Los fenómenos astronómicos han intrigado a la humanidad desde épocas muy remotas, ya que entender la sucesión del día y la noche, las fases de la luna, la sucesión de las estaciones, la cuenta de los años, etc. le ha sido necesario para desarrollar la agricultura, la ciencia y en general la cultura.
En la Grecia Clásica se manejaba el modelo, propuesto por Aristóteles (384-322 a.C.), en el cual la Tierra era el centro del Universo y todos los cuerpos celestes estaban colocados en esferas concéntricas que giraban a diferentes velocidades; así, en la primera esfera estaba colocada la luna, en las siguientes estaban Mercurio y Venus, seguían el Sol y el resto de los planetas conocidos y finalmente una esfera que contenía a las estrellas fijas.
Con este modelo no se podía explicar algunos fenómenos, como la variación de la brillantez de los planetas y su movimiento retrógrado, esto es, visto desde la tierra un planeta parece a veces que se mueve hacia atrás y otras hacia adelante, con relación a las estrellas fijas.
En el modelo de Ptolomeo (87-150 d.C.) se propone que cada planeta, en lugar de estar fijo a una esfera, está colocado en un círculo con centro en la esfera, llamado ``Epiciclo''. De esta manera, el centro del círculo se mueve uniformemente en la esfera y el planeta se mueve, también uniformemente sobre el Epiciclo. Con esto se explicaba por qué a veces parecía que el planeta se movía hacia atrás y también su cambio de brillantez, ya que ahora su distancia a la tierra se consideraba variable.
En el diagrama siguiente, Marte gira en un epiciclo (rojo) que a su vez gira alrededor de la Tierra (sobre la órbita azul). Un observador en la tierra tiene la impresión de que Marte avanza hacia adelante y hacia atrás.
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Estos modelos se impusieron en Europa durante el Imperio Romano y la Edad Media, hasta que en el Siglo XVI, el astrónomo polaco Nicolás Copérnico (1473-1543)
propuso uno nuevo conocido como Sistema Heliocéntrico, en el cual el Sol, y no la Tierra, es el centro del Sistema Solar; así la Tierra pierde su preponderancia y es un planeta más y la Luna gira alrededor de ella y no del Sol, además se establece que la rotación de la Tierra es la que provoca que las estrellas tengan un movimiento aparente alrededor de la Tierra, en sentido contrario a dicha rotación.
Este modelo explicó de manera muy simple el cambio de brillantez de los planetas y su movimiento retrógrado.
Como Copérnico seguía pensando que los planetas efectuaban un movimiento circular uniforme, lo cual, como veremos más adelante no es cierto, tuvo que seguir recurriendo al concepto de Epiciclos para poder explicar ciertas discrepancias en las órbitas de algunos planetas.
Se cree que Copérnico tenía miedo de publicar su libro Sobre las Revoluciones de los Cuerpos Celestes, por temor al ridículo y a la Iglesia que pregonaba que la Tierra era el centro del Universo, por lo que el libro fue publicado poco antes de su muerte y aún así sus ideas fueron poco conocidas durante los siguientes 100 años.
A finales del siglo XVI, el astrónomo danés Tycho Brahe publicó el libro Astronomiae instauratae mechanica (1598) que contenía observaciones sumamente detalladas de los movimientos de los planetas. Es sorprendente que estas observaciones se hayan hecho antes de la invención del telescopio. Brahe diseñó y construyó, con el patrocinio del rey de Dinamarca, instrumentos muy elaborados, como un gran cuadrante de dos metros de radio que tenía una precisión de décimas de segundo.
A la muerte del rey, Brahe se trasladó a Praga y ahí tomó a Johannes Kepler (1571-1630) como su asistente.
Brahe y Kepler no se llevaban muy bien, ya que Brahe tenía miedo de que su brillante alumno lo fuera a eclipsar algún día, así que le dio la tarea de entender la órbita de Marte, que era especialmente confusa. Se cree que Brahe le dio este problema a Kepler porque era muy difícil y de esta manera lo mantendría ocupado mientras él trabajaba en su modelo del Sistema Solar. Irónicamente, fueron los datos sobre la órbita de Marte los que le dieron a Kepler la clave para formular las leyes correctas del movimiento de los planetas.
Una de las diferencias entre Brahe y Kepler era que Brahe creía que la Tierra era el centro del Sistema Solar, mientras que Kepler creía en el modelo de Copérnico, con el Sol en el centro.
Después de muchas cavilaciones, Kepler afirmó que las órbitas de los planetas eran elípticas, y no circulares como lo había supuesto Aristóteles y aún se sostenía en el modelo de Copérnico.
La ironía mencionada anteriormente consistió en que las dificultades que ofrecía el estudio de la órbita de Marte se debían a que ésta era precisamente la que tenía la mayor excentricidad de entre todas las órbitas estudiadas por Brahe, es decir, era la que más difería de un círculo.
Kepler estableció sus leyes de manera empírica, pero no pudo demostrarlas, ya que las matemáticas y la física de su tiempo no eran suficientes para ello.
El siguiente avance en el estudio del Sistema Solar lo hizo Galileo Galilei (1564-1642)
quien, si bien no fue el inventor del telescopio, sí fue el que lo perfeccionó y lo utilizó para hacer observaciones sistemáticas del universo.
Algunos de sus descubrimientos importantes son:
Estas observaciones lo convencieron de que el modelo del Sistema Solar de Copérnico era el correcto, lo que lo llevó a enfrentarse con la Iglesia que seguía manteniendo el principio de Aristóteles de que la Tierra era el centro del Universo.
Finalmente llegamos a Isaac Newton (1642-1727), posiblemente la figura más importante de la ciencia moderna.
Newton fue el inventor del Cálculo Diferencial e Integral, que también fue inventado de manera paralela por Gottfried Wilhelm Leibnitz (1646-1716). Utilizando el Cálculo, encontró sus tres Leyes del Movimiento que describen el movimiento de los objetos en la Tierra y posteriormente probó que las tres Leyes del Movimiento Planetario de Kepler son una consecuencia de sus tres Leyes, si se supone la fuerza de gravedad entre los objetos del Universo.
Bibliografía:
Online
Journey Throw Astronomy, The Solar System
http://csep10.phys.utk.edu/astr161/lect/index.html
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On 27 Mar 2001, 21:00.