Física para una Tierra móvil
Al igual que este, Galileo no estaba conforme con el sistema planteado por Aristóteles y Ptolomeo que, posteriormente, había sido aceptado por la Iglesia. Alentado por las ideas de copérnico, Galileo puso en marcha su investigación acerca del movimiento de la Tierra y de su posición en el mundo. A pesar de algunos errores como la teoría de las mareas, este pensador aportó grandes conocimientos a la humanidad que hoy en día seguimos aceptando. Sin embargo, en esa época, fueron muchas las excusas de la Iglesia católica que Galileo tenía que combatir y contrarrestar, tantas que finalmente acabó por ser abjurado por sus ideas heliocéntricas además de condenarse esta teoría.
LA TIERRA Y SUS MOVIMIENTOS EN RELACIÓN A LOS CUERPOS CELESTES SEGÚN NICOLÁS COPÉRNICO
1.1. Contexto personal e histórico
Nace en la segunda mitad del siglo XV en Polonia, poco más tarde del comienzo de la Edad Moderna. Estaba interesado en las matemáticas y la astronomía, además de facultarse en medicina y derecho.
A pesar de las interferencias eclesiásticas de la época para aceptar otro sistema del mundo que no fuera aristotélico, Copérnico no dudo de continuar su camino y emprendió una investigación acerca de la Tierra y los cuerpos celestes.
Nicolás Copérnico fue un astrónomo arduo y muy competente que, siguiendo siempre un principio de uniformidad, trata de dar una explicación racional y lo más completa posible a los movimientos, al menos aparentes, de las esferas celestes. Hasta el momento, ya se había dado una explicación superficialmente racional acerca de los movimientos visibles, sin embargo, parecía haber ciertas irregularidades que no seguían determinadas reglas.
1.2. Investigaciones sobre los orbes celestes
Entendió que para que esta ley tuviera éxito era necesario la aceptación de siete postulados que darían pie al equilibrio entre la teoría y la práctica. A partir de estos postulados, Copérnico muestra su investigación acerca del movimiento de los orbes celestes sin recurrir a la negación del principio de uniformidad para determinados cuerpos celestes.
Según estos postulados, el mundo se vería de esta manera (figura 1):
El sol se encuentra en el centro de las esferas, inmóvil y estas giran en torno a él, por lo que el centro del mundo se encuentra en las proximidades del Sol. El centro de la Tierra, que también gira alrededor del Sol, no es el centro del mundo, únicamente es el centro de gravedad y de la esfera lunar.
Además de girar alrededor del Sol, la Tierra se mueve sobre la esfera de las estrellas y del último cielo, ambas inmóviles, haciendo una revolución completa en torno a sus polos. Por este movimiento de la Tierra parece que se dan algunos movimientos retrógrados en ciertas esferas, pero únicamente son movimientos aparentes, lo vamos a ver próximamente.
Por lo tanto, la Tierra ejerce dos movimientos naturales y no violentos, el movimiento alrededor del Sol y el movimiento alrededor de sí mismo, dibujando un círculo que no tiene ni principio ni fin.
1.2. Movimiento de rotación
El segundo de ellos está basado en una rotación sobre un eje oblicuo de la Tierra desde el orto hasta el ocaso de la siguiente manera:
Una vuelta sobre sí misma es equiparable a un día y una noche. Es la medida común del número de días. Está vuelta se da a una velocidad constante según una ley fija que no podría existir si no fuera un movimiento circular.
Los movimientos aparentemente irregulares de otras esferas celestes pueden ser por dos motivos: o bien por los diferentes polos de sus círculos, o bien porque la Tierra no está en el centro y estos no giran en torno a ella.
Para hallar el movimiento de revolución diaria, Copérnico presta atención al cielo. Parece que en el cielo todo se mueve, como si se arrastrara todo el mundo menos la Tierra. Pero, ¿y si es la Tierra la que se mueve y por ello parece que el resto se mueve también? Pensemos en cuando estamos en un coche a una gran velocidad, si miramos por la ventana nos encontraremos con mucho movimiento aparente, todo lo de fuera está dirigiéndose hacia una dirección contraria a la nuestra. Dentro del vehículo podemos apreciar, si nos olvidamos del tambaleo por realmente estar en movimiento, que prácticamente estamos quietos, y que es lo exterior lo que está en movimiento. Sin embargo sucede al revés, nosotros somos los que nos movemos y el resto está o quieto o con u movimiento distinto al que podemos apreciar dentro del coche. Algo similar diría Copérnico que ocurre con la Tierra, al estar en la superficie terrestre no nos percatamos movimiento alguno, pero sí nos percatamos del movimiento exterior a la Tierra.
La condición de inmovilidad de la Tierra, según Copérnico, se considera más noble y divina que la de mutación o inestabilidad, que convienen por ello más a la Tierra que al mundo. Además trata con absurdidad adjudicar un movimiento al continente y no más bien al contenido, que es la Tierra.
1.3. Conclusiones
En cuanto al movimiento de la Tierra en el espacio, sí esta no es el centro del Universo cabe preguntarse si los movimientos de los cuerpos errantes alrededor del centro son similares al que hace la Tierra y hay que, en consecuencia, considerarse un planeta más. Además, el centro de gravedad de la Tierra tampoco sería en el centro del Universo. Para Copérnico, la gravedad es una simple tendencia de los cuerpos de consistir una integridad o unidad.
En consecuencia, el Sol está situado inmóvil en el centro y los otros planetas o cuerpos errantes giran alrededor suya dibujando círculos sin principio y fin a una velocidad constante. Además la Tierra, según la teoría copernicana, gira alrededor de sí misma sobre un eje oblicuo en el transcurso de un día y una noche, más o menos veinticuatro horas.
EL PENSAMIENTO GALILEANO FRENTE A LA FÍSICA DE LA TIERRA EN EL UNIVERSO.
2.1. Contexto personal e histórico
Galileo Galilei nace en la segunda mitad del siglo XVI en Italia. En este siglo estaba instaurado el pensamiento ptolemaico-aristotélico respecto al sistema del mundo, fuertemente defendido por la Iglesia. La única manera posible de presentar una teoría nueva opuesta al geocentrismo, o que pusiera en duda está, compatible con las Sagradas Escrituras era una metaforización de esta, de tal forma que a partir de una metáfora podamos encontrar algún dato más acerca del sistema inamovible ya aceptado.
En su vida adquirió bastante información sobre diferentes ámbitos antes de adentrarse al mundo de la física y la cosmología. Otorgaba gran interés a las matemáticas, la mecánica y la astronomía, por lo que se formó en todas ellas. Además estudió y analizó la obra de Arquímedes de la que se influenciara para sus posteriores investigaciones. Fue también profesor de matemáticas y matemático y filósofo del gran duque de Toscana por sus admirables conocimientos.
Practicó numerosas investigaciones sobre temas celestes ayudándose de las observaciones del telescopio. Sin embargo, posteriormente, cayó en la cuenta de que para explicar el movimiento de la Tierra y su veracidad, debemos poner la mirada en la Tierra, no en lo que hay fuera de está, por lo que también realiza investigaciones sobre asuntos terrestres como las leyes cuantitativas de los movimientos en "Operazioni del compasso geometrico e militare" y "Le meccaniche" o sobre los fenómenos térmicos y magnéticos.
Desgraciadamente todas estas investigaciones acabaron por agotar la paciencia de la Iglesia y, finalmente, el heliocentrismo fue desaprobado definitivamente por la Iglesia católica y se procedió a la abjuración y reclusión perpetua de Galileo.
2.1. Investigaciones sobre temas celestes
El objetivo de sus investigaciones es explicar los fenómenos celestes gracias al telescopio y dar cuenta de que estas se adaptan con un sistema heliocéntrico.
Gracias a estas investigaciones, Galileo hace un intento de demostrar la falsedad de la teoría aristotélica según la cual el mundo estaba dividido en dos partes, una supralunar en la que se encuentran todos los cuerpos celestes y la última esfera, y una sublunar, donde se encuentra la Tierra que, como elemento más pesado, está situado en el centro del mundo siendo también el centro de gravedad.
Los resultados de estas observaciones están escritas en el "Sidereus Nuncius" donde trata temas sobre la Luna, las estrellas, la Vía Láctea, el Sol y sobre algunos planetas y su identificación con la Tierra.
En cuanto a la Luna, lejos del pensamiento aristotélico sobre esta, tiene una estética muy parecida a la estética terrestre. Contiene luces y sombras a las que llama montañas y valles respectivamente. Estas sombras van desapareciendo una vez sale el Sol, al igual que ocurre en la Tierra.
Las estrellas son las únicas que brillan por sí mismas. Son diferentes a los planetas, no cambian su aspecto cuando se observan con el telescopio porque aún con este, están demasiado lejos.
La Vía Láctea no es un fenómeno meteorológico como propone Aristóteles, sino que es un conjunto de numerosas estrellas.
En Júpiter se encuentran cuatro satélites que le rodean y todos, a su vez, rodean el centro del mundo. Estos satélites son llamados por Aristóteles "cuatro estrellas errantes", pero Galileo las bautizó como "planetas mediceos". En Saturno se percató de que, dependiendo de la posición de la Tierra, el Sol y Saturno, se observaban tres cuerpos y, otras veces, solamente uno. A esto lo identificó como "la extravagancia de Saturno" que mutaba con los meses. Venus es perfectamente esférica y, como la Tierra y la Luna, carece de luz propia y refleja la del Sol en las llamadas "fases de Venus". Galileo llegó a la afirmación de que la Tierra se parecía mucho más a estos planetas y a la Luna de lo que aristóteles pensaba.
En el Sol se encontró con unas "manchas solares". El centro del Sol tenía un aspecto más oscuro al contrario que la claridad de la parte exterior. Está indagacion ponia en duda la no posibilidad de cambio del Sol. Estas manchas no son fenómenos meteorológicos que nos esconden la verdadera apariencia del Sol pues se encuentran en un punto entre este y la Tierra, sino que pertenecen a este astro y algunas veces son visibles y otras no. Este último hecho le hace concluir a Galileo con una teoría rotatoria del Sol que se contrapone con la perfección y el no cambio de este.
En conclusión, Galileo determinó la posición central del Sol y consideró a la Tierra, debido a sus experimentos, un planeta más. En la "Carta a Cristina de Lorena" Galileo afirma que no se puede admitir esta doble verdad, es decir, o la Tierra no se mueve y el Sol gira alrededor de esta, o al vicebersa.
2.2. Investigaciones sobre temas terrestres
El propósito de estas exploraciones era demostrar que no es posible probar ni el reposo ni el movimiento de la Tierra y, para ello, escribe en el "Diálogo sobre los dos sistemas máximos" una segunda jornada dedicada a plantear este problema.
Galileo defiende el principio óptico de relatividad a partir del cual el movimiento o reposo de la Tierra no puede estar determinado por lo que se observa fuera de ella y, por otro lado, defiende que el movimiento de los cuerpos observados fuera de ella deben tener un movimiento común para que este movimiento pueda corresponder a la Tierra. De esta manera, por poner un ejemplo de ambos casos, si nos encontramos en un camión de mercancías, aparentemente lo que hay fuera de ese camión, imaginamos unos árboles y unas casas, estarán en movimiento, pero únicamente a causa de un reposo aparente de las mercancías, es decir, en tanto que nuestro sistema de referencia es una mercancía situada en el mismo camión el principio óptico de relatividad actúa percibiendo que esa mercancía está en reposo y son los árboles y las casas las que se encuentran en movimiento. Por otro lado sí estas casas y árboles tienen un movimiento compartido, un movimiento en común, entonces podemos decir que nosotros nos movemos, pero sí por ejemplo se cruza un coche en movimiento, este movimiento no es común al movimiento aparente de las casas y árboles, por lo que este coche tiene un movimiento propio.
Según esta idea, caben algunas preguntas posibles, ¿Todo el universo se mueve menos la Tierra? ¿Nada en el universo se mueve excepto la Tierra? ¿Es la esfera celeste la que da la vuelta mientras el globo terrestre está quieto?
Para contestar a estas cuestiones acerca del movimiento de la Tierra, hace algunas investigaciones acerca de proyectiles, caída de graves y los demás móviles. Afirma el principio mecánico de relatividad por el cual todo suceso tiene lugar de igual manera en la Tierra sea está móvil o inmóvil por lo que estos fenómenos no le darán respuesta de lo que pretende demostrar. Este principio está basado en una independencia de movimientos, tanto vertical como horizontal, de cada cuerpo en referencia a la gravedad (vertical) o al movimiento circular de la Tierra (horizontal), y a una persistencia del movimiento horizontal. Para explicar esto pone de ejemplo una bola. ¿Cuál sería la causa de movimiento de una bola que no está en contacto con la Tierra pero que se mueve con está al mismo sentido y a la misma velocidad? Un movimiento que no tiene un motor y que, a su vez, no ofrece resistencia como por ejemplo un plano inclinado. La bola en un plano inclinado hacia abajo se moverá indefinidamente hasta que algo o alguien le pare. Así mismo, en un plano vertical, adquiere la velocidad máxima y desciende verticalmente (gravedad). Y en un plano horizontal donde la bola no quedará influenciada por el aire y el rozamiento, el descenso sería cero y la velocidad sería constante. En caso de estar en reposo permanecerá en reposo, en caso de estar en movimiento permanecerá indefinidamente en movimiento. Según esto afirma "en ausencia de resistencia sobre un plano horizontal, todo cuerpo permanece en reposo o en continuo movimiento con una velocidad constante". Este movimiento ha de ser circular siguiendo la trayectoria de la Tierra pues si no actuara la gravedad y dejará de ser un movimiento indefinido.
Aún así, aún con todas estas explicaciones, el principio óptico de relatividad nos impide probar el supuesto movimiento o el supuesto reposo de la Tierra.
BIBLIOGRAFÍA
COPÉRNICO, N.: Sobre las Revoluciones de los Orbes Celestes. Tecnos, Madrid, 2009.
GALILEI, G.: Sobre los dos Máximos Sistemas del Mundo: Ptolemaico y Copernicano. Península, Barcelona.
RIOJA, A.: Teorías del Universo. Vol. I. Síntesis, Madrid.