Historia de la astronomía
La historia de la astronomía es el relato de las observaciones, descubrimientos y conocimientos adquiridos a lo largo de la historia en materia astronómica.
La astronomía surge desde que la humanidad dejó de ser nómada y se empezó a convertir en sedentaria; luego de formar civilizaciones o comunidades empezó su interés por los astros. Desde tiempos inmemorables se ha visto interesado en los mismos, estos han enseñado ciclos constantes e inmutabilidad durante el corto periodo de la vida del ser humano lo que fue una herramienta útil para determinar los periodos de abundancia para la caza y la recolección o de aquellos como el invierno en que se requería de una preparación para sobrevivir a los cambios climáticos adversos. La práctica de estas observaciones es tan cierta y universal que se han encontrado a lo largo y ancho del planeta en todas aquellas partes en donde ha habitado el ser humano. Se deduce entonces que la astronomía es probablemente uno de los oficios más antiguos, manifestándose en todas las culturas humanas.
En casi todas las religiones antiguas existía la cosmogonía, que intentaba explicar el origen del universo, ligando este a los elementos mitológicos. La historia de la astronomía es tan antigua como la historia del ser humano. Antiguamente se ocupaba, únicamente, de la observación y predicciones de los movimientos de los objetos visibles a simple vista, quedando separada durante mucho tiempo de la Física. En Sajonia-Anhalt, Alemania, se encuentra el famoso disco celeste de Nebra, que es la representación más antigua conocida de la bóveda celeste. Quizá fueron los astrónomos chinos quienes dividieron, por primera vez, el cielo en constelaciones. En Europa, las doce constelaciones que marcan el movimiento anual del Sol fueron denominadas constelaciones zodiacales. Los antiguos griegos hicieron importantes contribuciones a la astronomía, entre ellas, la definición de magnitud. La astronomía precolombina poseía calendarios muy exactos y parece ser que las pirámides de Egipto fueron construidas sobre patrones astronómicos muy precisos.
La inmutabilidad del cielo, está alterada por cambios reales que el hombre en sus observaciones y conocimiento primitivo no podía explicar, de allí nació la idea de que en el firmamento habitaban poderosos seres que influían en los destinos de las comunidades y que poseían comportamientos humanos y por tanto requerían de adoración para recibir sus favores o al menos evitar o mitigar sus castigos. Este componente religioso estuvo estrechamente relacionado al estudio de los astros durante siglos hasta cuando los avances científicos y tecnológicos fueron aclarando muchos de los fenómenos que en un principio no eran comprendidos. Esta separación no ocurrió pacíficamente y muchos de los antiguos astrónomos fueron perseguidos y juzgados al proponer una nueva organización del universo. Actualmente estos factores religiosos superviven en la vida moderna como supersticiones.
A pesar de la creencia común, los griegos sabían de la esfericidad de la Tierra. No pasó desapercibido para ellos el hecho de que la sombra de la Tierra proyectada en la Luna era redonda, ni que no se ven las mismas constelaciones en el norte del Mediterráneo que en el sur. En el modelo aristotélico lo celestial pertenecía a la perfección («cuerpos celestes perfectamente esféricos moviéndose en órbitas circulares perfectas») mientras que lo terrestre era imperfecto; estos dos reinos se consideraban como opuestos. Aristóteles defendía la teoría geocéntrica para desarrollar sus postulados. Fue probablemente Eratóstenes quien diseñara la esfera armilar que es un astrolabio para mostrar el movimiento aparente de las estrellas alrededor de la tierra.
La astronomía observacional estuvo casi totalmente estancada en Europa durante la Edad Media, a excepción de algunas aportaciones como la de Alfonso X el Sabio con sus tablas alfonsíes, o los tratados de Alcabitius, pero floreció en el mundo con el Imperio persa y la cultura árabe. Al final del siglo X, un gran observatorio fue construido cerca de Teherán (Irán), por el astrónomo persa Al-Khujandi, quien observó una serie de pasos meridianos del Sol, lo que le permitió calcular la oblicuidad de la eclíptica. También en Persia, Omar Khayyam elaboró la reforma del calendario que es más preciso que el calendario juliano acercándose al Calendario Gregoriano. A finales del siglo IX, el astrónomo persa Al-Farghani escribió ampliamente acerca del movimiento de los cuerpos celestes. Su trabajo fue traducido al latín en el siglo XII. Abraham Zacuto fue el responsable en el siglo XV de adaptar las teorías astronómicas conocidas hasta el momento para aplicarlas a la navegación de la marina portuguesa. Esta aplicación permitió a Portugal ser la puntera en el mundo de los descubrimientos de nuevas tierras fuera de Europa.
Astronomía pretelescópica
En historia de la astronomía, la astronomía pretelescópica son las observaciones, instrumentos, teorías, conceptos astronómicos desarrollados en las distintas civilizaciones durante el período histórico que precede a la aparición y uso del telescopio refractor. Los telescopios refractores cohabitaron con las últimas observaciones pretelescópicas. Fueron rápidamente utilizados a gran escala por los observadores como Galileo en 1609 con su perspicillum apuntando hacia el cielo.
Diferentes lugares arqueológicos son considerados por algunos como lugares para la observación astronómica. Entre los más antiguos se encuentran:
- Abu Simbel en Egipto
- Stonehenge en Gran Bretaña
- Angkor Wat en Camboya
- Kokino en Macedonia del Norte
- Goseck en Alemania
- Chichén Itzá en México
- Medicine Wheels en Estados Unidos
- Cañón del Chaco en Estados Unidos
- Externsteine en Sajonia, Alemania
- Nabta Playa en Alto Egipto
Estos lugares no se pueden calificar como observatorios propiamente dichos, ya que su función principal era religiosa y la observación se limitó a la localización ritual de alineaciones solares, a veces lunares o planetarias (Venus) en los momentos de su salida y puesta de estos astros en ciertas épocas del año. Su estudio depende más de la arqueoastronomía.
Australia
La astronomía aborigen australiana es la parte de la cultura aborigen australiana relacionada con los hechos astronómicos, como el Sol y la Luna, las Estrellas, los planetas, y la Vía Láctea, y sus movimientos en el firmamento. Dado que la cultura aborigen australiana es la más antigua de las civilizaciones aún continuadas, se ha dicho que los aborígenes australianos bien podrían haber sido los primeros astrónomos de la historia.[1]
Algunos grupos de Aborígenes australianos utilizan los movimientos de los cuerpos celestiales como calendario. A menudo se atribuyen significados religiosos o mitológicos a los fenómenos astronómicos y a los cuerpos celestiales. Hay mucha diversidad de tradiciones astronómicas en Australia, cada una con su particular expresión cosmológica. Sin embargo, parece haber líneas comunes entre los distintos grupos.Mayas
La astronomía maya forma parte de una tradición más amplia. En los pueblos mesoamericanos, la observación de los astros era de vital importancia para el desarrollo de la vida material y espiritual compartida por las demás sociedades de Mesoamérica, aunque posee ciertas características que la hacen única. Una de ellas, la más representativa, es el empleo del calendario de Cuenta Larga, por el que los mayas del período clásico pudieron hacer estimaciones de más largo plazo.
Los mayas, hicieron cálculos exactos, de los periodos sinódicos de Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. Calcularon con exactitud, los períodos de la Luna , el Sol y de estrellas como las Pléyades, a las que llamaban Tzab-ek (estrella cascabel) y marcaba los inicios de festividades rituales. El Tzol'kin de 260 días es uno de los calendarios más enigmáticos en cuanto su origen, algunos postulan que se basa en una aproximación a la gestación humana. y otros autores lo relacionan con ciclos de astros visibles desde la tierra. También hay una hipótesis formulada por el geógrafo Vincent Malmstrom en la que su origen estuvo determinado por los ciclos del Sol por el cenit de la región sur del Estado Mexicano de Chiapas (Izapa) y de la nación de Guatemala a unos 15º norte, en donde los mismos días que ocurren (29 de abril el primero y 13 de agosto el segundo) tienen un intervalo de 260 días entre uno y otro.
La Vía Láctea era parte central de su Cosmología y la llamaban, aparentemente, Wakah Chan, y la relacionaban con Xibalbá, incluso los Kiche' de Guatemala aún la llaman Xibalbá be o camino a el inframundo. Tenían un Zodiaco, basado en la Eclíptica, que es el paso del Sol a través de las constelaciones fijas. Este se encuentra en la Estela 10 de Tikal y la 1 de Xultún, ambos yacimientos la zona de Petén, en Guatemala y también en el Códice Grolier
Los conocimientos astronómicos mayas eran propios de la clase sacerdotal pero el pueblo todo los respetaba y conducía su vida de acuerdo a sus predicciones. Mucho del mismo conocimiento perduró aún después de la conquista, practicándose en la clandestinidad y posteriormente, mezclándose con los rituales de la vida diaria del pueblo maya, muchos de las cuales siguen vigentes en la actualidad
Los sacerdotes conocían los movimientos de los cuerpos celestes y eran capaces de aproximarse a la predicción de los eclipses y el curso del planeta Venus visto desde la tierra. Esto les daba un especial poder sobre el pueblo que los consideraba así íntimamente ligados a las deidades.
Muchas de las deidades recibían distintos nombres y propiedades, por ejemplo a Venus la llamaban los mayas Ah-Chicum-Ek', la gran estrella de la mañana, y Xux ek, la estrella avispa. Estrella se dice en maya "ek" y es también el apellido de muchas personas de la región maya.
De los códices mayas conocidos el de Dresde es esencialmente un tratado de astronomía.
En conclusión, los mayas fueron reconocidos por sus escritos, la arquitectura y sus obras de arte, sus cálculos matemáticos, llenos de simbolismos y representaciones fantásticas sobre el pasado, presente y el futuro de su sociedad.[2]China
La astronomía china es considerada más antigua que la desarrollada en la antigua Europa y el Oriente Próximo, aunque es poco lo que se conoce sobre ella, y ha evolucionado de manera independiente. Los expertos consideran que los chinos eran los observadores de fenómenos celestes más perseverantes y precisos de todo el mundo, incluso antes de los estudios astronómicos de los árabes medievales.[3]
Los chinos consideraban que la estructura del universo era como una fruta que colgaba de lo que se conoce en occidente como la estrella polar y describieron 284 constelaciones distribuidas en 28 «casas», templos o cuadrículas que ocupaban todo el firmamento. En el 2357 a. C. habían desarrollado uno de los primeros calendarios solares de los que se tiene noticia. Del 2137 a. C. data el primer registro de un eclipse solar. Desde el 1766 a. C. utilizaban un calendario lunar con un ciclo de 19 años, coincidente con el de Metón de Atenas del 432 a. C. En el IV a.C. constataron la existencia de manchas solares, su descubridor Shi Shen catalogó en el 350 a. C. 800 estrellas en el primer catálogo de estrellas, titulado el Gan Shi Xing Jing. En el 100 a. C. descubrieron la brújula, comparando su direccionamiento, aún incierto, con las posiciones solares y estelares.
Inicialmente concebían una tierra y un cielo planos, separados por 40.000 km. Creían que el Sol, al que calculaban un diámetro de unos 625 km, giraba en el cielo excéntrico respecto de la vertical de China, de modo que, cuando se acercaba se hacía de día y, cuando se alejaba, de noche. Esto no explicaba el tránsito solar por el horizonte, de forma que tuvieron que curvar tal concepción en dos semiesferas concéntricas, calculando el radio de la terrestre en 30.000 km. No se conoce la forma de deducir tales dimensiones. Tal vez la de la Tierra fuese consecuencia del cálculo de la curvatura de cada grado de su circunferencia.
Aunque los chinos fueron de los primeros astrónomos en documentar la actividad estelar, algunos de los observatorios astronómicos terrestres más antiguos que han existido, o existen aún en día, se encuentran en Corea, Egipto, Camboya, Inglaterra o Alemania. Sin embargo, China tiene un número importante de observatorios pretelescópicos, como el antiguo observatorio de Pekín, construido en el siglo XIII y equipado con una gran colección de instrumentos revolucionarios, tales como una esfera armilar, un cuadrante, un sextante y un teodolito.
A partir del siglo II se llega a una concepción totalmente esférica, a partir de la cual inventan la esfera armilar, formada por reglas anulares de cálculo y medición, que representan el recorrido celestial aparente de los distintos astros, vistos desde la Tierra. Este instrumento fue también asumido por los científicos europeos dos siglos después de manera independiente. Aún se desarrolló más la visión cósmica de los chinos, que llegaban a explicar que el universo era una especie de huevo descomunal (es decir, una forma cóncava, lo que la asemeja a la concepción sumeria del universo, heredada por los asirio-babilonios y asumida por el judaísmo, aunque los chinos no creían que flotase «entre dos aguas», sumergido en ellas) cuya yema era la Tierra, aunque ellos la situaban en el centro, sola y pequeña, y no en un foco de la elíptica u ovoide. Estos descubrimientos, que podemos considerar confucianos, se trastocaron a partir de la visión taoísta, según la cual, consecuencia de la contradicción entre el movimiento y la inmovilidad, el yin y el yang, y «Lo Absoluto» (o «Lo Infinito», con un sentido cósmico generatriz; en chino Tai-chi) el universo estaba formado por fuego, tierra, metal, agua y madera, mutuamente generadores y mutuamente aniquiladores, y que, por todo ello, era amorfo, infinito y superficial, es decir, vacío en su interior. Obsérvese que ambas concepciones concuerdan, parcialmente, con las actuales, aunque fueron incapaces de conseguir una imbricación integradora de ellas, unificándolas.
En el 336, Ju Jsi determinó la precesión de los equinoccios en 1 grado cada 50 años. En el 635 concluyeron que la cola de los cometas siempre apunta en dirección opuesta a la situación relativa del Sol. En el 1006 observaron una supernova que se podía ver durante el día, lo que no ha vuelto a ocurrir desde entonces. En el 1181 registraron la explosión de otra supernova, a partir de la cual se formó la Nebulosa del Cangrejo. El filósofo Zhu Xi (1131-1200) concebía el universo originado a partir de un caos primordial de materia en movimiento, cuya rotación hizo separar los elementos. Los más pesados, como la Tierra, ocuparon el centro, y los más livianos los bordes. Así establecía una jerarquía, según sus pesos relativos, de estrellas, Sol, planetas, Luna, nubes, aves, árboles, mamíferos, reptiles e insectos reptantes (en chino yuan-yuan, insulto con el que denominaban a los bárbaros, por lo que no sabemos si existían hunos o Xiongnu amarillos y blancos, o si confundían razas y culturas distintas, como los t'u-kiu o turcos, bajo la misma denominación) etc. Obsérvese la interrelación con la nueva concepción budista, la religión oficial de China desde el siglo V, con todo ello.Babilonia
La astronomía babilónica designa las teorías y métodos astronómicos desarrollados en la antigua Mesopotamia, región situada entre los ríos Tigris y Éufrates (en el actual Irak) y donde se desarrollaron algunas de las civilizaciones precursoras de la astronomía occidental. Entre estas civilizaciones se destacan los sumerios, los acadios, los babilonios y los caldeos. La astronomía babilónica cimentó las bases de la astronomía de civilizaciones posteriores como la griega, la hindú, la de los sasánidas, la del imperio bizantino y la de los sirios así como la astronomía medieval musulmana y europea.[4]
Los autores clásicos griegos y latinos citan frecuentemente astrónomos de mesopotamia llamándolos «caldeos», los cuales eran en realidad sacerdotes y escribas especializados en la astrología y otras formas de adivinación.
Entre el siglo VIII y VII a. C., los caldeos desarrollaron un acercamiento empírico a la astronomía, elaborando una cosmología que detalla una versión ideal del universo. También desarrollan la astrología, ligada a la posición de los planetas, se basa sobre un razonamiento lógico, contribución decisiva a la astronomía y a la filosofía de la ciencia. Para algunos pensadores e investigadores esta podría ser la primera revolución científica.[5]
Las técnicas y métodos desarrollados por la astronomía babilónica serían retomados en gran medida por la astronomía clásica y helenística.Grecia
La astronomía griega recibió importantes influencias de otras civilizaciones de la antigüedad, principalmente la India y Babilonia. Durante la época helenística y el imperio romano, muchos astrónomos trabajaron en el estudio de las tradiciones astronómicas clásicas, en la Biblioteca de Alejandría y en el Museion.
Uno de los primeros en realizar un trabajo astronómico fue el científico Aristarco de Samos (310-230 a. C.) quien calculó las distancias que separan a la Tierra de la Luna y del Sol, y además propuso un modelo heliocéntrico del sistema solar en el que, como su nombre lo indica, el Sol es el centro del universo, y alrededor del cual giran todos los otros astros, incluyendo la Tierra. Este modelo, imperfecto en su momento, pero que hoy sabemos se acerca mucho a lo que hoy consideramos como correcto, no fue acogido debido a que chocaba con las observaciones cotidianas y la percepción de la Tierra como centro de la creación. Este modelo heliocéntrico está descrito en la obra El arenario de Arquímedes (287-212 a. C.).
El modelo geocéntrico fue una idea original de Eudoxo de Cnido (390-337 a. C.) y años después recibió el apoyo decidido de Aristóteles y su escuela. Este modelo, sin embargo, no explicaba algunos fenómenos observados, el más importante de ellos era el comportamiento diferente del movimiento de algunos astros cuando se comparaba este con el observado para la mayoría de las estrellas. Estas parecen siempre moverse todas en conjunto, con la misma rapidez angular, lo que hace que, al moverse, mantengan «fijas» sus posiciones unas respecto de las otras. Por esta razón se les conoció siempre como «estrellas fijas». Sin embargo, ciertos astros visibles en el firmamento nocturno, si bien se movían en conjunto con las estrellas, parecían hacerlo con menor velocidad (movimiento directo). De hecho, se observa cierto retraso diario respecto de ellas; pero, además, y solo en ciertas ocasiones, parecen detener el retraso e invertir su movimiento respecto de las estrellas «fijas» (movimiento retrógrado), para luego detenerse nuevamente, y volver a retomar el sentido del movimiento de ellas, pero siempre con un pequeño retraso diario (movimiento directo). Debido a estos cambios aparentemente irregulares en su movimiento a través de las estrellas «fijas», a estos astros se les denominó estrellas planetas (estrellas errantes) para diferenciarlas de las otras.
Ptolomeo fue el autor de un tratado sobre astronomía conocido como el Almagesto (en árabe «Al», seguido de un superlativo griego que significa 'grande'). Aquí puede encontrarse el catálogo de estrellas de Hiparco, en los libros VII y VIII. Aunque Ptolomeo afirmaba ser su observador, muchas evidencias apuntan a Hiparco como su verdadero autor. El catálogo contiene las posiciones de 850 estrellas en 48 constelaciones. Las posiciones de las estrellas se dan en coordenadas eclípticas universales. En este trabajo propuso un modelo geocéntrico del sistema solar, que fue aceptado como modelo en el mundo occidental y los países árabes durante más de 1300 años. El Almagesto también contiene un catálogo de 1025 estrellas y una lista fija de 48 constelaciones.
Fue Ptolomeo quien se dio a la tarea de buscar una solución para que el sistema geocéntrico pudiera ser compatible con todas estas observaciones. En el sistema ptolemaico la Tierra es el centro del universo y la Luna, el Sol, los planetas y las estrellas se encuentran fijas en esferas de cristal girando alrededor de ella; para explicar el movimiento diferente de los planetas ideó un particular sistema en el cual la Tierra no estaba en el centro exacto y los planetas giraban en un epiciclo alrededor de un punto ubicado en la circunferencia de su órbita o esfera principal (conocida como 'Deferente').
Los epiciclos habían sido una idea original de Apolonio de Pérgamo (262-190 a. C.) y mejorada por Hiparco de Nicea (190-120 a. C.). Como el planeta gira alrededor de su epiciclo mientras el centro de este se mueve simultáneamente sobre la esfera de su deferente, se logra, por la combinación de ambos movimientos, que el planeta se mueva en el sentido de las estrellas 'fijas' (aunque con cierto pequeño retraso diario) y que, en ocasiones, revierta este movimiento (de retraso) y parezca (por cierto período de tiempo) adelantarse a las estrellas fijas, y con esto se logra explicar el movimiento retrógrado de los planetas respecto de las estrellas (ver figura a la derecha). El esquema ptolemaico, con todo y sus complicados epiciclos y deferentes, fue aceptado por muchos siglos por variadas razones pero, principalmente, por darle a la raza humana una supremacía y un lugar privilegiado o 'central' en el universo.
Otros estudios importantes durante esta época fueron la composición de la tierra, la compilación del primer catálogo de estrellas, el desarrollo de un sistema de clasificación de las magnitudes de los brillos estelares basado en la luminosidad aparente de las diferentes estrellas, la determinación del ciclo de Saros para la predicción de los eclipses solares y lunares, entre muchos otros.Mundo islámico
En historia de la astronomía, la astronomía islámica, árabe o musulmana es el trabajo astronómico dentro del mundo islámico, especialmente durante la Edad de Oro del islam (siglo VIII a siglo XVI) y transcrito en su mayoría en árabe. Estos descubrimientos fueron realizados principalmente en los sultanatos de Oriente Medio, Asia Central, Al-Ándalus, el norte de África, y más tarde en China e India.
En sus inicios, la astronomía en el mundo islámico llevó a cabo una trayectoria similar a otras ciencias en el islam, la asimilación de conocimientos extranjeros y la composición de estos elementos dispares para dar a luz a una tradición original. Las principales contribuciones son indias, persas y griegas, conocidas y asimiladas por traducciones.[6] Posteriormente, la astronomía árabe ejerce a su vez una influencia significativa en las astronomías india[7] y europea[8] e incluso en la astronomía china.[9]
Tradujeron el Almagesto; dieron nombre y catalogaron muchas estrellas visibles a simple vista en el cielo, como Aldebarán (a Tauri) o Altair (Aquilae α), y varios términos astronómicos como «alidada», «acimut» o «Almicantarat», que evidencian por su morfología su origen árabe.[10]
Dentro de sus principales exponentes se encuentran Al-Battani (858-929), Al Sufi (903-986) y Al-Farghani (805-880), una autoridad en el sistema solar. Estos conocimientos llegan a Europa Central con las invasiones turcas de Europa Oriental a lo largo del siglo XV.
Con cerca de 10 000 manuscritos en el mundo, muchos de los cuales no han sido objeto de un inventario bibliográfico, el cuerpo astronómico árabe es uno de los componentes de la literatura científica medieval mejor conservados. A pesar de las lagunas bibliográficas, los textos estudiados hasta la fecha proporcionan una imagen fiable de la actividad astronómica de los pueblos de habla árabe.[11]Europa medieval
A pesar de la creencia popular de que la Edad Media era una época oscura para el conocimiento, investigaciones han revelado una imagen más compleja del estudio y la enseñanza de la astronomía en el período comprendido entre los siglos IV y XVI.[12]
Europa Occidental entró en la Edad Media con grandes dificultades que afectaron la producción intelectual del continente. Los tratados astronómicos avanzados de la antigüedad clásica se escribieron en griego y, con el declive del conocimiento de ese idioma, solo se pudieron estudiar resúmenes simplificados y textos prácticos. Los escritores más influyentes que transmitieron esta antigua tradición en latín fueron Macrobio , Plinio , Marciano Capella y Calcidio.[13] En el siglo VI, el obispo Gregorio de Tours señaló que había aprendido astronomía leyendo a Marciano Capella, y pasó a emplear dicho conocimiento para describir un método por el cual los monjes podían determinar el tiempo de oración por la noche mirando las estrellas.[14] A pesar de ello, muchos libros de la Alta Edad Media apoyaron la esfericidad de la Tierra.[15]
En el siglo VII, el monje inglés Beda publicó un texto titulado Sobre el cálculo del tiempo que proporcionaba a los eclesiásticos el conocimiento astronómico práctico necesario para calcular la fecha correcta de la Pascua mediante un procedimiento llamado computus . Este texto siguió siendo un elemento importante de la educación del clero desde el siglo VII hasta mucho después del surgimiento de las universidades en el siglo XII.[16]
La variedad de escritos romanos antiguos supervivientes sobre astronomía y las enseñanzas de Beda y sus seguidores comenzó a estudiarse seriamente durante el renacimiento del siglo VIII patrocinado por el emperador Carlomagno.[17] Con las reformas de Carlomagno, la astronomía recuperó su rango como disciplina de enseñanza, el emperador ordenó que todas las iglesias catedralicias crearan escuelas donde la astronomía se sumaría a las disciplinas tradicionales (geometría, aritmética y música) para reformar el quadrivium.[18] En el siglo IX, en Europa Occidental circulaban técnicas para calcular la posición de los planetas y aunque los eruditos medievales reconocieron sus defectos, los textos que describen estas técnicas continuaron siendo copiados reflejando un interés en los movimientos de los planetas y en su significado astrológico.[19]
Sobre la base de este trasfondo astronómico, en el siglo X, eruditos europeos como Gerberto de Aurillac (Papa Silvestre II) comenzaron a viajar a España y Sicilia para buscar conocimientos que habían oído que existían en el mundo de habla árabe. Allí encontraron por primera vez varias técnicas astronómicas prácticas relacionadas con el calendario y el cronometraje, sobre todo las relacionadas con el astrolabio . Pronto, estudiosos como Hermann de Reichenau estaban escribiendo textos en latín sobre los usos y la construcción del astrolabio y otros, como Walcher de Malvern, estaban usando el astrolabio para observar el tiempo de los eclipses con el fin de probar la validez de las tablas computísticas.[20] Hermann de Reichenau fue uno de los primeros eruditos cristianos en estimar la circunferencia de la Tierra con el método de Eratóstenes. La esfera armilar fue reintroducida en Europa Occidental a través de Al-Ándalus a finales del siglo X gracias a los esfuerzos de Gerberto de Aurillac, el más tarde papa Silvestre II.[21] El papa Silvestre II aplicó el uso de tubos de observación con su esfera armilar para fijar la posición de la estrella polar y registrar las mediciones de los trópicos y el ecuador.[22]
En el siglo XII, los eruditos viajaban a España y Sicilia para buscar textos astronómicos y astrológicos más avanzados, que tradujeron al latín del árabe y el griego para enriquecer aún más el conocimiento astronómico de Europa Occidental. La llegada de estos nuevos textos coincidió con el auge de las universidades en la Europa medieval, en la que pronto encontraron un hogar.[23] Reflejando la introducción de la astronomía en las universidades, Juan de Sacrobosco escribió una serie de libros de texto de introducción a la astronomía influyentes: la Esfera , un Computus, un texto sobre el Cuadrante y otro sobre Cálculo.[24]
En el siglo XIV, Nicole Oresme, más tarde obispo de Liseux, demostró que ni los textos bíblicos ni los argumentos físicos presentados contra el movimiento de la Tierra eran demostrativos y adujo el argumento de la simplicidad para la teoría de que la Tierra se mueve, y no los cielos. Sin embargo, concluyó que "los cielos se mueven y no la tierra: porque Dios estableció el mundo que no se moverá".[25] Por otro lado, el cardenal Nicolás de Cusa sugirió en algunos de sus escritos científicos que la Tierra giraba alrededor del Sol y que cada estrella es en sí misma un sol distante.
Astronomía moderna
Renacimiento
Durante el siglo XV hay un crecimiento acelerado del comercio entre las naciones mediterráneas, lo que lleva a la exploración de nuevas rutas comerciales hacia Oriente y a Occidente, estas últimas son las que permitieron la llegada de los europeos a América. Este crecimiento en las necesidades de navegación impulsó el desarrollo de sistemas de orientación y navegación y con ello el estudio a fondo de materias como la geografía, astronomía, cartografía, meteorología, y la tecnología para la creación de nuevos instrumentos de medición como compases y relojes.
En el siglo XV se renovó el interés en el estudio de los cielos gracias, en parte, a la escuela de traductores de Toledo, creada por el rey Alfonso X el Sabio (1221-1284) quienes empiezan a traducir antiguos textos astronómicos.
Personajes como Johann Müller Regiomontano (1436-1476), comenzaron a realizar observaciones astronómicas y a discutir las teorías establecidas al punto que Nicolás de Cusa (1401-1464), en 1464 planteó que la Tierra no se encontraba en reposo y que el universo no podía concebirse como finito, comenzando de alguna manera a resquebrajarse el sistema imperante hasta ese momento.
Nicolás Copérnico (1473-1543) retoma las ideas heliocentristas y propone un sistema en el cual el sol se encuentra inmóvil en el centro del universo y a su alrededor giran los planetas en órbitas con «movimiento perfecto», es decir circular. Este sistema copernicano, sin embargo, adolecía de los mismos o más errores que el geocéntrico postulado por Ptolomeo, en el sentido de que no explicaba el movimiento retrógrado de los planetas y erraba en la predicción de otros fenómenos celestes. Copérnico, por tanto, incluyó igualmente epiciclos para aproximarse a las observaciones realizadas.
Tycho Brahe (1546-1601), hombre acomodado y de vida disipada, fue un gran observador del cielo y realizó las más precisas observaciones y mediciones astronómicas para su época, entre otras cosas porque tuvo la capacidad económica para construir su propio observatorio e instrumentos de medición. Las mediciones de Brahe no tuvieron, sin embargo, mayor utilidad hasta que Johannes Kepler (1571-1630) las utilizara. Kepler gastó muchos años tratando de encontrar la solución a los problemas que se tenían con el sistema enunciado por Copérnico, utilizando modelos de movimiento planetario basados principalmente en los sólidos perfectos de Platón. Con los datos completos obtenidos después de la muerte de Brahe, llegó por fin al entendimiento de las órbitas planetarias, probando con elipses en vez de los modelos perfectos de Platón, y pudo entonces enunciar sus leyes del movimiento planetario.
- Los planetas giran alrededor del Sol en órbitas elípticas estando este en uno de sus focos.
- Una línea dibujada entre un planeta y el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales.
- Publicada años después al mundo (1619): El cubo de la distancia media al sol es proporcional al cuadrado del tiempo que tarda en completar una órbita.
Galileo Galilei (1564-1642) fue uno de los defensores más importantes de la teoría heliocentrista. Construyó un telescopio a partir de un invento del neerlandés Hans Lippershey y fue el primero en utilizarlo para el estudio de los astros, descubriendo los cráteres de la Luna, las lunas de Júpiter, las manchas solares y las fases de Venus. Sus observaciones tan solo eran compatibles con el modelo copernicano.
El trabajo de Galileo lo enfrentó a la Iglesia católica, que ya había prohibido el libro de Copérnico De revolutionibus orbium coelestium. Después de varios enfrentamientos con los religiosos en los cuales fue respaldado por el papa Urbano VIII, y a pesar de que se le pidiese moderación en la difusión de sus estudios, Galileo escribió Diálogos sobre los dos máximos sistemas del mundo. En esta obra ridiculizó la posición de la Iglesia a través de Simplicio el Simplón. Por esta desobediencia fue llevado a juicio en donde fue obligado a abjurar de sus creencias y posteriormente recluido bajo arresto domiciliario, que duró el resto de su vida.[26] Murió con la bendición papal a los 88 años. A finales del siglo XX el papa Juan Pablo II pidió disculpas al mundo por esta injusticia que su Iglesia había cometido contra Galileo.
Siglo XVII
A partir de los desarrollos técnicos, ópticos y de las nuevas teorías matemáticas y físicas se dio un gran impulso a las ciencias y en el tema que nos toca a la astronomía. Se descubrieron y catalogaron miles de objetos celestes. Aparecen en el siglo XVII grandes hombres constructores de lo que hoy conocemos como astronomía moderna: Johannes Hevelius (observaciones de la luna y cometas), Christian Huygens (anillos de Saturno y Titán), Giovanni Domenico Cassini (satélites de Saturno), Ole Rømer (velocidad de la luz a partir de los eclipses de los satélites de Júpiter en 1676) y John Flamsteed (fundador del Observatorio de Greenwich en 1675).
Dentro de este ambiente Isaac Newton promulgó sus tres leyes que quitaron definitivamente el empirismo en la explicación de los movimientos celestes. Estas leyes son:
- Un cuerpo permanece en reposo o en movimiento en línea recta y a una velocidad constante a menos que una fuerza externa actúe sobre él.
- La fuerza aplicada por un cuerpo sobre otro, genera una fuerza de igual magnitud sobre el primero pero en dirección contraria.
Se dice que Newton fue inspirado por la caída de una manzana para imaginar el efecto de la gravedad, aunque está comprobado que esto es tan solo una leyenda, sirve como herramienta para entender la fuerza de la gravitación: la misma fuerza gravitatoria que hace caer la manzana se extiende hacia la Luna y si no fuera por ella la Luna escaparía de la órbita terrestre. La Ley de la gravitación universal dice que:
Dos cuerpos se atraen uno al otro con una fuerza que es directamente proporcional a la masa de cada uno e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
Newton realizó muchos otros trabajos en astronomía, como la modificación del diseño de los telescopios de la época en un modelo por él llamado reflectores newtonianos; escribió Philosophiae naturalis principia mathematica, en ella expuso sus leyes y explicó la dinámica del sistema solar.
Siglo XVIII
La teoría de Newton tomó tiempo para establecerse en Europa. Descartes planteaba la teoría de vórtices y Christiaan Huygens, Gottfried Wilhelm Leibniz y Jacques Cassini habían aceptado solo partes del sistema de Newton, prefiriendo su propia filosofía. No fue sino hasta Voltaire que se publicó un experimento sobre las mareas en 1738.[27]
Finalmente en 1748, la Academia de las Ciencias francesa ofreció una recompensa para la resolución de las perturbaciones de Júpiter y Saturno que finalmente fue resuelto por Euler, Joseph-Louis de Lagrange (1736-1813) y Laplace, estableciendo las bases del sistema solar.
Siglo XIX
La observación astronómica cada vez más detallada permitió el descubrimiento de objetos celestes diferentes a las estrellas fijas, los planetas y cometas.
Estos nuevos objetos observados eran como parches de luz que por su aspecto se les dio el nombre de nebulosas. El alemán Friedrich Wilhelm Herschel (1738-1822) fue uno de los primeros en estudiar estos objetos, músico de profesión, finalmente abandonó las notas por las estrellas, su hermana Caroline Herschel (1750-1848), trabajó con él realizando barridos de zonas del cielo, con lo cual dibujaron un mapa de la galaxia con un gran número de estrellas observadas. Herschell también realizó otros importantes descubrimientos como Urano, Sus lunas Titania y Oberón y las lunas de Saturno Enceladus y Mimas.
Durante el siglo XVIII uno de los objetivos de los estudios astronómicos fue el de calcular las distancias en el universo. El sistema de medición fue la paralaje, que mide el movimiento de una estrella con respecto a las estrellas vecinas cuando se observa desde dos puntos diferentes. La primera distancia a una estrella medida con este método fue realizada por Friedrich Bessel (1784-1846) en 1838 fue a 61 del Cisne (constelación) obteniendo una distancia de 11 años luz y, posteriormente, Alfa Centauro con una distancia de 4,3 años luz.
Mito de la tierra plana
A partir del siglo XIX, surgió el mito histórico que sostenía que la doctrina predominante durante la Edad Media era que la Tierra era plana. Uno de los primeros defensores de este mito fue el escritor estadounidense Washington Irving, quien sostuvo que Cristóbal Colón tuvo que superar la oposición de los eclesiásticos para obtener el patrocinio de su viaje de exploración,[28] a pesar de que los eruditos eurpeos del siglo XV sabían que la Tierra era esférica.[29] En 1834, pocos años después de la publicación del libro de Irving, Jean Antoine Letronne, un académico francés de fuertes ideas antirreligiosas, tergiversó a los padres de la iglesia y sus sucesores medievales como creyentes en una Tierra plana en su Sobre las ideas cosmográficas de los padres de la iglesia.[30]
El origen del movimiento que defiende que la Tierra es plana se encuentra en la obra del inventor socialista[31] inglés Samuel Birley Rowbotham quien sostenía la creencia de que la Tierra era un disco plano centrado en el polo norte y cerrado en su límite sur por un muro de hielo, con el Sol, la Luna, los planetas y las estrellas a tan solo unos centenares de millas sobre su superficie. Al respecto publicó en 1849 un panfleto de 16 páginas, al cual convirtió en libro en 1865. Este sistema ideado por Rowbotham, al cual llamó Astronomía Zetética, se basa casi enteramente en pasajes bíblicos.[32] Rowbotham y sus seguidores alcanzaron notoriedad al enzarzarse en debates públicos escandalosos con los científicos destacados de su tiempo. Tras la muerte de Rowbotham, sus seguidores crearon la Sociedad Zetética Universal, publicando una revista titulada The Earth Not a Globe Review, y permanecieron activos hasta bien entrado el siglo XX.
Siglo XX
La teoría heliocéntrica llega al siglo XX en todo su esplendor, el sol es el centro del universo y todo gira alrededor de él incluidos todos los objetos del espacio profundo dentro de los cuales se encontraban unas nebulosas muy especiales llamadas nebulosas espirales.
El descubrimiento y estudio de las estrellas variables (estrellas que varían en brillo periódicamente), iniciado principalmente por Harlow Shapley (1885-1972) llevó a descubrir un tipo especial de ellas cuya característica era que los cambios de brillo estaban relacionas con su luminosidad intrínseca, como la estrella prototipo se encontró en la constelación de cefeo se les denominó Cefeidas. Al conocer su luminosidad de un objeto celeste basta aplicar la ley del cuadrado inverso que dice que el brillo disminuye de acuerdo al cuadrado de la distancia para calcular la distancia a la que se encuentra del observador. Shapley encontró que los cúmulos globulares, grupos de millones de estrellas que forman un cúmulo compacto y redondo que giran alrededor de los centros galácticos, están mucho más alejados del Sol que del centro de la galaxia y de esta manera el sistema solar debería estar localizado en la periferia lejos del centro del universo alrededor del cual giran los cúmulos globulares y los demás astros observados.
A principios del siglo pervivía la teoría de los universos isla esbozada por Kant en la cual las nebulosas espirales eran universos islas separados de la vía láctea a la cual pertenecía el sol, esta teoría fue fuertemente apoyada por Herschel pero no se tenían pruebas que la sustentaran. Estas pruebas llegarían a partir de las observaciones de Edwin Hubble (1889-1953) realizadas en el observatorio de Monte Wilson.
Hubble, el 19 de febrero de 1924, escribió a Shapley su contradictor quien defendía la existencia de una sola galaxia: «Seguramente le interesará saber que he hallado una variable cefeida en la nebulosa de Andrómeda». De esta manera se reveló que las nebulosas espirales no eran simples cúmulos de gas dentro de la vía láctea sino verdaderas galaxias independientes o como Kant describió «universos isla».
Durante esta época Albert Einstein expuso su Teoría de la Relatividad General de la que se deduce que el universo no es estático sino que se expande, Einstein sin embargo le introdujo una constante llamada cosmológica para «detener» la expansión y adecuar su teoría a los conocimientos del momento.
Los descubrimientos de Hubble estimularon el estudio de las nebulosas espirales, el joven Vesto Slipher quien trabajaba en el observatorio Lowell bajo las órdenes del tristemente célebre Percival Lowell, estaba encargado de su estudio, durante sus investigaciones encontró que dichas nebulosas espirales tenían un corrimiento al rojo persistente en sus espectros (un objeto que se aleja del observador alarga las longitudes de onda por él emitidas corriéndose hacia el rojo en el espectro estudiado). Sin embargo Slipher no encontró la explicación a su hallazgo. En un trabajo independiente Hubble al medir las distancias de 25 galaxias encontró una correlación directa entre su distancia y el grado de corrimiento o en otras palabras la velocidad a la que se alejan.
El hombre que fusionó los resultados de las investigaciones de Slipher, Hubble y Einstein fue un matemático sacerdote llamado Georges Lemaitre (1894-1966) quien en 1927 publicó un artículo donde desarrollaba la relación del corrimiento al rojo con un universo en expansión. Cuando su artículo se divulgó la comunidad científica concluyó que si el universo se encuentra en expansión alguna vez debió estar unido en un punto de luz al cual llamó singularidad o «átomo primordial» y su expansión «gran ruido». El astrónomo Fred Hoyle (1915-2001) —contradictor de esta teoría— la llamó despectivamente «Big Bang», que es como se conoce en la actualidad a la teoría más aceptada como origen del universo.
Si se tiene que el universo se expande hacia todos lados a partir de un momento inicial se cree que esta expansión puede ser constante o detenerse en algún momento determinado, una u otra posibilidad dependerá de la cantidad de materia presente en el universo y si la fuerza de gravedad entre ella será suficiente para contraer la materia o no, esta cantidad no se ha determinado. En la actualidad se ha demostrado que la expansión del universo se está acelerando. Estos últimos hallazgos aún están bajo intenso estudio para lograr aclarar el futuro del universo, nuestra galaxia, nuestro Sol y nuestra casa, la Tierra.
Siglo XXI
En la actualidad sabemos que habitamos un minúsculo planeta de un sistema solar regido por el Sol que avanza en el primer tercio de su vida y que está localizado en la periferia de la Vía Láctea, una galaxia espiral barrada compuesta por miles de millones de soles, que posee como las demás galaxias un agujero negro súper masivo en su centro y que forma parte de un conjunto galáctico llamado Grupo Local, el cual, a su vez, se encuentra dentro de un supercúmulo de galaxias. El universo está constituido por miles de millones de galaxias como la Vía Láctea y se le ha calculado una edad entre 13 500 y 13 900 millones de años, y su expansión se acelera constantemente.
Muchos adelantos científicos y técnicos nos abren nuevas ventanas al estudio del espacio: tenemos poderosos telescopios terrestres y orbitales, sondas interplanetarias llegan a los confines del sistema solar y robots se encuentran en la superficie de otros mundos aumentando la capacidad del ser humano de su maravilloso entorno astronómico.
Véase también
Referencias
- Antes de Galileo el 9 de noviembre de 2009 en Wayback Machine. Ray Norris, en el programa ABC Message
- . Archivado desde el original el 3 de octubre de 2015. Consultado el 6 de marzo de 2015.
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Bibliografía
- Hetherington, Barry (1992): A Chronicle of Pre-Telescopic Astronomy. Londres: John Wiley & Sons, 1992. ISBN 0-471-95942-1.
Enlaces externos
- El libro de instrucción sobre planos desviados y planos simples, manuscrito en árabe que data de 1740 y habla de astronomía práctica, con diagramas.
- Institute and Museum of the History of Science - Pretelescopic astronomy (en inglés)
- NASA: antiguos observatorios (en inglés)