Astronomía: Un poco de Historia I

La astronomía es el estudio de los cuerpos celestes, sus movimientos, los fenómenos ligados a ellos, y es, sin duda, la ciencia más antigua. Puede decirse que nació con el hombre y que está íntimamente ligada a su naturaleza de ser pensante, a su deseo de medir el tiempo, de poner orden en las cosas conocidas (o que cree conocer), a su necesidad de hallar una dirección, de orientarse en sus viajes, de organizar las labores agrícolas o de dominar la naturaleza y las estaciones y planificar el futuro.

 Los hallazgos arqueológicos más antiguos muestran sorprendentes contenidos astronómicos. Stonehenge se construyó sobre conocimientos astronómicos muy precisos. También se desprende una función astronómica de la disposición de los crómlech y monolitos bretones, los trilitos ingleses, las piedras  y túmulos irlandeses, la medicine Wheel de los indios norteamericanos, o la Casa Rinconada de los indios anasazi. Es evidente la importancia astronómico-religiosa de los yacimientos mayas  de Uaxactun, Copán y Caracol, de las construcciones incas de Cuzco o de Machu Picchu, así como la función exquisitamente científica de antiguos observatorios astronómicos indios, árabes o chinos.

Cuanto más avanzan los estudios arqueoastronómicos más numerosas son las pruebas de los conocimientos astronómicos  de nuestros antepasados y más retrocede la fecha en que estos comenzaron. El último indicio relaciona el estudio del cielo con las pinturas rupestres de Lascaux. Tanto si este descubrimiento es válido como si no, es indudable que la contemplación del cielo nocturno ha suscitado admiración, temor e interrogantes desde la noche de los tiempos ¿Cuál es la naturaleza de los cuerpos celestes? ¿Por qué se mueven? ¿Cómo se mueven? ¿Interaccionan entre sí? Perro sobre todo, ¿influyen en la Tierra y en el destino de sus habitantes? ¿Podemos prever dichos efectos y leer el futuro en el movimiento de los planetas? Todas las civilizaciones de todas las épocas han hallado sus propias respuestas a estas preguntas y a otras similares, y a menudo se ha tratado de respuestas relacionadas con complejos mitos cosmológicos.

LOS PRIMEROS ASTRÓNOMOS A ARISTÓTELES

Los primeros astrónomos fueron los sumerios, quienes dejaron constancia escrita de su historia en tablillas de arcilla. Pero no fueron los primeros que apreciaron que ciertos puntos luminosos de la bóveda celestes desplazaban con el paso del tiempo, mientras que otros permanecían fijos.

En la actualidad la distinción que hicieron entre “estrellas fijas“ y “ estrellas errantes “ ( en griego se llamarían “ planetas “ ) puede parecer banal, pero hace 6.000 o 8.000 años este descubrimiento fue un acontecimiento muy significativo.

Distinguir a simple vista, sin la ayuda de instrumentos, un planeta de una estrella y reconocerlo cada vez que, transcurrida ciertas horas, vuelve a aparecer en el cielo no es ninguna nimiedad. Los incrédulos pueden comprobarlo: sin saber nada de astronomía , sin ningún instrumento, bajo un cielo repleto de estrellas como esos que ya sólo se ven en lugares aislados o en mitad del mar, no es fácil distinguir Marte de Júpiter o de Saturno.

Admitamos que se consigue. Ahora, noche tras noche, hay que encontrar esa misma lucecita en movimiento, seguir su recorrido y volver a identificarla cada vez que reaparezca tras una larga ausencia. En el mejor de los casos, se necesitará mucho tiempo y paciencia antes de empezar a tomar conciencia de la orientación, y es muy probable que la mayoría no lo consiga.

A pesar de esas dificultades evidentes, todos los pueblos, por antiguos que fueran conocían muy bien los movimientos de los astros, tan regulares que espontáneamente hablaron de “mecánica celeste“  cuando empezaron a usar las matemáticas para describirlos. Si los sumerios fueron los primeros en medir con exactitud los movimientos planetarios y en prever los eclipses de Luna organizando un calendario perfecto, los que mejor usaron la imaginación para llegar a las explicaciones teóricas que no dependieran sólo de la tecnología fueron los griegos.

En el siglo VI a.C., tras milenios en los que la obra de un dios bastaba para explicarlo todo, se empezó a buscar una lógica en el orden natural que relacionara los fenómenos. Los filósofos naturalistas fueron los pioneros en afirmar la posibilidad del hombre de comprender y describir la naturaleza usando la mente. Era, en verdad, una idea innovadora.

Los primeros “científicos“ se reunieron en Mileto. Tales, Anaximandro y Anaxímenes hicieron observaciones astronómicas con el gnomon, diseñaron cartas náuticas, plantearon hipótesis más o menos relacionadas con los hechos observados referidas a la estructura de la Tierra, la naturaleza de los planetas y las estrellas, las leyes seguidas por los astros en sus movimientos. En Mileto, la ciencia, entendida como interpretación racional de las observaciones, dio los primeros pasos.

Por supuesto, la mayor parte de la humanidad continuaba creyendo en dioses y espíritus… como ahora. A pesar de que esta nueva actitud filosófica frente al mundo sólo fuera entendida durante siglos por una élite de pensadores, la investigación racional de la naturaleza ya no se detendría jamás.

En el siglo VI se constituyó la escuela pitagórica. En un ambiente de secta, Pitágoras y otros filósofos creyeron que el mundo estaba ordenado por dos principios antagónicos: lo finito (el bien, el cosmos y el orden) y lo infinito (el mal, el caos y el desorden). Sus estudios matemáticos tenían un valor mágico y simbólico: Pitágoras descubrió relaciones numéricas enteras tras cada armonía formal y musical y, dado que la música es armonía de los números, la astronomía era armonía de las formas geométricas.

Incluso Aristóteles (384-322 a.C.), considerado en la Edad Media el máximo referente del saber, no sólo se apropió de esta idea de perfección celeste, sino que encontró una “explicación“de por qué  las cosas debían ser así. La Tierra, lugar “de lo bajo“donde convergen tierra y agua (dos de los cinco elementos que formaban el universo), sólo podía hallarse en el centro del Universo. El aire y el fuego quedaban “arriba “, sus lugares naturales. El éter, el quinto elemento desconocido para los hombres, formaba los cuerpos celestes, que por naturaleza se movían en círculo, transportados por un sistema de 55 esferas concéntricas constituidas de un cristal especial, incorruptible y eterno. En torno a la Tierra inmóvil giraban la Luna, Mercurio, Venus, el Sol, Marte, Júpiter, Saturno y la última esfera de las estrellas fijas, mantenida en movimiento por el amor del “divino motor inmóvil “. Esta última esfera es la que establecía el ritmo del día y la noche y transmitía un movimiento uniforme y circular a todo el sistema de esferas. Según la teoría, a medida que nos aproximamos a la Tierra el movimiento se degrada y, por debajo de la esfera de la Luna, los movimientos son rectilíneos. Aquí la mezcla continua de los cuatro elementos fundamentales daba origen a todas sustancias conocidas. Era una explicación que convenció durante mucho tiempo y que armonizaba misticismo y física, mecánica celeste y fantasía.

SIGUEN LOS GRIEGOS

El prestigio y la fama que Aristóteles conquistó en otros campos (filosofía, política, economía, física, metafísica y ciencias naturales) contribuyeron al éxito de esta idea geocéntrica del universo. No cabe duda de que en el siglo IV a.C. ya se sabía que para explicar los movimientos de los astros había que utilizar al menos dos tipos de sistemas geocéntricos y un sistema heliocéntrico. Para obtener la información necesaria para gobernantes, agricultores o navegantes bastaba con poder “prever“ los fenómenos celestes e identificar las configuraciones astrales hallando los planetas en su órbita. Las hipótesis sobre las causas de todo lo que se observaba eran investigaciones filosóficas, carentes de pruebas concretas. Así, muchos expertos lanzaron hipótesis sobre el universo, su estructura y sus mecanismos…A veces eran fantasías, pero otras fueron intuiciones correctas.

Aristarco de Samos

Hubo quien incluso decidió medir. Aristarco de Samos (310-230 a.C.) fue el primer astrónomo genuino de la historia. No sólo sus convicciones eran lógicas y correctas, como se demostró más tarde, sino que fue el primero en usar instrumentos matemáticos para investigar el cosmos. Estaba convencido de que la Tierra giraba alrededor del Sol permanecía inmóvil en el centro de la esfera estelar y que esta también era inmóvil. Dado que no conseguía observar efectos de paralajes estelares, dedujo que las estrellas se encontraban a una distancia enorme de la Tierra. Entonces intentó medir la enormidad de dicho espacio estableciendo la distancia Tierra-Sol en función de la Tierra-Luna y, para ello, se basó en la medida de los ángulos y en simples cálculos geométricos. Descubrió que la Luna se halla a 30 diámetros terrestres de nuestro planeta y que el Sol está 19 veces más lejos (1.140 diámetros terrestres). Ahora sabemos que son datos erróneos a causa de leves inexactitudes de las medidas “a ojo “, pero esta diferencia no respeta un ápice a la importancia conceptual y filosófica del enfoque. Era la primera vez en la historia que alguien intentaba aumentar sus conocimientos sobre el Universo de forma experimental, es decir, usando la lógica, las leyes matemáticas y geométricas conocidas, observando y midiendo. Es un enfoque moderno de un complejo problema astronómico.

Erastóstenes de Cirene (276-194 a.C.) procedió de forma semejante. Con un sencillo y genial cálculo matemático halló las dimensiones de nuestro planeta: el meridiano terrestre equivale a, unos 39.400 km (un valor sorprendentemente cercano al valor medio, establecido en 40.009 km).

Hiparco (188-125 a.C.) también fue un atento e inteligente observador. Compiló un catálogo de 1.080 posiciones estelares y comparó sus observaciones con las realizadas 154 años antes por Timocaris. Así descubrió la precisión de los de equinoccios y cuantificó este lentísimo desfase de la eclíptica respecto al ecuador en unos 47 minutos al año (un valor muy parecido al calculado hoy: 50,1 minutos).

Y si la Tierra era inmensa, el Sol debía de serlo aún más. Así, el espacio asumió dimensiones incalculables. Pocos escogidos eran capaces de asimilar y aceptar estas afirmaciones revolucionarias. Quizá por ello, después de Hiparlo no sucedió nada más durante 300 años. Resultaba más sencillo dar por válidas las teorías del gran Aristóteles.

Hiparco

DE TOLOMEO A COPÉRNICO

Sin embargo, con el paso del tiempo, las ideas de Aristóteles empezaron a agrietarse bajo la ingente cantidad de observaciones acumuladas. Los planetas observados tenían movimientos inexplicables respecto a la esfera celeste: disminuían la velocidad, volvían a moverse en el sentido “correcto“dibujando a veces anillos…Era necesario revisar el modelo aristotélico. Y de ello se encargó Claudio Tolomeo (100 a.C.-170d.C.). Este afirmó que la Tierra era esférica y que estaba en el centro del Universo; que el cielo, también esférico, rotaba alrededor de un eje fijo movido por una esfera exterior carente de estrellas, como decía Aristóteles. Pero para explicar los equinoccios y los movimientos “extraños“ de los planetas bastaba con añadir otras esferas o, como indicaba Apolonio casi 200 años a.C., añadir nuevos círculos de rotación: esferas excéntricas, epiciclos, epiciclos de epiciclos…El espacio que rodeaba la Tierra se llenó de engranajes.

A Tolomeo tampoco le interesó que el modelo geocéntrico del universo correspondiera a una realidad física: él definió su complicado sistema como  un “útil instrumento matemático“ para calcular posiciones planetarias. Resulta curioso que esta misma definición se usara para divulgar la hipótesis opuesta sin suscitar las críticas de eclesiásticos  y tradicionalistas. También resulta extraño que Tolomeo prefiriera perfeccionar el modelo de Aristóteles, haciéndolo mucho más complejo, en lugar de adoptar el modelo sencillo e innovador de Aristarco. Si sólo buscaba un instrumento matemático, el de Aristarco era mucho más fácil de usar y habría cambiado la historia. Después de Tolomeo se perdió hasta el recuerdo de la hipótesis heliocéntrica y, a pesar de que la suya fuera “sólo una hipótesis matemática “, durante más de 1.200 años se creyó que la Tierra era inmóvil y que estaba en el centro de un universo movido por círculos complicadísimos. No obstante, escribió Mathematikè sintaxis (“Síntesis matemática “ ), al que los árabes llamaron al-Magisti, quizá por derivación del griego e Megiste (el más grande), conocido en la Edad Media como Almagesto. Se trata de una obra monumental, donde Tolomeo reorganizó toda la astronomía del pasado. Gracias a su inmenso trabajo conocemos gran parte de lo que sucedió en los siglos anteriores. Sintetizando y perfeccionando las ideas de Apolonio e Hiparlo y completando los cálculos con los resultados de su investigación, elaboró un sistema teórico que se adaptaba a las observaciones. “Su“ universo estaba movido por 40 ruedas que se movían al unísono, como si se tratara de un inmenso reloj mecánico que, con el tiempo, acumulaba pequeños errores, que se arreglaban actualizándolo de vez en cuando.

Sólo un gran matemático podía construir una obra tan enorme y compleja, razón  por la que sobrevivió al paso del tiempo y por la que, a lo largo de los siglos, el sistema geocéntrico se ha conocido como “sistema tolemaico “. Después de Tolomeo, tener una idea distinta sobre el universo resultó casi imposible. El Almagesto es tan complejo que simplificarlo significaba obtener significados erróneos. Además, la hipótesis tolemaica gustaba mucho a los cristianos, cuyo poder era cada vez mayor: era lógico que el planeta creado por Dios para el hombre se hallara en el centro del universo. Lo que Tolomeo concibió como un instrumento matemático se convirtió en dogma y en una hipótesis que era peligroso contradecir.

Hubo que esperar a que otra mente con la capacidad de Tolomeo invirtiera esa perspectiva, simplificara el panorama y destruyera ciclos, epiciclos y círculos excéntricos; esperar a que un gran astrónomo recogiera una masa ingente de datos muy precisos y a que un gran matemático libre de prejuicios lo elaborara y hallara pruebas objetivas de la validez de una nueva hipótesis. Hubo que esperar a que otro astrónomo con la suficiente valentía impusiera esta nueva idea al mundo científico, desafiara a las autoridades eclesiásticas y revolucionara el modo de observar la naturaleza. Hubo que esperar más de mil años para que Copérnico, Brahe, Kepler y, sobre todo, Galileo revolucionaran la astronomía.

COPÉRNICO: UNA REVOLUCIÓN SILENCIOSA

Por fin el hombre reconoció que la Tierra, considerada plana a pesar de Tolomeo, era una esfera inexplorada. Se difundió el uso de la imprenta y hacia mediados del siglo XV se abrieron las puertas al descubrimiento del mundo, así como a la circulación de ideas. Venían cambios radicales.

La primera doctrina en resentirse fue la astronomía. A los viajeros no les satisfacía el modelo tolemaico y para “identificar“ referencias geográficas necesitaban tablas de movimientos planetarios mucho más precisas. También se revisó el calendario, pues hasta la fecha se usaba el calendario de Julio César. Hacía falta algo nuevo y los intentos de salvar el sistema tolemaico añadiendo nuevas esferas y epiciclos habían transformado el universo en una maraña de círculos en rotación.

En ese momento Nicolás Copérnico  (del nombre polaco Nicklas Koppernigk, 1473-1543) lanzó su mensaje de renovación. Rechazó todo lo que había aprendido, negó que filósofos, científicos y teólogos hubieran explicado la realidad, negó que lo que parecía evidente- que el Sol se levantara, se moviera en el cielo y se pusiese- correspondiera a la verdad.

Destronó a los hijos de Dios del centro del Universo en una época en que uno de ellos era condenado a la hoguera por mucho menos, y tuvo la audacia de declarar que el planeta del hombre era sólo uno de los muchos que giran alrededor del Sol.

Pero su doctrina era la de la escuela Pitagórica, esto es, comunicar sus ideas en voz baja y sólo a pocos iniciados. De esta forma, su trabajo pretendidamente teórico avanzó en silencio y Copérnico realizó pocas observaciones directas, se fió de los datos de los observadores de la Antigüedad, de quiénes leyó los originales, y examinó las críticas y las dudas sobre el sistema tolemaico. Tal como escribió en De revolutionibus orbium caelestium (“Sobre las revoluciones de los cuerpos celestes “ ), fue la diversidad de opiniones, incertidumbres e incongruencias halladas lo que le convenció de que algo fallaba en la teoría tolemaica.

Pero, al igual que la de Tolomeo, su construcción era exquisitamente matemática y su pensamiento esencialmente aristotélico. Era cierto que el Sol se hallaba en el centro y a su alrededor rotaban los planetas, pero todo seguía igual: las órbitas eran perfectamente circulares, el movimiento natural de la Tierra no estaba sujeto a las fuerzas; la Tierra, el Sol y e universo eran esféricos porque “esta forma es la más perfecta de todas, una integridad total […] que debe atribuirse a cuerpos divinos “. Pero se introdujo algo radicalmente nuevo: Copérnico, contra toda evidencia, creía que el movimiento de la Tierra era real y que la geometría astronómica describía el verdadero funcionamiento de la máquina celeste.

Para elaborar su sistema heliocéntrico empleó 25 años, durante los cuales tuvo que guardar su secreto por temor a ser denunciado. A los 63 años aún no había publicado nada, pero los rumores sobre su trabajo se habían extendido. En 1539, Retico, un joven profesor luterano de la Universidad de Witternberg, estudió el manuscrito De revolutionibus y consiguió la autorización de Copérnico para escribir un resumen, publicado en 1540, que cosechó un éxito inmediato. Copérnico fue presentado como un nuevo Tolomeo y, por fin, se decidió a divulgar su trabajo. Murió en 1542, antes de ver sus efectos. Quizá por que el prefacio, escrito por una tercera persona, declaraba que la teoría publicada era sólo una opinión entre tantas, quizá por las excelentes relaciones que Copérnico mantuvo con la Iglesia, lo cierto es que el libro no fue hasta 1616. Se produjo una reacción, pero quedó circunscrita a las élites académicas. De nuevo, tuvo que pasar mucho tiempo para que las cosas cambiaran.

emilio silvera

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