V. HELIOCENTRISMO

INTRODUCCI�N

LA RENOVACI�N de la astronom�a iniciada a fines del siglo XV tuvo mucho que ver con los viajes interoce�nicos, pero tambi�n con el flujo de ideas y textos que hubo en Europa despu�s de la invenci�n de la imprenta de tipos m�viles. Esos acontecimientos afectaron pr�cticamente todo el conocimiento de aquella �poca, aunque en algunas disciplinas los cambios ocurrieron en forma m�s r�pida. La astronom�a junto con las matem�ticas fueron las que se desarrollaron con mayor rapidez. Los cambios sufridos por la primera tuvieron repercusi�n directa en la forma en que el hombre entend�a al mundo, por lo que no resulta exagerado afirmar que la nueva visi�n que se forj� de la naturaleza fue propiciada en gran medida por las investigaciones astron�micas entonces emprendidas.

Esa �poca ha sido se�alada como el principio del Renacimiento, pues fue entonces cuando se inici� el redescubrimiento de la cultura de la Grecia cl�sica. En pocos a�os la producci�n masiva de textos en lat�n puso al alcance de los estudiosos las principales obras filos�ficas y cient�ficas de la antig�edad.

Como se ver� en este cap�tulo, en la astronom�a no solamente hubo mejoras en los m�todos de observaci�n y de c�lculo, sino que se inici� una verdadera revoluci�n que culmin� con el abandono de ideas y conceptos equivocados que tuvieron vigencia por m�s de un milenio.

COP�RNICO Y EL DESPERTAR CIENT�FICO

Al finalizar el siglo XV e iniciar el XVI la astronom�a era la �nica ciencia que hab�a acumulado un vasto conjunto de datos, b�sicamente debido a su uso na�tico y geogr�fico, aunque tambi�n a la larga tradici�n astrol�gica. Ese acervo, combinado con los nuevos y m�s precisos m�todos matem�ticos entonces desarrollados, comenz� a demostrar que cuando se intentaba determinar posiciones planetarias con exactitud, el modelo geoc�ntrico presentaba serias deficiencias. Astr�nomos destacados como Peurbach y Johannes M�ller (1436-1476), mejor conocido como "el Regiomontano", realizaron esfuerzos importantes para mejorar las viejas tablas astron�micas construidas durante el siglo XIII, y aunque lograron adecuarlas parcialmente a las nuevas observaciones, no resolvieron el problema de su falta de precisi�n (figura 20).

En 1473 se public� la obra astron�mica m�s importante de Peurbach llamada Novae Theoricae Planetarum ("Nuevas teor�as planetarias"). En ella se expon�a por primera vez desde que se inici� la Edad Media la teor�a de los epiciclos utilizada por Tolomeo en el Almagesto. Desde esa fecha el nuevo texto fue utilizado por quienes pensaban que el lenguaje matem�tico era necesario para estudiar el movimiento de los astros. Entre otros m�ritos, ese libro es el primer escrito astron�mico de car�cter t�cnico producido en Europa occidental (figura 21). Al escribirlo Peurbach busc� actualizar el contenido del Almagesto, introduciendo la informaci�n que se hab�a ido acumulando al paso del tiempo.

Con el fin de disponer de una copia del Almagesto lo m�s apegada al original, Peurbach viaj� a Italia buscando manuscritos de esa obra. Lo acompa�� Regiomontano, quien fue su alumno y colaborador. Ah� comenzaron a trabajar sobre una versi�n del Almagesto que hab�a sido traducida en 1175 del �rabe al lat�n por el notable traductor de obras cient�ficas y filos�ficas del siglo XII, Gerardo de Cremona (m 1187). Al morir Peurbach, Regiomontano sigui� con ese trabajo y lo termin� alrededor de 1463; sin embargo, no fue publicado hasta 1496 en Venecia, bajo el nombre de Epitome in Almagestum. Esta obra result� ser m�s que una simple revisi�n del Almagesto, ya que incluy� nuevas observaciones, ex�menes y adecuaci�n de los c�lculos, as� como comentarios cr�ticos a la teor�a de los movimientos lunares desarrollada por Tolomeo, todo esto expresado en lenguaje t�cnico. Gran importancia tuvo el an�lisis que de la teor�a lunar se hizo en el Ep�tome, pues sirvi� para mostrar que no todo lo contenido en el Almagesto era correcto, lo cual ayud� a desmitificar esa obra.

 

 

Figura 20. Tabla num�rica elaborada por Regiomontano para ayudar en los c�lculos astron�micos.

Figura 21. Dos p�ginas del texto Novae Theoricae Planetarum donde se ilustran c�lculos de eclipses y �rbitas planetarias.

Entre los lectores de esos dos textos se encontraba Nicol�s Cop�rnico (1473-1543), astr�nomo polaco que habr�a de dar el gran paso para renovar la astronom�a. Aunque antes de �l hubo otros personajes que analizaron el posible movimiento terrestre, Cop�rnico no lo hizo en forma especulativa, y se situ� en el mismo terreno t�cnico en el que Tolomeo hab�a escrito el Almagesto; para esto aprovech� lo mejor de su geometr�a planetaria, eliminando los aspectos dudosos de esa teor�a. El trabajo de Cop�rnico sigui� el orden y la forma utilizados en el Almagesto. Bajo ese modelo escribi� un verdadero tratado de astronom�a y no un discurso filos�fico sobre los movimientos de la Tierra.

Los conceptos que Cop�rnico expuso en su obra m�s importante, De revolutionibus orbium coelestium ("Sobre las revoluciones de las esferas celestes"), contribuyeron a cimentar una nueva forma de entender los fen�menos celestes, rompiendo con dogmas que hab�an perdurado por m�s de 1500 a�os. La tesis helioc�ntrica, piedra angular expresada por Cop�rnico en esa obra, no s�lo cambi� el lugar de la Tierra en el contexto c�smico mediante un mero artificio matem�tico muy conveniente para simplificar los c�lculos de los diferentes movimientos planetarios, sino que atac� la esencia misma de la antigua forma de entender el mundo que, como ya se ha dicho, estaba totalmente apoyada en una visi�n de perfecci�n e inmutabilidad de los fen�menos celestes.

La diferencia entre las propuestas especulativas hechas en los siglos XV y XVI en torno a un nuevo modelo del mundo, y la trascendencia de la concepci�n helioc�ntrica de Cop�rnico, tuvo mucho que ver con la manera que �ste utiliz� para presentar su cosmovisi�n, ya que emple� un an�lisis matem�tico considerablemente elaborado y de gran complejidad t�cnica que respond�a a un preciso programa astron�mico. En De revolutionibus orbium coelestium, publicado por primera vez en 1543, Cop�rnico realiz� un tratamiento sistem�tico de aquellos fen�menos celestes que de forma directa o indirecta ten�an que ver con su tesis central, que en esencia se refer�a a los movimientos de la Tierra. Cop�rnico fue el primero que present� una teor�a completa en la que se mostraba que los movimientos observados de los cuerpos celestes en general no eran reales, sino reflejo directo de la rotaci�n y traslaci�n de la Tierra.

Para probar la validez de sus afirmaciones Cop�rnico acudi� al c�lculo preciso apoy�ndose en deducciones geom�tricas exactas (figura 22). Mediante el an�lisis de las observaciones y los datos que ten�a disponibles explic� el desplazamiento de los planetas en la b�veda celeste, mostrando la estructura que deb�a tener el cosmos. En su obra principal, formada por seis libros (cap�tulos), dedic� el primero a fundamentar el modelo helioc�ntrico. Los cinco restantes los utiliz� para desarrollar los c�lculos matem�ticos que apoyan su teor�a. Cop�rnico no solamente postul� un sistema de esferas que giraban alrededor del Sol, en el cual la Tierra era un planeta que adem�s de trasladarse en torno a �ste rotaba sobre su propio eje. Tambi�n demostr� en forma muy detallada, bajo esa hip�tesis, que su sistema era capaz de explicar todas las observaciones astron�micas disponibles.

Los postulados fundamentales expresados por Cop�rnico al principio de su libro fueron: "Que el Mundo es esf�rico. Que la Tierra tambi�n es esf�rica. Que la Tierra junto con el agua de los oc�anos forma un globo. Que el movimiento de los cuerpos celestes es igual, circular y perpetuo, o sea, compuesto de movimientos circulares." Estas premisas fueron justificadas ampliamente. Tambi�n en el primer cap�tulo del De revolutionibus discute el porqu� "la Tierra tiene un movimiento circular y el lugar que ocupa". Igualmente analiza las dimensiones del Universo, y lo considera finito, pero inmenso comparado con el tama�o de la Tierra. Fundamenta ampliamente por qu� no considera a nuestro planeta como el centro del Universo, y demuestra la insuficiencia de los argumentos geocentristas de los antiguos. En el inciso IX de ese primer cap�tulo establece los diferentes movimientos de la Tierra, mientras que en el X, finalmente analiza el orden de los cuerpos celestes, estableciendo el que todos conocemos (figura 23):

La primera y m�s alta de todas es la esfera de las estrellas fijas que, conteni�ndose a s� misma y a todo lo dem�s, por eso es inm�vil y es el lugar del Universo a donde se refiere el movimiento y posici�n de todas las otras estrellas. Porque, al contrario de lo que otros juzgan, que tambi�n ella cambia, nosotros asignaremos a esa apariencia otra causa al hacer la deducci�n del movimiento terrestre. Sigue Saturno, primero de los errantes, que completa su circuito en 30 a�os. Despu�s viene J�piter con su revoluci�n de 12 a�os. Luego Marte, que da su vuelta en dos a�os. El cuarto lugar en orden lo tiene la Tierra, por hacer su revoluci�n en un a�o con la esfera lunar contenida como epiciclo. El quinto corresponde a Venus que regresa en nueve meses. El sexto y �ltimo sitio lo ocupa Mercurio, que completa su giro en un periodo de 80 d�as. Y en el centro de todos reposa el Sol...

Figura 22. P�gina del texto de Cop�rnico donde presenta c�lculos de sus estudios de los movimientos planetarios.  

Figura 23. Modelo helioc�ntrico del Universo seg�n dibujo que aparece en el manuscrito del Revolutionibus.

Es muy importante hacer notar que la representaci�n del modelo helioc�ntrico de Cop�rnico ratifica que �ste atribu�a el movimiento diurno a la rotaci�n de la Tierra en torno a su eje. Si nos fijamos en la figura 23 se ver� que el c�rculo exterior que representa a la esfera de las estrellas fijas dice stellarum fixarum sphaera imovilis, que literalmente significa "esfera inm�vil de las estrellas fijas", as� que aun cuando Cop�rnico conserv� la representaci�n de las esferas para explicar los movimientos planetarios, hay una diferencia fundamental respecto al modelo geoc�ntrico. En el trabajo de Tolomeo la esfera de las estrellas fijas deb�a realizar una rotaci�n completa diariamente para justificar la sucesi�n del d�a y la noche, mientras que en el sistema copernicano esa esfera permanece inm�vil, as� que el d�a y la noche son el resultado directo de la rotaci�n terrestre.

�stas son en esencia las ideas expresadas por Cop�rnico, quien a pesar de haber propiciado toda una revoluci�n en el pensamiento occidental no pudo escapar completamente a la influencia de los pensadores griegos, ya que como se ha dicho conserv� en su modelo las �rbitas circulares, el movimiento uniforme y la idea de un universo esf�rico y finito. Sin embargo, desde un punto de vista pr�ctico, s� simplific� grandemente los c�lculos, pues al considerar que la Tierra es la que est� en movimiento pudo eliminar un n�mero considerable de los c�rculos que Tolomeo y sus seguidores necesitaban para representar adecuadamente el movimiento de los planetas. As�, por ejemplo, la discusi�n de Cop�rnico sobre las retrogradaciones y los puntos estacionarios mostrados en los trayectos orbitales de Marte, J�piter y Saturno, planetas exteriores a la Tierra en el modelo helioc�ntrico, es sencilla si se le compara con los intentos de soluci�n del mismo problema en la teor�a geoc�ntrica. Esto dio como resultado que para describir completamente los movimientos de todos los planetas, Cop�rnico s�lo necesitara un total de 34 c�rculos, mientras que los mismos c�lculos realizados bajo los supuestos de Tolomeo requer�an al menos de 79.

El periodo helioc�ntrico³¹ de los planetas sirvi� a Cop�rnico para fijar su distribuci�n en el cosmos. Para Mercurio result� ser de 80 d�as. Para Venus de siete meses, mientras que para Marte tiene un valor de dos a�os. Para J�piter alcanza los 12 a�os y para Saturno es de 30. El periodo helioc�ntrico de la Tierra queda comprendido entre el de Venus y el de Marte, pues es de un a�o. Cop�rnico utiliz� esos valores para determinar la distancia que los planetas tienen respecto al Sol, asociando correctamente el crecimiento de esa cantidad con el aumento de su distancia al centro del sistema. Fue as� que Cop�rnico construy� el diagrama de la figura 23, donde en torno al Sol gira primero Mercurio, luego Venus, la Tierra, Marte, J�piter y Saturno. Por su propia naturaleza, este orden explica por qu� Mercurio y Venus aparecen siempre cercanos al Sol (Mercurio m�s que Venus), mientras que Marte, J�piter y Saturno no est�n constre�idos a desplazarse de esa forma. Adem�s, elimina las complicaciones de considerar la Luna como un planeta, reduci�ndola a su verdadera categor�a de sat�lite terrestre. La hip�tesis helioc�ntrica da, por tanto, un esquema congruente con las observaciones.

Cop�rnico comprendi� que las distancias de cada planeta al Sol podr�an hallarse mediante c�lculos sencillos que pod�an expresarse en t�rminos del valor del radio de la �rbita terrestre, por lo que, en principio, si se conociera esa distancia ser�a posible determinar las dimensiones de todo el Sistema Solar. Por su importancia como patr�n de medida en la escala planetaria esa distancia despu�s fue llamada unidad astron�mica.³² Aunque Cop�rnico intent� determinar su valor absoluto, los resultados que obtuvo no fueron satisfactorios, raz�n por la que solamente dej� indicadas las dimensiones del sistema planetario en lo que se refiere a la distancia Tierra-Sol. Cop�rnico consider� que la UA era igual a 1179 radios terrestres, valor que no represent� un cambio sustancial en las dimensiones del Universo, ya que el tama�o que se manej� desde la �poca de Tolomeo era de 1210 radios terrestres.

Otra aportaci�n importante del trabajo de Cop�rnico fue la metodolog�a que utiliz� para derivar los par�metros planetarios necesarios para sus c�lculos, ya que mostr� en forma clara los pasos matem�ticos que hab�a que seguir, desde las observaciones hasta la obtenci�n de los resultados.

La aceptaci�n de los conceptos copernicanos no fue inmediata, pues tuvieron que pasar bastantes a�os para que finalmente fueran asimilados en forma generalizada, y aunque hubo astr�nomos que lo siguieron, como su alumno Georg Joaquin Rethicus (1514-1574), quien en su Narratio Prima defend�a el modelo helioc�ntrico, o como Erasmo Reinhold (1511-1553), quien utiliz� los datos y la metodolog�a mostrados en el De Revolutionibus para publicar en 1551 las Tabulae Prutenicae ("Tablas prusianas") donde calculaba las posiciones planetarias de acuerdo con ese modelo, fue necesario desarrollar nuevos instrumentos de medici�n y t�cnicas de observaci�n m�s precisas que permitieran acumular datos suficientes para que investigadores de la talla de Kepler y Galileo encontraran apoyos te�ricos y observacionales incuestionables en favor del universo copernicano.

Mientras eso suced�a, el trabajo de Cop�rnico fue atacado p�blicamente por gente como Melanchton (1497-1560), un te�logo alem�n que se quej� porque se permit�a la publicaci�n de ideas tan descabelladas, o por el reformador Mart�n Lutero (1483-1546), quien calific� a Cop�rnico de loco por afirmar que la Tierra se mov�a, pues las Sagradas Escrituras eran muy claras al decir que fue el Sol el que se detuvo por mandato divino. Tambi�n fue cuestionado por la mayor�a de los astr�nomos, quienes insist�an en que si la Tierra estuviera traslad�ndose alrededor del Sol, tendr�a que verse en forma clara que las estrellas cambiaban su posici�n relativa, ya que el �ngulo de visi�n del observador ser�a diferente cuando la Tierra se encontrara en partes distintas de su �rbita (figura 8). Los defensores del geocentrismo siempre argumentaron esta idea como prueba de que la Tierra estaba inm�vil: la imposibilidad que los observadores ten�an para determinar el cambio en la posici�n relativa de las estrellas.

No todo qued� en ataques verbales o escritos pues, como bien sabemos, durante el proceso de cambio y asimilaci�n provocado en buena medida por las ideas de Cop�rnico, la intolerancia religiosa volvi� a campear en las discusiones, cobrando v�ctimas como Giordano Bruno (ca. 1548-1600), quien en 1600 fue quemado vivo en Roma por haber contravenido el dogma cristiano, afirmando que el Universo era infinito y que el Sol era una estrella m�s, de donde infer�a la posibilidad de que hubiera una cantidad "innumerable de Tierras habitadas".

TYCHO BRAHE Y EL PRIMER OBSERVATORIO ASTRON�MICO MODERNO

Descendiente de una familia noble, Tycho Brahe (1546-1601) fue educado de acuerdo con sus futuras responsabilidades, por lo que se le envi� a la Universidad de Copenhague para que estudiara leyes. Sin embargo, desde joven manifest� gran inter�s por la astronom�a, ciencia a la que habr�a de dedicar toda su vida de adulto, introduciendo en ella la necesidad de la precisi�n.

El primer trabajo astron�mico realizado por Tycho lo hizo en agosto de 1563. Consisti� en observar una conjunci�n³³ de los planetas J�piter y Saturno. Una vez que realiz� las mediciones correspondientes, se dio cuenta de que las posiciones registradas en las efem�rides y almanaques entonces existentes eran poco exactas, ya que seg�n �stas la ocurrencia del evento difer�a varios d�as de la fecha en que realmente hab�a sucedido. Esto lo motiv� a dedicarse de lleno a la observaci�n astron�mica, buscando en todo momento realizar mediciones lo m�s precisas posibles, pues su intenci�n primaria fue acumular datos suficientes para publicar nuevas y mejores tablas astron�micas.

Despu�s de varios a�os de viajar por Europa se instal� en la isla de Hven bajo la protecci�n del rey dan�s Federico II. En ese lugar inici� la construcci�n del primer observatorio astron�mico profesional moderno, al que llam� Uraninburgo. Ah� se rode� de asistentes e instal� los instrumentos m�s exactos hasta entonces construidos. Estos eran grandes y fijos, lo que los hac�a muy estables y de f�cil manejo. Ten�an escalas graduadas tan grandes como fue posible hacerlas, que permit�an a los observadores realizar lecturas angulares de incluso fracciones de grado de la posici�n de los astros bajo estudio.

Entre sus instrumentos de medici�n destacaba un gigantesco cuadrante mural hecho de madera y montado sobre una pared orientada en direcci�n norte-sur (figura 24). El radio de ese aparato era de casi 1.8 metros y las graduaciones de sus escalas permit�an lecturas de minutos de arco. Adem�s, mediante un sencillo dispositivo mec�nico que agreg� a las reglas de su instrumento, Tycho introdujo subdivisiones a�n m�s peque�as entre las marcas consecutivas de esas escalas, que permitieron a su equipo medir posiciones de los cuerpos celestes con una precisi�n de cinco segundos de arco (0.0014 grados). Sin lugar a dudas esa exactitud no hab�a sido alcanzada nunca antes, por lo que las observaciones de Tycho resultaron muy valiosas.

Adem�s de compilar un cat�logo estelar donde daba las posiciones precisas de 777 estrellas, Tycho realiz� observaciones que habr�an de ser fundamentales en el proceso de sustituci�n de la visi�n aristot�lica de un universo geoc�ntrico perfecto formado por esferas cristalinas s�lidas.

En noviembre de 1572 Tycho fue sorprendido por la aparici�n de una estrella nueva. Por ser conocedor de los objetos de la b�veda celeste se dio cuenta de inmediato que en la posici�n donde estaba el cuerpo reci�n descubierto no hab�a antes ninguna estrella. Tras medir cuidadosamente la posici�n de ese astro, al que denomin� nova,³⁴ estableci� que se encontraba a enorme distancia de la Tierra, ubic�ndola en la esfera de las estrellas fijas (figura 25). Esto signific� un fuerte golpe para la cosmogon�a aristot�lica pues, como ya se ha se�alado, el fil�sofo griego hab�a establecido que en esa esfera no pod�a haber cambios de ning�n tipo.

Figura 24. Representaci�n del gran cuadrante mural construido por Tycho Brahe.

Figura 25. Mapa celeste donde Tycho Brahe mostr� la localizaci�n de la nova de 1572.

La distancia m�nima que Tycho estim� para esa nova fue de 14 000 radios terrestres, esto es unas 12 veces la distancia Tierra-Sol por �l aceptada. La importancia de ese resultado radica en que fue la primera estimaci�n observacional moderna de la distancia a las estrellas. Otras consideraciones fundamentalmente relacionadas con la precisi�n con la que sus instrumentos pod�an medir las posiciones de los cuerpos celestes lo llevaron a establecer finalmente que las estrellas fijas en realidad deber�an encontrarse a una distancia de 26 000 radios terrestres, lo que dio al cosmos dimensiones nunca antes imaginadas.

Otro resultado observacional logrado por Tycho, quien atacaba frontalmente la visi�n aristot�lica del cosmos, fue el que obtuvo del estudio de las trayectorias seguidas por diversos cometas, y en especial por el que se observ� en 1577. En ese a�o brill� sobre el cielo europeo un cometa de enorme e impresionante cola f�cilmente visible por las madrugadas. Seg�n lo que afirmaba Arist�teles, esos cuerpos deb�an su existencia a fen�menos metereol�gicos que ocurr�an en la regi�n sublunar, y su origen era la inflamaci�n de exhalaciones secas y calientes provenientes de la Tierra.

De nuevo, las cuidadosas observaciones y mediciones de Tycho demostraron que ese cometa se encontraba m�s all� de la Luna, contradiciendo as� lo establecido. Pero adem�s, sus datos indicaban sin lugar a dudas que el cometa se mov�a en forma tal que, de existir las esferas conc�ntricas, s�lidas y cristalinas que seg�n Arist�teles daban soporte al mundo, ese cuerpo celeste las estar�a atravesando durante su viaje, lo que tampoco era posible, seg�n la ortodoxia.

El prestigio que ya entonces ten�a Tycho como astr�nomo, observador cuidadoso y muy preciso no permit�a dudar de la calidad de sus datos, por lo tanto, las observaciones que hizo de la nova y del cometa de 1577 socavaron la cimentaci�n del universo geoc�ntrico sostenido por los aristot�licos. A pesar de ello, el modelo helioc�ntrico elaborado por Cop�rnico no fue aceptado por Tycho, y es que �l se consideraba el mejor observador de su tiempo, y no hab�a podido medir los desplazamientos estelares que deber�an de observarse si la Tierra estuviera en movimiento. Y aunque acept� que la esfera de las estrellas fijas estaba muy alejada de nosotros, sus estimaciones de las dimensiones c�smicas fueron menores que las del modelo helioc�ntrico de Cop�rnico.

Tycho realiz� c�lculos siguiendo el m�todo de Cop�rnico para determinar a qu� distancias se hallaban las estrellas fijas. Encontr� que, seg�n el modelo de ese autor, deber�an estar cuando menos a una distancia 3 500 veces mayor que el di�metro de la �rbita terrestre. Puesto que �l estimaba que la UA era igual a 1182 radios terrestres, resultaba que las estrellas fijas deber�an encontrarse al menos a 8 000 000 de esos radios, lo cual resultaba inadmisible para Tycho, pues sus propias estimaciones del tama�o del Universo solamente le daban un valor de 14 000 radios terrestres.

Ante esa situaci�n Tycho construy� un nuevo modelo para representar los movimientos de los cuerpos celestes. En �l dej� a la Tierra fija en el centro del Universo, punto que tambi�n consider� como el centro de las �rbitas circulares de la Luna y del Sol. A su vez, �ste fue considerado el centro de las �rbitas circulares de los cinco planetas. En su esquema, Mercurio y Venus se mov�an en �rbitas cuyos radios eran menores que el de la �rbita solar, mientras que las trayectorias seguidas por Marte, J�piter y Saturno eran mayores, lo que les permit�a encerrar la Tierra (figura 26).

Figura 26. El universo de acuerdo a la hip�tesis de Tycho Brahe.

Como en ese modelo los planetas no estaban atados a ninguna esfera s�lida, no hab�a ning�n problema de que las �rbitas de Marte y el Sol se intersectaran, pues en realidad �stas eran s�lo representaciones geom�tricas. Desde este punto de vista tampoco hab�a dificultad con las trayectorias seguidas por los cometas, pues al no haber esferas s�lidas y cristalinas no hab�a cuerpos impenetrables en el cosmos que impidieran a esos objetos moverse en las �rbitas observadas. Matem�ticamente, esta nueva representaci�n del cosmos explicaba el movimiento planetario en forma similar a como lo hab�a hecho Cop�rnico, s�lo que guardaba las apariencias y evitaba las objeciones derivadas de considerar a la Tierra en movimiento. Aunque el modelo de Tycho fue aceptado por aquellos que se aferraban a los preceptos teol�gicos, realmente ya hab�a sido superado por el helioc�ntrico que, como se ver� a continuaci�n, pronto tuvo seguidores que ayudaron a consolidarlo. El modelo de Tycho fue esencialmente el mismo que m�s de 1 000 a�os antes hab�a propuesto Her�clides del Ponto (v�ase la figura 6), e igual que sucedi� con la obra de ese pensador griego, el de Tycho no tuvo mayor trascendencia.

GALILEO, SUS INSTRUMENTOS Y OBSERVACIONES

Galileo Galilei (1564-1642) es sin lugar a dudas uno de los cient�ficos m�s importantes de toda la historia humana. Sus trabajos contribuyeron de manera fundamental a establecer las bases de la ciencia tal y como ahora la conocemos. Dentro de su amplia gama de intereses cient�ficos dos fueron los temas centrales de su trabajo: el estudio experimental del movimiento y la justificaci�n del sistema helioc�ntrico. Sus investigaciones sobre el primero fueron decisivas y sirvieron para que la f�sica se convirtiera en una ciencia experimental y dejara de ser una disciplina de car�cter especulativo. Por lo que se refiere al segundo tema, sus observaciones aportaron elementos de prueba definitivos sobre la validez del modelo helioc�ntrico, mientras que sus publicaciones en defensa de la obra de Cop�rnico contribuyeron grandemente para que �ste fuera conocido de una manera m�s amplia (figura 27).

Si bien Galileo no fue el inventor del telescopio, s� fue el primero que lo us� para realizar observaciones astron�micas sistem�ticas, por lo que puede afirmarse que fue el iniciador de la astronom�a observacional moderna. Tras conocer la existencia de este aparato �ptico, Galileo construy� algunos muy sencillos, que a pesar de sus limitaciones le permitieron obtener datos que habr�an de convertirse en pruebas fundamentales para apoyar la validez del modelo helioc�ntrico.

En 1609 inici� sus observaciones telesc�picas, y s�lo seis meses despu�s publicaba el libro Sidereus nuncius ("El mensajero de los astros"), en el que describ�a importantes descubrimientos. En esa obra, aparecida en 1610, dio a conocer la existencia de cr�teres, valles y monta�as en la Luna Tambi�n report� la existencia de cuatro peque�os cuerpos que giraban en torno a J�piter, y el hecho de que la V�a L�ctea se encontraba formada por un sinn�mero de estrellas.

Figura 27. Modelo helioc�ntrico presentado por Galileo. Respecto a trabajos previos del mismo tipo, tiene la particularidad de mostrar las �rbitas de los sat�lites de J�piter descubiertos por �l.

Al observar a trav�s del telescopio grupos estelares conspicuos se dio cuenta de que el n�mero de estrellas que pod�a ver mediante el uso de dicho instrumento aumentaba de manera considerable. Por ejemplo, en la regi�n de Ori�n, donde a simple vista se pod�an identificar nueve estrellas brillantes, pudo contar m�s de 500 (figura 28). Lo mismo le ocurri� cuando estudi� las Pl�yades.

En El mensajero nos dice:

Lo que, en tercer lugar, he observado, es la esencia o materia de la V�a L�ctea, la cual —mediante el anteojo— se puede contemplar tan n�tidamente que todas las discusiones, martirio de los fil�sofos durante tantos siglos, se disipan mediante la comprobaci�n ocular, al mismo tiempo que nos vemos librados de in�tiles disputas. En efecto, la Galaxia no es sino un c�mulo de innumerables estrellas diseminadas en agrupamientos; y cualquiera que sea la regi�n de ella a la que dirijamos el anteojo, inmediatamente se ofrece a la vista una cantidad inmensa de estrellas, muchas de las cuales se muestran bastante grandes y resultan muy visibles; aunque la multitud de las peque�as es absolutamente inexplorable.

En este sencillo p�rrafo se encuentra la primera descripci�n correcta y no especulativa de la constituci�n misma de nuestra galaxia. Es una descripci�n que evita todo tipo de discusi�n, y a la vez que informa de manera simple sobre los componentes de la V�a L�ctea, trasmite el sentimiento de un universo muy extenso.

Figura 28. Parte de la constelaci�n de Ori�n seg�n las observaciones telesc�picas de Galileo efectuadas en 1609.

Otra informaci�n fundamental que incluy� Galileo en su obra de 1610 fue su descubrimiento de los cuatro sat�lites m�s grandes de J�piter. Durante los dos meses anteriores a la publicaci�n de ese texto Galileo realiz� observaciones sistem�ticas de dicho planeta, por lo que pronto se dio cuenta de que los cuatro puntos brillantes que en un principio hab�a considerado parte de las estrellas fijas, en realidad estaban cambiando su posici�n respecto a J�piter. Desde el comienzo de ese estudio le llam� la atenci�n ver que esos cuatro cuerpos se encontraban siempre alineados de manera paralela a la ecl�ptica:

Cuando observ� eso, y comprend� que dichos desplazamientos de ninguna manera pod�an atribuirse a J�piter, y sabiendo, adem�s, que las estrellas observadas eran siempre las mismas (ya que ninguna otra, precedente o siguiente, se ve�a a lo largo de un gran espacio por sobre la l�nea del Zodiaco), cambiando mi duda en asombro, descubr� que el movimiento aparente no era de J�piter sino de las estrellas observadas.

M�s adelante nos dice:

Son �stas las observaciones relativas a los cuatro Astros Mediceos que acabo de ser el primero en descubrir, mediante las cuales, aunque no sea posible todav�a comparar num�ricamente los periodos de ellos, al menos podemos poner de manifiesto ciertos hechos dignos de nota. En primer lugar, ya que a veces siguen y otras proceden a J�piter con intervalos similares, alej�ndose de �l —hacia el este o hacia el oeste— tan s�lo muy peque�as distancias, y lo acompa�an tanto en el movimiento retr�grado como en el directo, queda fuera de duda el que cumplan sus revoluciones alrededor de J�piter.

De la lectura de estos p�rrafos es f�cil comprender el entusiasmo que Galileo sinti� con ese descubrimiento. Como desde su juventud hab�a sido un partidario convencido de Cop�rnico, encontr� en dichas observaciones una confirmaci�n de la validez de la hip�tesis helioc�ntrica, ya que J�piter con sus cuatro sat�lites orbit�ndolo presentaba el aspecto de un peque�o sistema solar, mostrando as� la existencia en la naturaleza de sistemas como el propuesto matem�ticamente por Cop�rnico.

En septiembre de 1610 Galileo inici� una nueva serie de observaciones, s�lo que en esa ocasi�n su objetivo fue estudiar a Venus. En enero del siguiente a�o dio a conocer que ese planeta visto a trav�s del telescopio, presentaba fases como las que regularmente muestra la Luna. Este nuevo descubrimiento tambi�n vino a apoyar la tesis copernicana ya que, de acuerdo con el modelo helioc�ntrico, como Venus es un planeta interior a la �rbita que describe la Tierra, visto desde ella tendr�a que mostrar diferentes secciones iluminadas de su superficie, pues al ir girando alrededor del Sol �ste siempre iluminar�a la parte de Venus directamente dirigida a �l, presentando fases sucesivas, que fue precisamente lo que observ� Galileo.

Como parte de una pol�mica sostenida con los opositores de la teor�a copernicana, Galileo public� en 1613 la obra Istoria e dimostrazioni intorno alle macchie solari e loro accidenti ("Sobre las manchas solares"), en la que establec�a de forma precisa que las manchas oscuras observadas sobre el disco solar en realidad no estaban fuera de �ste, sino que pertenec�an al Sol, por lo que pod�an utilizarse para demostrar de manera exacta el movimiento que este cuerpo celeste ten�a en torno a su propio eje.

Las manchas solares ya eran conocidas por otros astr�nomos (figura 29). Algunos, como el jesuita Christoph Scheiner (1573-1650), conjeturaban que en realidad se trataba de los planetas Mercurio y Venus, que al pasar frente al disco brillante del Sol aparec�an como puntos oscuros. Esta interpretaci�n estaba muy de acuerdo con el dogma de un Sol incorruptible postulado por los aristot�licos, raz�n por la que, cuando Galileo afirm� que la interpretaci�n de Scheiner era incorrecta ya que la frecuencia observada de las manchas, su n�mero, su forma y sus desplazamientos nada ten�an que ver con los movimientos de aquellos planetas, dio otro golpe directo a la visi�n aristot�lica de un cosmos perfecto e incorruptible.

El trabajo observacional de Galileo, as� como su disposici�n a entrar en pol�micas p�blicas con los aristot�licos pronto le acarrearon serias dificultades con la Iglesia cat�lica. Como es de todos sabido, despu�s de varias advertencias a las que no dio importancia, Galileo fue llamado a Roma para que se presentara ante el Tribunal de la Inquisici�n. Tras varios meses de comparecencia se le amonest� severamente por sostener las tesis helioc�ntricas. Adem�s, se le indic� que no persistiera en esa actitud y le prohibieron que continuara ense�ando en p�blico la validez del sistema copernicano.

Como consecuencia directa de este primer juicio en contra de Galileo, el 5 de marzo de 1616 la Iglesia prohibi� la teor�a helioc�ntrica, declar�ndola contraria a los preceptos de la fe. Por esta raz�n la obra De revolutionibus orbium coelestium fue incluida en el �ndice de los textos vetados por la Inquisici�n.

Figura 29. Representaci�n del desplazamiento de algunas manchas solares estudiadas por Johanes Hevelius (1611-1687) en su Selenographia.

Despu�s de estos hechos Galileo pas� varios a�os dedicado a sus investigaciones, en especial las que ten�an que ver con la sistematizaci�n del estudio del movimiento de los cuerpos. Durante ese periodo realiz� considerables esfuerzos para conseguir que se revocara la prohibici�n en contra del heliocentrismo, sin lograr ning�n avance importante.

Mientras eso suced�a, Galileo preparaba un extenso texto en defensa de la teor�a de Cop�rnico en el que, vali�ndose magistralmente del recurso del di�logo, utiliz� a tres interlocutores para exponer claramente sus convicciones helioc�ntricas. Esta obra escrita en italiano y publicada en 1632 bajo el t�tulo de Dialogo sopra i due massimi systemi del mondo ("Di�logo sobre los dos principales sistemas del mundo"), fue la que lo enfrent� de manera definitiva con la ortodoxia eclesi�stica romana, incluyendo al papa Urbano VIII. La historia del segundo proceso inquisitorial seguido a Galileo es bien conocida, aqu� s�lo se�alaremos que en realidad el juicio no se sigui� contra �l, sino contra la nueva ciencia que trataba de liberarse del oscurantismo, sin lastres teol�gicos, y ofrecer una nueva interpretaci�n de la naturaleza. Todo este episodio, muchas veces estudiado por historiadores y soci�logos, muestra en forma clara la idea arraigada en el hombre de ser el centro del Universo, y lo dif�cil, e incluso peligroso, que ha sido demostrarle mediante la ciencia que no es as�.