El derrumbe del universo ptolomeico

aristoteles - ptolomeo - copernico - historia - epistemologia - galileo - impetus - gilbert - El derrumbe del universo ptolomeico - Los desajustes de la teoría del movimiento de las esferas - El heliocentrismo - La seducción del modelo copernicano - Las órbitas elípticas - La homogeneidad del universo - La infinitud del universo - La causalidad del movimiento - El concepto de 'fuerza'

El derrumbe del universo ptolomeico

La revolución científica de la modernidad, derrumbó la imagen artistotélico-ptolomeica del mundo. La cosmología aristotélica, inspirada en Ptolomeo, postulaba:

1.Geocentrismo: El centro de la Tierra es coincidente con el centro del universo

2.Esfericidad del universo: El universo es finito y en él no existe el vacío: es un "plenum" limitado por la esfera de las estrellas fijas y totalmente ocupado por esferas trasparentes (cristalinas) de éter que, poseyendo un gran espesor, contienen dentro de sí a los astros. Estas esferas, llamadas "homocéntricas" tienen como eje de rotación el centro mismo del universo, esto es, en el lugar de la Tierra inmóvil. En realidad, el sistema requiere 4 o 5 esferas que giran sobre ejes no coincidentes. Esta teoría explicativa del movimiento aparente de los astros fue tomada por Aristóteles de Eudoxo y Calipo (s. IV a.C.) pero Aristóteles elevó el número de esferas a 55.

  1. Heterogeneidad del universo: El universo está dividido en dos regiones,

a. El mundo supralunar, en el que se incluye la luna, que es un mundo perfecto compuesto de un elemento puro e incorruptible, el éter. Los astros son esferas perfectas y su movimiento es circular y constante.

b. El mundo sublunar, la Tierra, que está compuesto por cuatro elementos corruptibles (agua, tierra, aire y fuego) que están dotados de movimientos naturales hacia su lugar natural.

  1. Causa extrínseca e inmaterial de movimiento: Las esferas son movidas por motores inmóviles e inmateriales.

Los desajustes de la teoría del movimiento de las esferas

El modelo del movimiento de las esferas, no explicaba plenamente la posición aparente de los astros, en efecto, de acuerdo al modelo, las distancias de los astros a la Tierra deberían ser siempre las mismas. Esto hizo que bastante pronto se adoptase otro sistema explicativo, de carácter matemático, pero que no pretendía describir la realidad del Cosmos sino tan solo predecir los movimientos planetarios. Este sistema, fue ya utilizado por Apolonio (s.III a.C.) e Hiparco (s.II a.C.) pero se impuso en el Almagesto de Ptolomeo, que es un complejo cálculo matemático de las posiciones astrales, que recurría a:

Epiciclos y deferentes: Las trayectorias circulares de los planetas (epiciclo) tienen un centro que se desplaza sobre otro círculo (deferente) cuyo centro es el centro de la Tierra. Como resultado, se observa un movimiento de bucles que permite explicar el aparente retroceso de los astros. Luego, el sistema vuelve a complicarse cuando pueden haber más de un epiciclo, o bien el centro del deferente no coincide con el centro de la tierra, en este caso, el deferente recibe el nombre de "excéntrica".

Punto ecuante: Con el objeto de explicar la irregularidad en el movimiento astral, Ptolomeo introduce ésta noción que afirma que si desde la Tierra la velocidad no parece ser siempre la misma, sí lo es desde el punto ecuante.

Esta elaboración matemática que resultaba más precisa para la realización de cálculos astronómicos, no reemplazó el concepto básico aristotélico en el cual los movimientos planetarios según epiciclos y deferentes tenían lugar dentro de una esfera (una para cada astro) de éter. Las esferas cristalinas ocupaban el universo y estaban en contacto unas con otras.

El heliocentrismo

Copérnico no pretendía en realidad sustituir el sistema aristotélico sino únicamente perfeccionarlo para que permitiera cálculos más exactos. Para esto, sólo instaló una novedad: el sol en el centro del Universo y la Tierra como un planeta más. Pero para ello, era necesario dotar a la Tierra de un triple movimiento:

  1. Rotación cotidiana axial

  2. Movimiento orbital anual

  3. Movimiento cónico y anual del eje

Este nuevo modelo teórico no pretendía ser un simple artificio de cálculo: la Tierra realmente se movía. Esta tesis suponía un escándalo en tanto modificaba substancialmente las teorías hegemónicas de su época.

El movimiento de la Tierra no es una idea original de Copérnico. El pitagónico Filolao, Aristaco de Samos, entre los antiguos, habían sostenido esta hipótesis. Nicolás de Orense y Nicolás de Cusa, también habían sostenido el movimiento del planeta terrestre.

Pero más allá de este aspecto, Copérnico no modificaba el resto de los elementos que componían el sistema aristotélico-ptolomeico: se mantenían las "perfectas" órbitas circulares, epiciclos y deferentes.

La seducción del modelo copernicano

Es importante observar que le modelo copernicano en la práctica no permitía cálculos más preciso, en realidad, la razones por las cuales atrajo a Kepler y a Galileo estaban dadas por:

  1. Su simplicidad: el movimiento de la Tierra hacía innecesario el movimiento de la esfera de la estrellas fijas y eliminaba el recurso del punto ecuante, que de acuerdo a Copérnico, violaba el principio de la uniformidad de los movimientos. Además, explicaba el movimiento retrógrado de los astros y permitía reducir notablemente en número de epiciclos a menos de la tercera parte.

  2. Su armonía estética: para la mentalidad platónica de la época, un Cosmos centrado en el Sol, era sin duda un modelo mucho más armonioso y bello, y por lo tanto más real y verdadero. Esta dimensión mística del modelo Copernicana fue realmente relevante y no debe ser subestimada la importancia que tuvo para sus seguidores.

Las órbitas elípticas

El círculo, concebido como perfecto cumplía una función prescriptita en la mentalidad de los astrónomos anteriores a Kepler. En efecto, el gran aporte de éste, fue el de romper el hechizo de la circularidad. Las tres leyes enunciadas por Kepler postulaban:

  1. Los planetas describen órbitas elípticas, estando situado el sol en uno de sus focos.

  2. Las áreas barridas por los los radio vectores de cada planeta en tiempos iguales son también iguales.

  3. Los cuadrados de los períodos de revolución de dos planetas cualesquiera que sean son proporcionales a los cubos de sus distancias medias al sol.

Es importante recordar que Kepler se postuló a favor de las teorías de Copérnico medio siglo después de que De revolucionis fuera publicado, incluso cuando Tycho Brahe había vuelto al geocentrismo. Sin embargo Kepler, influido notablemente por ideas neoplatónicas y pitagóricas, advirtió que el sistema Copernicano requería correcciones importantes para que fuera compatible con las precisas observaciones astronómicas de Tycho Brahe. En efecto, las dos primeras leyes surgieron como consecuencia de la búsqueda de una explicación para el movimiento de Marte. Fueron más de diez años durante los cuales Kepler buscó toda clase de combinaciones circulares, pero nunca obtuvo un error inferior a 8’ de arco. Para Kepler, esta diferencia debía corregirse de alguna manera y no se resignó a aceptar ese error. Esto lo llevó a probar finalmente con otro tipo de figuras geométricas y fue por pura casualidad que descubrió que las observaciones de Brahe sobre Marte se explicaban con exactitud si éste se desplazaba con velocidad irregular sobre una órbita elíptica.

Las dos primeras leyes, modificaban notablemente el sistema copernicano de manera tal que derrumbaban dos principios fundamentales el aristotelismo:

  1. La circularidad de los movimiento

  2. La uniformidad del movimiento

Se eliminaban también epiciclos y deferentes; ecuantes y esferas. El modelo solo exigía una curva simple y una ley de velocidades de manera tal que por primera vez se coincidía un ajuste exacto entre las observaciones empíricas y el modelo teórico. Esto representaba el triunfo del "principio de economía" (simplicidad). Por otra parte, que la velocidad de desplazamiento de los planetas no fuera constante, tampoco rompía la armonía del universo porque ésta ya no dependía de las figuras geométricas y las velocidades sino de la ley matemática que las regía: la armonía matemática triunfaba y con ella el neoplatonismo y el pitagorismo.

En Harmonices mundi, años más tarde, aparecerá la tercera ley que describe los movimientos de todos los planetas en relación al sol. Aunque esta ley no tuvo grandes aplicaciones prácticas tenía un importante significado para la mentalidad de la época: era el orden que Dios había introducido en el mundo, la armonía del sistema solar. No es casual que esta obra aparezca en un contexto en el que se pretendía demostrar la armonía musical del Universo.

La homogeneidad del universo

Poner en el centro a la Tierra y convertirla nada más y nada menos que en un planeta más significó eliminar de todo modelo explicativo de la realidad los mundos sublunares y supralunares. Tampoco tenía sentido afirmar que los cuerpos celestes estaban compuestos de éter y que solo la Tierra lo estaba por los cuatro elementos. Sin embargo no fue hasta Galileo cuando se determinó definitivamente la naturaleza homogénea del universo. Efectivamente, al perfeccionar un instrumento como el telescopio sus observaciones astronómicas suponen una ruptura con el saber científico que lo precedió: por ejemplo, al notar que las machas solares aparecen y desaparecen, su conclusión era que entonces los astros no podían ser "cuerpos perfectos" compuestos de éter con superficies lisas e inalterables. Esta evidencia, sin embargo, era resistida por muchos de sus contemporáneos. Y así Galileo, afirmaba no sin ironía, en una carta a Kepler, que algunos filósofos preferían mirar las páginas de Aristóteles que mirar por el telescopio... aunque el mismo Aristóteles no hubiera dudado en mirar al cielo:

"...nosotros podemos discurrir sobre los cielos mucho mejor que Aristóteles, pues si él confesaba que le era difícil hacer averiguaciones debido a la excesiva distancia, concede que quien tuviera más facilidades para experimentar con los sentidos podría filosofar con mayor seguridad. Por eso, nosotros, que gracias al telescopio podemos ver treinta o cuarenta veces más próximo lo que para Aristóteles era lejano, y podemos apreciar las cosas que él no ha podido ver – entre otras, las manchas del sol, que para él eran absolutamente invisibles – podemos tratar acerca del silo y del Sol como más seguridad que Aristóteles" Galileo, Diálogo, Primera Jornada

Efectivamente, Aristóteles afirmaba que lo que se demuestra con la experiencia y los sentidos, debe anteponerse a todo razonamiento. Para el Aristotelismo, los primeros principios son tales en tanto son evidentes.

La infinitud del universo

Las esferas cristalinas, suponían un límite para el universo. Sin embargo, si estas no existían, entonces los astros podían estar dispersos por un mundo infinito.

Galileo postuló la hipótesis probable de un universo infinito, aunque creyó que se trataba de una hipótesis indemostrable.

La causalidad del movimiento

"Debe saberse que los motores del cielo son substancias separadas de la materia; es decir, inteligencias, a las que la gente denomina vulgarmente ángeles" Dante

Para Aristóteles, el movimiento se explicaba a través de dos principios:

  • La imposibilidad de una causalidad física a distancia: el contacto del motor con el móvil era necesario

  • La prioridad del fin: el primer motor inmóvil se mueve por atracción. Los cuatro elementos se mueven por atracción hacia su lugar natural.

De esta forma, todo el movimiento del universo se explicaba por la tracción del primer motor inmóvil y por el rozamiento de la esferas. Y también por la atracción del centro del Universo o de la esfera de las estrellas fijas. Cabe señalarse por absurdo que suene este concepto hoy en día, lo cierto es que se hallaba difundida la idea de que las inteligencias o ángeles movían los planetas.

El concepto de 'fuerza'

Si substituyes la palabra ‘alma’ por la palabra ‘fuerza’ obtendrás el mismísimo principio sobre el que se halla construída la física celeste Kepler

El concepto de "fuerza" evoluciona a partir de Kepler. En efecto, como habían sido eliminadas las esferas de éter que arrastraban a los astros, era necesario buscar una explicación más satisfactoria.

Kepler atravesó diversos momentos en su elaboración teórica. Al principio, aceptaba la teoría de las inteligencias, luego, se acercó a la teoría del ímpetus y finalmente se isnpiró en los estiduos de Guillermo Gilbert sobre el magnetismo. En su obra De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure, Gilbert había descubierto que muchas sustancias tenían la capacidad de atraer objetos ligeros cuando se frotaban y bautizó "electrica a la fuerza que ejercen estas sustancias después de ser frotadas. Fue Gilbert también el primero en utilizar términos como 'energía eléctrica', 'atracción eléctrica' y 'polo magnético'. De acuerdo a esta teoría, el sol debía poseer una fuerza magnética que atraía y arrastraba a los astros. En principio, Kepler concibió esta fuerza como una suerte de "alma", porque respondía al espíritu animista de la obra de Gilbert. Pero más tarde, dirá que se debe entener dicha alma (ánima motriz) solamente en sentido metafórico: es decir, aludiendo al concepto moderno de "fuerza".