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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
Mayas
China
Babilonia
Grecia
Mundo islámico
Europa medieval
Durante la Edad Media la astronomía no fue ajena al estancamiento que sufrieron las ciencias y artes. Durante este largo periodo predominó el legado ptolemaico de sistema geocentrista apoyado por la Iglesia, debido esencialmente a que este era acorde con las escrituras en las cuales la Tierra y el ser humano son los centros de la creación divina.
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 holandés 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 Revolutions. 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 El Diálogo 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 poco. Murió con la bendición papal a los 88 años. Durante el 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.[1]
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.
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
- Historia de la gnomónica
- Historia del telescopio
- Historia de la observación de Marte
- Historia de la observación lunar
- Arqueoastronomía
- Gran Historia
Referencias
- ↑ Bryant, Walter W. (1907): «Historia de la astronomía», página 53.
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)
