J. Rubén Morones
En la actualidad, con los avances que se han logrado en la astronomía y en la tecnología en general, que nos han permitido contemplar el espacio desde telescopios colocados en naves o satélites espaciales, se ha podido observar el universo hasta distancias increíblemente lejanas. El telescopio espacial Hubble, que orbita la tierra desde 1990, es uno de estos poderosos instrumentos, y lleva este nombre en honor del astrónomo Edwin Hubble, ya mencionado, quien fue el que descubrió el fenómeno de la expansión del universo.
Todas las civilizaciones han observado el cielo, y se han hecho preguntas sobre el universo, sobre su forma y tamaño. Para explicar los fenómenos del cielo, han elaborado modelos; es decir, representaciones simplificadas que permiten extraer información del sistema que se modela. En la ciencia moderna, los modelos son muy útiles para entender a la naturaleza. En el pasado, los modelos se elaboraban sobre soportes mitológicos o religiosos.
En la antigüedad, las diferentes culturas elaboraron modelos del universo de acuerdo con sus creencias. Para situar en un contexto adecuado la visión actual de la estructura del universo, es pertinente hacer un poco de historia.
Un poco de historia
Todos los seres humanos, desde la más remota antigüedad, han sentido fascinación por los misterios del cielo. El hombre primitivo observó el cielo nocturno, y así como lo contempló hace diez mil años, se nos presenta ahora, casi sin cambios.
La cosmología es la ciencia que trata del origen, la estructura y la evolución del universo. Todas las civilizaciones antiguas elaboraron su propia teoría cosmológica. En la antigua Babilonia, hace seis mil años, se desarrolló una cultura muy avanzada, que creó muchos conceptos e ideas que aún están vigentes. Por métodos observacionales, encontraron que el año tiene aproximadamente 360 días. Por tal motivo, dividieron el círculo del cielo en 360 grados. Por otra parte, los matemáticos de Babilonia sabían que el radio de un círculo dividía a la circunferencia en seis arcos de círculo de igual tamaño, Estos dos hechos, los 360 días del año y la división en seis arcos iguales de un círculo de 360 grados, hizo que los babilonios convirtieran al número 60 en un número místico.
Para los habitantes de Babilonia, el universo era un disco plano que flotaba en el mar, y el cielo era una placa semiesférica de metal duro, en la que estaban pegadas las estrellas.
Los babilonios creían que la vida de los seres humanos estaba regida por los astros. Fue entre ellos donde nació la astrología. No hay que confundir esta actividad con la ciencia de la astronomía. La astrología es una actividad adivinatoria, que trataba de explicar lo que les ocurre a los seres humanos con lo que se observa en los cielos. No ha sido fácil desprenderse de esas ideas, pues aun con todos los desarrollos científicos y tecnológicos, todavía persisten fuertes influencias de aquellos remotos tiempos.
En la Grecia clásica, los observadores sistemáticos del cielo, conocidos como astrónomos, identificaron algunos objetos luminosos que se movían respecto al fondo fijo de las estrellas. Llamaron a estos cuerpos en movimiento planetas, que significa vagabundo. Los romanos dieron a estos planetas los nombres de sus deidades. Así encontramos a Mercurio, que en la mitología romana es el mensajero de los dioses; a Venus, que es la diosa del amor y de la belleza; a Marte, que es el dios de la guerra; a Júpiter, el padre de los dioses, y al último de los planetas conocidos en esa época, Saturno, que es el padre de Júpiter y dios de la agricultura. El hombre creyó por mucho tiempo que la Tierra era el centro del universo. A este concepto se le conoce como modelo geocéntrico. Esta idea fue propuesta inicialmente por Aristóteles, y fue posteriormente retomada por el notable astrónomo y matemático egipcio Claudio Tolomeo.
Tolomeo vivió en Egipto, del año 100 al 170. Tolomeo desarrolló un modelo de universo geocéntrico, que fue el que se enseñó en las escuelas durante más de mil cuatrocientos años.
El modelo del universo desarrollado por Tolomeo, llamado geocéntrico, en el cual la Tierra ocupaba el centro del universo, fue aceptado durante más de catorce siglos. Desde la época de Tolomeo, hasta principios del siglo XVI, la idea de que todo en el cielo gira alrededor de la Tierra fue aceptada e impuesta por todos los gobernantes europeos.
El modelo tolemaico del universo se basa en el sentido común. Si vemos que todo gira alrededor de nosotros, es claro que la Tierra es el centro de todo. El universo es un inmenso globo sólido, con las estrellas adheridas en esa bóveda celeste, y los planetas, que son estrellas vagabundas, se mueven en esa bóveda.
Después de que Grecia quedó bajo la dominación de los romanos, la cultura griega fue quedando en el olvido. Aun después de la caída del imperio romano, la situación no fue nada favorable para el desarrollo de la ciencia. El mundo entró en el período oscurantista, época de la historia de la civilización en que se impedía que la población se educara. Después de mil años de oscurantismo, el mundo empezó a salir de su letargo. En el periodo de 1100 a 1200, se fundaron las primeras universidades en Europa, y el mundo se empezó a interesar por el conocimiento.
En plena época del Renacimiento, cuando el mundo despertaba de su sueño de mil años, el astrónomo y matemático polaco Nicolás Copérnico publicó, al final de su vida, un libro en que exponía su teoría de que la Tierra gira alrededor del Sol. Esta teoría, llamada teoría heliocéntrica, establecía también que la Luna gira alrededor de la Tierra. Un aspecto más de sus ideas fue que es la Tierra la que gira alrededor de su eje y no las estrellas alrededor de la Tierra, como se creyó durante tanto tiempo.
Estudiando el movimiento de las estrellas, Copérnico razonó de la siguiente manera: “Todos los planetas se mueven de manera diferente y se encuentran en distintas posiciones. Es muy extraño que todos ellos giren alrededor de la Tierra, dando una vuelta cada día. Buscando la explicación de esto, se le ocurrió la idea de que si la Tierra es la que gira, todo esto parece simplificarse y aclararse.
Sin embargo, la gente se reía de esta idea. ¿Cómo es posible que la Tierra gire, pensaban, que nosotros estemos dando vueltas? Si así fuera, podríamos dar un salto y, al moverse la Tierra bajo nuestros pies, al caer tocaríamos el suelo en otro lugar, no en el mismo, como todos sabemos por experiencia que ocurre. Tendría que pasar todavía un siglo para que Newton nos explicara lo que verdaderamente ocurre. Después de la muerte de Newton en el año 1727, el poeta Alexander Pope describió de forma resumida la vida y la obra de Newton con las siguientes palabras: “La naturaleza y sus leyes permanecían ocultas en la noche. Dios dijo: ‘Que Newton sea’. Y todo se hizo luz”.
La hipótesis de Copérnico, de que la Tierra gira sobre su eje, explica de una manera muy simple el fenómeno del día y de la noche. Copérnico también supuso que la Tierra gira alrededor del Sol, como ahora sabemos. Con esta hipótesis del movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol, se explica la aparición de las estaciones del año. Es por estas ideas por lo que se dice metafóricamente que Copérnico detuvo al Sol y puso a la Tierra en movimiento.
La nueva astronomía
Con las hipótesis de Copérnico, la astronomía entró en una época de modernización y de grandes avances. Con base en las ideas de Copérnico, se realizaron grandes avances en el conocimiento de nuestro Sistema Solar, y con las aportaciones de Kepler y Galileo, Newton completó su monumental obra sobre la mecánica y la gravitación universal.
El astrónomo y matemático alemán Johannes Kepler realizó una intensa investigación sobre el movimiento de los planetas, y formuló las leyes que llevan su nombre, contribuyendo con sus ideas al descubrimiento de la ley de la gravitación universal por Newton. En el año de 1596, Kepler escribió un libro, titulado El Misterio del Universo, donde afirma haber descubierto los secretos del movimiento de los planetas. El libro comienza con una elegante carta dirigida a los nobles alemanes, quienes lo apoyaban en sus investigaciones. En esa carta decía: “Como he prometido hace seis meses escribir un libro, que a juicio de los entendidos sea elegante, notable y muy superior a los calendarios anuales, presento ahora a vuestra amable compañía una obra que, aunque pequeña en extensión, es fruto de mis propios y modestos esfuerzos, y trata de un maravilloso tema. Si deseáis antigüedad, Pitágoras ya lo había tratado hace más de dos mil años. Si queréis novedad, es la primera vez que esta cuestión es presentada a toda la humanidad por mí mismo. Si deseáis grandeza, nada más grande que el universo. Si deseáis venerabilidad, nada es más bello que nuestra morada. Si deseáis conocer los misterios, nada hay o ha habido en el mundo más recóndito. Me estoy refiriendo al libro que hoy presento y que es el libro de la naturaleza”.
Con estas palabras, Kepler, que en ese entonces tenía 25 años, mostraba apasionadamente, con la fuerza que le daba su juventud, su convicción de haber descubierto el secreto que encierra el movimiento de los planetas. Kepler, que tenía mucho de místico, creía, siguiendo la escuela pitagórica, en el poder misterioso de los números. Enfrascado en sus estudios sobre el movimiento de los planetas, llegó a la conclusión de que los planetas no describen trayectorias circulares alrededor del Sol, sino que siguen una trayectoria elíptica, con el sol colocado en uno de los focos de esta elipse.
Galileo
El astrónomo y matemático italiano Galileo Galilei vivió de 1564 a 1642. Fue un generador de nuevas ideas, que rompieron con dogmas que venían desde cientos de años en el pasado. Fue inventor del telescopio, y con este invento puso al alcance de la mirada del hombre muchos objetos cósmicos. Desde la Tierra, la Luna terrestre, cuya superficie se creía lisa, pudo verse con sus cráteres y sus montañas. También se observaron cuatro de las lunas de Júpiter. Con su telescopio, Galileo descubrió manchas en el Sol, así como también pudo observar multitud de estrellas que antes no se habían identificado; observó también la rotación de las lunas de Júpiter que giran alrededor de este planeta. Esto último fue algo que conmovió enormemente al mundo, y con ello se apoyaba indirectamente la teoría de Copérnico de que la Tierra gira alrededor del Sol. Con este descubrimiento, Galileo mostraba la belleza y las maravillas del cielo.
Galileo estudió el movimiento de los cuerpos, y fue el primero que asoció una ecuación matemática a un problema de movimiento. Sus investigaciones sobre la caída de los cuerpos lo llevaron a asegurar que el gran libro de la naturaleza está escrito en el lenguaje de las matemáticas.
A partir de los descubrimientos de Galileo y las tres leyes de Kepler sobre el movimiento planetario, Isaac Newton emprendió su obra grandiosa que lo condujo a descubrir la ley de la gravitación universal y las leyes de la mecánica.
Con los descubrimientos de Newton y su formulación de las leyes generales del movimiento, el mundo entró en una nueva etapa, y el paradigma de las ciencias naturales cambió por completo. Las leyes que gobiernan el movimiento en el cielo, el de los cuerpos celestes, son las mismas que rigen el movimiento de los cuerpos aquí en la Tierra. El nuevo paradigma científico es que en todo el universo se cumplen las mismas leyes.
Después de la publicación de la obra de Newton, donde presenta sus leyes del movimiento y de la gravitación universal: Principios matemáticos de la Filosofía Natural, la fama de Newton y la influencia de su obra se extendieron por toda Europa en los centros de estudio de las ciencias naturales y las matemáticas. El mundo no volvió a ser igual. Se contaba ahora con las leyes fundamentales de la naturaleza, las cuales proporcionaban la información para descifrar muchos enigmas del mundo.
Con las ideas revolucionarias de Copérnico nació la nueva astronomía. El modelo de universo creado por Tolomeo terminó con Copérnico. Después vendría Isaac Newton, quien, apoyado sobre los hombros de gigantes, como él lo diría, refiriéndose a Copérnico, Kepler y Galileo, nos daría una imagen casi acabada de lo que es el universo. Sin embargo, después llegaría Albert Einstein, a modificar las leyes del universo, que Newton nos legó. Hoy en día, el paradigma sobre nuestro universo está basado en las leyes de Einstein.
En una cena en honor del científico, el 27 de octubre de 1930, el escritor inglés Bernard Shaw rindió tributo a la obra de Einstein en un discurso memorable. Después de mencionar en su discurso que hay un tipo de grandes hombres a los que se reconoce por ser creadores de imperios, como Napoleón, agregó lo siguiente: “hay un tipo de hombres que van más allá de construir imperios, como el hombre que venimos hoy a honrar aquí: ellos son creadores de universos. El universo creado por Tolomeo duró 1,400 años, hasta que Newton llegó y creó un nuevo universo, que duraría 300 años, hasta que llegó Einstein. Este universo no sabemos todavía cuánto durará”. Con esta última frase, en presencia de Einstein, estallaron las carcajadas.
Tomado del libro: Una aventura hacia el espacio exterior
