La revolución científica. La revolución copernicana

Nicolás Copérnico, copia de una pintura de 1575 de autoría desconocida, propiedad de la Biblioteca Estatal de Cracovia 

Los conocimientos griegos sobre el universo que hemos estudiado en la unidad anterior que abarca las páginas previas de esta sala, se conservaron en parte por medio de los manuscritos de bibliotecas públicas y privadas.

La obra más famosa de astronomía griega que se conservó fue la de Ptolomeo (100-170), el gran recopilador de la astronomía griega, que viajó a través del tiempo de forma desconocida. Es probable que se quemase en el incendio de la biblioteca de Alejandría y que solo quedasen algunos ejemplares que los nestorianos llevasen consigo en su huida hacia oriente. Alguno de estos ejemplares fue traducido al árabe bajo el nombre de Al-magisti (la gran obra).

Esta versión árabe se tradujo al latín, sin duda en la escuela de traductores de Toledo, bajo el título de Almagesto, y se extendió con este nombre por toda Europa, posiblemente siguiendo los diferentes Caminos de Santiago.

En esta obra Ptolomeo describe el modelo geocéntrico del universo que llegó al mundo occidental y se consideró la base de la cosmología europea hasta la publicación del modelo heliocéntrico de Copérnico en 1543, cuya aceptación forma parte de la revolución copernicana.

En este esquema presentamos la versión del modelo de Ptolomeo, una pequeña modificación del modelo de Hiparco, tal como llegó al Almagesto. Obsérvese que aquí es Venus el planeta más cercano al Sol, y Mercurio el más cercano a la Tierra. Asimismo se puede notar la influencia de las teorías pitagóricas en el empleo del círculo como figura perfecta.

Los planetas describían pequeños círculos (epiciclos) cuyo centro se desplazaba sobre un círculo mayor (deferente) alrededor de la Tierra. Ptolomeo empleó más de ochenta círculos, entre deferentes y epiciclos, para describir el movimiento de los astros alrededor de la Tierra. Esta se suponía inmóvil y situada en el centro del universo (modelo geocéntrico).

La razón fundamental para admitir la inmovilidad de la Tierra era la ausencia de movimiento de las estrellas fijas, que suponían habría sido advertido por la modificación del ángulo con que estas se observaban desde la Tierra. No sabían que las estrellas estaban mucho más lejos de lo que ellos creían. Esta visión geocéntrica del mundo se mantuvo casi dos mil años, hasta que Copérnico la modificó con su modelo heliocéntrico.

El heliocentrismo tuvo ya precursores, como Heráclides (388-315 a. C.), discípulo de Platón, que sugirió la rotación de Mercurio y Venus en torno al Sol (para explicar por qué estos planetas siempre se veían cerca del Sol) y Aristarco, que sugirió que las posiciones de los astros se explicarían más fácilmente si algunos planetas giraran alrededor del Sol. Le extrañaba, además, que el Sol, que era mucho mayor que la Tierra, girara alrededor de ella. Copérnico fue más lejos y desarrollo este modelo.

Aunque ahora nos pueda parecer que la idea de situar al Sol en el centro del universo es una idea simple, lo cierto es que entonces rompía con el conocimiento clásico, elevado a la máxima categoría a lo largo del Renacimiento. Fue, además, adoptado por la Iglesia Católica, que lo aceptó como parte del espíritu aristotélico contenido en la escolástica.

Para todos los interesados en filosofía de la ciencia: 

El proceso de cambio de paradigma iniciado por Copérnico es pieza clave para entender el avance que supuso en el conocimiento científico

Por esta razón, lo que lo estudiaremos con un cierto detalle.

Nicolás Copérnico nació en Thorn, Polonia, el 19 de Febrero de 1473. A los diez años murió su padre, por lo que fue a vivir con su madre y sus hermanos a casa de su tío materno Lucas Watzenrode, circunstancia que condicionó su vida.

Lucas era en ese momento canónigo (ocupaba un cargo en el cabildo de la Iglesia Católica) y decidió dedicar a su sobrino Nicolás al estudio.

Después de los estudios secundarios envió a Nicolás a la Universidad de Cracovia, en 1491, donde éste permaneció cuatro años, para pasar después a estudiar Leyes en la Universidad de Ferrara y mas tarde a la de Bolonia hasta 1501.

Ese mismo año su tío, ya obispo, lo consideró suficientemente formado para proponerle para una plaza de canónigo, que obtuvo sin dificultad.

Parece que fue en Bolonia donde Copérnico conoció las teorías heliocéntricas de Aristarco, gracias a unos trabajos de Aristóteles en los que las refutaba.

Hacia 1516 Copérnico termina un manuscrito en el que expone su nueva teoría: De Hypothesibus Motuum Coelestium a se Constitutis Commentariolus.

La obra debió extenderse a través de copias manuscritas por toda Europa, ya que durante el concilio de Letrán el obispo Pablo de Middelburg solicita la opinión de Copérnico sobre el problema de la reforma del calendario.

Este manuscrito no se publicó durante esos años porque Copérnico no quería tener problemas con la Iglesia.

Figura 3: Órbita (deferente y epiciclo)de Marte según el modelo de Copérnico

En 1539, sin embargo, su primer discípulo, el matemático alemán Rheticus, le visitó en Frauenburg (Polonia) convenciéndole para que ampliara el manuscrito y lo publicara con algún otro título.

Finalmente la obra se publico en 1543, poco antes de su muerte, con el título De Revolutionibus Orbium Coelestium, dedicada intencionadamente al Papa Pablo III.

En su libro Copérnico ilustra un universo con el Sol en el centro. La Tierra tiene el mismo tratamiento que los demás planetas, salvo la Luna que gira alrededor de ella.

Los planetas se mueven en órbitas circulares básicamente iguales a las que Aristarco había sugerido en el 200 a. C., con sus epiciclos correspondientes.

En la figura 3 (a la izquierda de estas líneas) podemos apreciar la órbita de Marte, con su deferente y epiciclo, como lo describe el modelo de Copérnico.

Este libro cambió el paradigma, es decir, el modo de pensar de la sociedad occidental. Por ello, desde entonces los cambios profundos de la sociedad se designan con la segunda palabra del título: Revolución.

En su descripción del sistema solar Copérnico introduce estas novedades:

1. El universo es esférico, pero su centro no coincide con el centro de la Tierra, asimismo esférica, sino con el centro de la órbita de la Tierra alrededor del Sol. Este punto, a su vez, no coincide exactamente con el centro del Sol, que está ligeramente desviado.

2. Los planetas se encuentran en epiciclos cuyas deferentes están centradas en el Sol. Su movimiento es circular y uniforme, o bien está compuesto por movimientos circulares y uniformes.

3. La única deferente no centrada en el Sol es la de la Luna, centrada en la Tierra.

4. La Tierra se mueve en una deferente centrada aproximadamente en el Sol y gira una vez al día en torno a sí misma. Su eje de giro se comporta de tal manera que permanece paralelo a sí mismo, dirigido al mismo punto de la esfera de las estrellas fijas mediante el movimiento de declinación, movimiento nuevo que introdujo Copérnico por vez primera.

El sistema solar descrito por Copérnico

5. La esfera de las estrellas fijas se encuentra a una distancia que puede considerarse infinita si se compara con la distancia que separa la Tierra del Sol.

Por esta razón no se puede apreciar el efecto de paralaje, que ya se buscaba desde los tiempos de la Biblioteca de Alejandría.

6. La esfera de las estrellas fijas permanece inmóvil en el espacio.

7. Cualquier movimiento que se aprecie desde la Tierra es solo aparente y se debe al movimiento propio de la Tierra.

8. Los movimientos retrógrados de los planetas son sólo aparentes y resultan de la composición de los movimientos simultáneos de la Tierra y de los planetas en torno al Sol.

La revolución copernicana fue fundamental en el desarrollo del mundo occidental, por las siguientes razones:

1º) Fue, como todas las revoluciones, una revolución de las ideas.

2º) Transformó el concepto que la humanidad tenía del universo y del lugar que ocupaba en él.

3º) Invalidó la física aristotélica, pues al no coincidir el centro de la Tierra con el centro de las esferas naturales de los elementos dejaban de ser válidas las leyes del movimiento que Aristóteles había enunciado.

Titulo de la figura o pie de imagen

4º) Despertó el interés de la sociedad por la cosmología. Este interés ha llegado intacto hasta nuestros días, en los que los proyectos científicos más importantes y de mayor presupuesto son los cosmológicos, ya sean los que consisten en naves no tripuladas que estudian las características del universo o naves tripuladas que nos llevan a otros planetas.

Con el modelo de Copérnico los movimientos retrógrados de los planetas se explican fácilmente: Los planetas más alejados del Sol que la Tierra (Marte, Júpiter y Saturno) se ven periódicamente acercándose al Sol o alejándose del Sol (movimientos retrógrados). También se explican los cambios de brillo de los planetas a lo largo de sus desplazamientos por sus órbitas.

En el esquema A vemos la órbita de Marte, con su deferente y epiciclo, como lo describe el modelo de Ptolomeo. Se aprecia fácilmente que la distancia entre Marte y la Tierra no varía sensiblemente.

En cambio, utilizando el modelo de Copérnico (el cual vemos en la Figura B) la variación de la distancia entre la Tierra y Marte es mucho mayor que en el modelo de Ptolomeo, justificándose la diferencia de brillo observado.

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