilio de Trento, y por otra, Newton, logrará hacer la gran síntesis científica que no logró hacer Galileo, y con ella nos explicará todo el sistema del mundo.

El Concilio de Trento (1545 -1563), entre otras cosas, le dio grandes poderes al

Papa para que pudiera luchar contra la ofensiva protestante, y con la ayuda de la comunidad de los Jesuitas, fundada en 1539, cuyo voto fundamental era la “obediencia ciega al Papa de Roma”, logró imponer su voz no sólo dentro de la Iglesia sino en todas las universidades donde los Jesuitas eran, por aquella época, los más famosos catedráticos. El Concilio de Trento reafirmó la enseñanza que venía desde Tomás de Aquino, según la cual: FE y RAZÓN tenían la misma finalidad, esto es, llegar a la VERDAD, pero en caso de que no lo lograsen, la RAZÓN debía inclinarse a favor de la FE. Principio de autoridad que combatirá con firmeza Galileo mostrando que la verdad no podía imponerse, sino demostrarse. A este principio se añadió también la inseparabilidad de la física, la filosofía natural y la teología, principio también tomístico, que convirtió al Colegio romano en una comunidad teológica – filosófica – científica, no pudiendo decirse nada, y menos publicarse, sin que pasara antes por su supervisión. Un tercer dogma que se estableció fue que la ciencia por excelencia era la Teología, y que ninguna ciencia podía contradecir lo que la Biblia hubiera establecido, a lo cual Galileo respondía: “que la Biblia podía enseñarnos como ir al cielo pero no como estaba hecho el cielo”.

En este ambiente nació Galileo, quien sin

embargo no nació copernicano sino que con el tiempo y sus descubrimientos se convirtió en el gran defensor y divulgador del sistema heliocéntrico de Copérnico. Aunque su padre quiso hacer de él un médico, Galileo abandona la universidad después de algunos semestres de medicina y se dedica por su cuenta a estudiar matemáticas que eran su gran pasión, logrando en 1592 una cátedra en la universidad de Pisa; por entonces era seguidor de Aristóteles y enseñaba la cosmología ptolemaica, aunque admiraba y prefería, según sus palabras al “divino, superhumano e inimitable Arquímedes”.

Pero el 17 de octubre 1604 Kepler y otros astrónomos, entre ellos Galileo,

pudieron observar una Supernova que brilló por cerca de 18 meses y su aparición

Telescopio Galileano. Un simple catalejo adaptado para la

observación astronómica. Tomado del Museo de Galileo

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renovó los debates que ya había suscitado Tycho Brahe con la Nova de 1572, debates que Galileo conocía. Se dedicó a estudiar el fenómeno y ofreció tres conferencias en la universidad de Pisa que lograron reunir gran cantidad de público, dado que Galileo sobresalió desde los inicios de su carrera como un gran expositor. En esta ocasión hizo una amplia exposición de la cosmología aristotélica y mostró como la Supernova y otros fenómenos debían encontrarse ubicados en la zona supralunar, y esto por supuesto ponía en entre dicho la inmutabilidad del cielo aristotélico. Desde entonces Galileo parecía más empeñado en criticar la física y la cosmología aristotélica que en demostrar la validez del sistema copernicano. Validez que empezará a demostrar con el invento del telescopio, que aunque muchos niegan su autoría, él fue el primero en utilizarlo para observar el cielo.

En efecto, hacia 1609, Galileo que

conocía bien el microscopio inventado por Sacharias Jenssen en 1590, y que lo había utilizado para observar partes de los insectos, trató de perfeccionarlo poniéndole oculares divergentes y se dispuso a observar con él, no los objetos terrestres, sino celestes. Poco a poco su admiración crece al empezar a comprender que más allá de lo que se podía observar a simple vista, el cielo nocturno

ofrecía un mundo mucho más grande y complejo. Por suerte el cielo nocturno de Toscana en 1610 se ofrecía bastante despejado y Galileo puede dedicar las noches de enero y febrero a observar el firmamento, descubriendo en él cosas maravillosas que nadie hasta entonces había soñado, ni imaginado. Todo esto nos lo describe en su Sidereus Nuncius (o el Mensaje sideral) publicado a finales de marzo del mismo año, que causó gran revuelo entre los estudiosos del cielo y ciertas preocupaciones ente los peripatéticos o seguidores de la cosmología aristotélica.

La Luna y sus montañas vistas por Galileo. Tomado del Sidereus Nuncius

Las Constelaciones vistas por Galileo .Tomado del Sidereus Nuncius

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Lo primero que Galileo observa es la Luna, a la que se le consideraba como una esfera de cristal perfecta, mientras que él, con su telescopio, la verá llena de montañas y valles, él calcula la altura de algunas de esas montañas y considera que miden más de 7.000 metros. Luego se dirige a las estrellas y observa por lo menos diez veces más de lo que él podía observar a ojo desnudo. Por ejemplo en la constelación de Orión, donde a simple vista, máximo se ven ocho estrellas, él veía más de 80 (hoy sabemos que hay más de 500). Y en la Vía Láctea no verá miles, sino miles de millones de estrellas. Dice en su libro que lo que más llamó su atención fue Júpiter al que observó con particular atención en las noches del 7 de enero al 2 de marzo ¡Qué espectáculo! Galileo observa cuatro satélites girando permanentemente en torno al astro, su emoción es inmensa. Se maravilla al encontrarse con tres centros en el mismo sistema: El Sol para todo el Sistema Solar, la Tierra para la Luna y Júpiter para los astros mediceos como los llamará Galileo. En fin, Galileo observará también las manchas del Sol y las fases de Venus y Mercurio; algunos historiadores dicen que observó incluso los anillos de Saturno, aunque no logró explicar bien el fenómeno. Después de estos descubrimientos la vida de Galileo se ocupará en escribir y debatir sobre muchos temas y problemas de orden científico y epistemológico, pero la observación del cielo fue una pasión que lo acompañó toda la vida; incluso cuando, después de los 70 años perdió la vista, siempre que habían noches despejadas le pedía a alguno de sus alumnos que lo sacara a ver el cielo y le explicara que posición tenían los satélites de Júpiter.

Los descubrimientos que logró realizar Galileo con su rudimentario telescopio lo

llevaron a convencerse de la falsedad de la cosmología tradicional aristotélico – ptolemaica, y de la verdad del heliocentrismo; entonces se dedicará a hablar, escribir y demostrar por qué este sistema era más apto para explicar los fenómenos celestes que el geocentrismo.

Los astros Mediceos, nombre que le dio Galileo a los cuatro grandes satélites de Júpiter. Tomado del Sidereus Nuncius

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Pero en 1616 la Iglesia le prohibió hablar y escribir sobre él, y redactó la primera condenación pública del sistema copernicano, al que se le consideraba ajeno a la verdad tanto filosófica como teológica. Sin embargo Galileo motivado por la aparición de algunos Cometas y en contra de las teorías que sobre ellos esbozaban los peripatéticos, no pudo callarse y siguió debatiendo sus ideas. Luego se concentró en la redacción de un extenso libro donde irá más allá del campo limitado de la Astronomía, para adentrarse a debatir problemas relacionados con el campo general de la filosofía de la naturaleza. Libro que en 1633 se decide a publicar con el título Diálogos sobre los dos máximos sistemas del mundo ptolemaico y copernicano. Allí se propone cambiar la visión física y filosófica de la época, combatir el sentido común, y todo aquello que impedía a los hombres de su época, __a pesar de los hechos observados con su catalejo, los cuales mostraban la falsedad de la cosmología tradicional __, aceptar la teoría heliocéntrica de Copérnico y darse cuenta de que el universo no era como hasta la fecha se había pensado, enseñado y creído. Esta obra fue escrita en italiano de toscana, era la primera vez que un científico publicaba una obra en la lengua vernácula y no en latín. Más tarde, en 1637, también René Descartes publicará El Discurso del Método en francés; a partir de entonces la mayoría de los libros científicos empiezan a publicarse en lengua original del autor.

 Las  fases  de  Venus.    Ilustracion  de  Galileo  para  el  Sidereus  Nuncius  

Los Diálogos darán pie a la condenación por la Iglesia, obligándolo a negar

públicamente que la Tierra se mueve, so pena de ser condenado a muerte; prohibiéndole volver a hablar y escribir sobre la nueva cosmología. Pero aunque la Iglesia lo calla, su libro cruzó las fronteras italianas, se conoció en todo Europa, y al menos los hombres ilustrados de su tiempo empezaron a estudiarlo y a aceptar no sólo el heliocentrismo, sino también a reflexionar sobre el nuevo universo y la nueva ciencia que Galileo estaba presentando. Sin

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embargo es bueno acentuar que cambiar de mentalidad no es nada fácil ¿Qué pasaría si alguien viniera hoy a decirnos que todo lo que nos han enseñado sobre el universo hasta la fecha es falso? Encerrado en su casa de Florencia, Galileo no volverá a hablar en público, pero seguirá escribiendo cartas a sus amigos, haciendo observaciones gracias a la compañía de dos de sus alumnos que nunca lo abandonaron: Torricelli y Vicencio Viviane; con su ayuda se dedicará a escribir su obra cumbre desde el punto de vista científico: Discursos sobre las dos nuevas ciencias (dinámica y mecánica). Obra que fue publicada en Leiden (países bajos) en 1638, y con ella Galileo dará nacimiento a la nueva física. Esta obra, junto con la Nueva Astronomía (1619) de Kepler, ayudarán a Newton a la elaboración de la gran síntesis final sobre la nueva concepción del mundo, en su extraordinaria obra Principios matemáticos de Filosofía Natural (1687), donde con la Ley de la GRAVITACION UNIVERSAL se podrán explicar no sólo las leyes que rigen la caída de los cuerpos en la Tierra, sino también el movimiento de los Planetas, de los Cometas, de las Estrellas, el problema de las mareas y otros fenómenos de la mecánica celeste, lográndose así la unificación del universo conocido hasta entonces.

5. Conclusiones epistemológicas Varios historiadores de la ciencia, entre otros Koyré y Kuhn, están de acuerdo en

aceptar que Galileo es el iniciador del espíritu científico moderno, espíritu que tendrá entre otras las siguientes características:

1. Desconfianza frente a las concepciones del mundo meramente intuitivas, basadas en observaciones inmediatas, porque ellas pueden llevarnos a conclusiones falsas. Los sentidos siempre nos engañan, lo mismo sostendrá Descartes. Aristóteles por ejemplo, para explicar el movimiento partía de una idea intuitiva del sentido común: “para que un cuerpo se mueva es necesario empujarlo”. Galileo va a pensar de otra manera: “si un cuerpo no es empujado ni halado por nada se moverá uniformemente, es decir, siempre con la misma velocidad”. Claro que serán Descartes y luego Newton quienes van a formular claramente la ley de la inercia: “Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o de movimiento uniforme en línea recta, a menos que no sea determinado a cambiar ese estado por fuerzas que actúen sobre él”. Aquí nos encontramos con una idea especulativa que debe confirmarse por la observación.

2. Separación de la ciencia y la filosofía: esto es, abandono de la búsqueda de esencias,

para poder, al menos en el ámbito de los fenómenos de la naturaleza, “conocer algunas de las afecciones de los entes naturales”, como dirá Galileo.

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3. Especialización: No se puede pretender que una sola ciencia explique la totalidad del mundo, se necesita de la especialización. Especialización que ha sido seriamente cuestionada en las últimas décadas del siglo XX por los mismos científicos que ven como la atomización del saber ha hecho olvidar a muchos las interrelaciones necesarias que existen entre los diversos saberes. Se aboga hoy por una apertura científica a lo diverso, a lo variable en el tiempo, a la complejidad, mostrándose la necesidad de mantener diálogos abiertos entre las diversas ciencias y canales de comunicación entre la ciencia y la sociedad. Se postula la posibilidad y necesidad de unificar las ciencias en torno a parámetros heterogéneos donde lo físico, lo biológico y lo antropológico se reencuentren y se complementen, como bien lo señalan Ilya Progogine e Isabelle Stengers en su hermoso libro: La Nueva Alianza: metamorfosis de la ciencia (1983). 4. Instrumentalización: Galileo va a ser el primero en demostrar la importancia de los instrumentos científicos en el conocimiento de la naturaleza. El ojo humano es impotente, necesita ayudarse de lentes, caso por ejemplo del telescopio para el conocimiento del macrocosmo, y del microscopio para el conocimiento del microcosmos. Del simple y rudimentario catalejo de Galileo a los radiotelescopios y naves espaciales de hoy, podríamos decir que hay un abismo casi infinito, pero sin duda, el anteojo galileano fue para la ciencia de su época verdaderamente revolucionario. 5. Espíritu crítico: uno de los mejores aportes de Galileo al desarrollo del espíritu científico, fue el de haber mostrado la necesidad de ir a los antiguos con espíritu crítico. “Cuando se trata de explorar la naturaleza no hay que confiar en la autoridad, hay que buscar y descubrir por sí mismo”, dirá Galileo en su obra Diálogos sobre los dos máximos sistemas del mundo (1633). La gran crítica que él le hacía a los peripatéticos era el haber aceptado al pie de la letra lo que enseñaba Aristóteles. Los epistemólogos modernos, entre otros Popper y Bachelard, hacen mucho énfasis en el papel que juega la crítica en el avance y desarrollo del conocimiento, a tal punto de considerar que lo que realmente diferencia al conocimiento científico de cualquier otro tipo de conocimiento es su “apertura a la crítica”; la humilde aceptación de que toda verdad científica es falible, es una verdad provisional, exige el perfeccionamiento permanente de sus postulados. 6. Necesidad de unir la especulación matemática con el análisis experimental: cuando se trata de explorar la naturaleza no se deben adelantar verdades antes de que una seria, repetida, consciente y analítica experiencia, acompañada del análisis matemático, que haya ofrecido pruebas, sino ciertas, al menos probables de aquello que nuestras hipótesis plantean. Las hipótesis no tienen que partir necesariamente de la observación, podrían incluso partir de nuestra imaginación, pero para demostrarlas hay que confrontarlas con la realidad de los hechos. Pero Galileo es consciente de que la

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experiencia no basta, hay que saber formular las preguntas, porque como dirá más tarde Kant: “la naturaleza responde sólo aquello que el hombre es capaz de preguntar”.

7. Rechazo explícito de los argumentos de autoridad: La verdad no puede

imponerse sino demostrarse. Hoy se acepta que Galileo es un símbolo del pensamiento científico moderno, según el cual: “la ciencia no puede llegar a la verdad absoluta, pero con la observación cuidadosa, el análisis matemático, la reflexión y la argumentación crítica permanente debe tender siempre hacia la verdad, tratando de eliminar en cuanto sea posible los errores” (Karl Popper). La lucha de Galileo con la Iglesia y su dogmatismo se entiende hoy como una lucha por la libertad de pensamiento.

Para saber más: GALILEO, Galilei. Diálogo sobre los dos máximos sistemas del mundo

ptolemaico y copernicano. Alianza, 1994. Con un amplia y bellísima introducción de Antonio Beltrán Mari.

KOESTLER, Arthur. Kepler. Salvat, 1987 C0PÉRNICO, Nicolás. Sobre la revolución de las orbes celestes. Editora

nacional, 1982 KOYRÉ, Alexander. Del mundo cerrado al universo infinito. Siglo XXI, 1979. PRADA, Blanca Inés. Galileo Galilei: su vida, su obra y su aporte el

desarrollo del método de la ciencia moderna. Tercer mundo, 1983. Modelo de las leyes de Kepler

https://www.youtube.com/watch?v=KowFQaanUMk

Referencia de las Imágenes

• Nicolás Copérnico

http://en.wikipedia.org/wiki/Nicolaus_Copernicus

• Sistema heliocéntrico Copernicano. Wiki spaces

http://tema6fisica.wikispaces.com

• Johannes Kepler

www.studyhelpline.net

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• Modelo de Kepler del Universo con los sólidos pitagóricos

http://en.wikipedia.org/wiki/Johannes_Kepler

• Tycho Brahe –Departamento de Historia y Filosofía de la Universidad

de Cambridge

http://www.hps.cam.ac.uk/starry/tycho.html

• Modelo Cosmográfico de Tycho Brahe y Observatorio Astronómico de

Ven. Curso de Astronomía general del Dr. James Schombert.

http://homework.uoregon.edu/pub/class/phys361/tycho.html

• Las tres leyes de Kepler sobre el movimiento planetario

http://en.wikipedia.org/wiki/Kepler%27s_laws_of_planetary_motion

• Pintura de Galileo Galilei

http://en.wikipedia.org/wiki/Galileo_Galilei

• Fotografía del Telescopio Galileano -Museo de Galileo

http://www.museogalileo.it/en/visit.html

• Dibujos de Galileo de las Montañas de la Luna, las constelaciones, las fases de Venus, Los satélites Galieanos, tomados del “Sidereus nuncius: magna, longeque admirabilia spectacula pandens, suspiciendaque proponens vnicuique, praesertim verò philosophis, atq[ue] astronomis, quae à Galileo Galileo ... perspicilli nuper à se reperti beneficio sunt obseruata in lunae facie, fixis innumeris, lacteo circulo, stellis nebulosis, apprime verò in quatuor planetis circa Iouis stellam disparibus interuallis, atque periodis, celeritate mirabili circumuolutis; quos, nemini in hanc vsque diem cognitos, nouissimè author depraehendit primus; atque Medicea sidera nuncupandos decreuit” que se encuentra en el Archivo Histórico digital libre Archive.org. La obra completa se puede leer en línea o descargarse libremente desde :

https://archive.org/details/sidereusnunciusm00gali

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