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COSMOLOGÍA ANTIGUA Y MODERNA
(HASTA EL SIGLO XIX)
Introducción
Exponemos, a grandes rasgos, los datos astronómicos
conocidos desde antiguo, su aplicación a la navegación en
alta mar, y un resumen de las ideas y los logros de los
personajes más significativos en Cosmología, hasta el siglo
XIX. No hacemos mención de científicos muy importantes,
pero que no nos han parecido esenciales en una descripción
tan esquemática como la que pretendemos.
Astros Fijos y Errantes
Si observamos el cielo en una noche clara, veremos
miles de estrellas, como puntos luminosos sobre fondo
negro. Forman figuras características (Osa Mayor, Osa
Menor, Cruz del Sur...) llamadas constelaciones.
Las estrellas se mueven lentamente, en bloque. Salen
del horizonte por el este, y desaparecen por el oeste. En 24
horas han dado una vuelta completa y regresan a la misma
posición, al menos casi todas. Noche tras noche, año tras
año, las figuras que forman las constelaciones permanecen
invariables.
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Hay 5 "estrellas" visibles a simple vista que se
comportan de manera algo diferente: dan una vuelta cada 24
horas pero no regresan exactamente al mismo lugar: se han
desplazado algo respecto a las demás estrellas. Por eso se
las llama "estrellas errantes" o planetas, en oposición a las
estrellas "fijas" de que hemos hablado antes.
Las estrellas errantes visibles a ojo desnudo son
Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. Otra característica
de ellas es que al mirarlas no parpadean, en cambio, las
estrellas fijas parpadean.
El Sol y la Luna se comportan también como astros
errantes. Es decir, se desplazan respecto de las
constelaciones. El Sol, por ejemplo, en un año recorre las
constelaciones de Aries, Taurus, etc. (las doce
constelaciones que son los llamados Signos del Zodíaco). La
Luna y las estrellas errantes transitan muy aproximadamente
por el mismo camino, que se llama la "eclíptica" (por ser
donde se producen los eclipses).
La Esfera Celeste
La impresión que tiene el observador al estudiar el
movimiento de las estrellas, es la de encontrarse en el
interior de una gran bóveda, la "bóveda celeste", esfera
celeste o firmamento, que rota alrededor de un eje que pasa
por su centro (donde está el observador). Este eje de giro
pasa, en el Hemisferio Norte de la Tierra, por la Estrella
Polar, fácilmente identificable. En el Hemisferio Sur, el eje
pasa por la estrella Sigma de Octante, de poco brillo, a la
cual apunta la constelación llamada Cruz del Sur. La Estrella
Polar cae justo sobre el Polo Norte de la Tierra, es decir, un
hombre situado en el Polo Norte la tendría sobre su cabeza.
Y cosa similar pasa en el Hemisferio Sur, con la estrella
Sigma de Octante (Ver figuras 1 y 2) .
Los hombres aprendieron hace mucho tiempo a
determinar la latitud geográfica (o distancia al Ecuador, en
grados) del lugar donde se hallaban, mirando a la Estrella
Polar. En el Hemisferio Norte, la latitud geográfica es la altura
(angular) de la Polar sobre el horizonte (ver figura 3). Sabiendo,
como ahora sabemos, que la Polar está a una distancia tan
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Figura 1. En el hemisferio norte, la estrella polar, señalada con una N,
permanece fija; en cambio la Osa Mayor y la Osa Menor, como las demás
estrellas, giran a su alrededor dando una vuelta completa cada 24 horas.
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Figura 2. En el hemisferio sur o austral, las estrellas giran alrededor de la Sigma
de Octante (en la figura S, adonde apunta la constelación Cruz del Sur.)
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grande, que las visuales a ella son siempre paralelas, es
fácil deducirlo de la misma figura.
En efecto, en la fig.3, se representa la Tierra y un
punto P en el Hemisferio Norte. El ángulo que forman CE y
CP es la latitud del lugar P (que varía desde 0°, si P estuviera
en el Ecuador, a 90°, si estuviera en el Polo Norte).
Figura 3. La latitud de un lugar de la tierra, coincide con el ángulo de la visual a
la estrella Polar con la horizontal, en el hemisferio norte. En el mismo polo Norte,
con latitud 90°, la Polar cae directamente en el Zenit, o sea, encima de la cabeza
del observador.
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La horizontal de P que mira al Norte, es la recta
tangente a la circunferencia. La visual desde P a la Estrella
Polar es paralela a CN (por estar la Estrella Polar tan lejos,
las dos rectas que pasan por ella son prácticamente
paralelas).
De lo anterior se deduce que el ángulo de la horizontal
con la visual a la Estrella Polar (o sea la altura de la Polar
sobre el horizonte) es también ϕ (igual al PCE, por lados
perpendiculares (Ver figura 4).
Figura 4. Los árabes antiguos ya sabían que la "altura de la Polar sobre el
horizonte”, ϕ, era lo mismo que la latitud del lugar, y lo usaban para no perderse
(o perderse menos) al recorrer el desierto buscando un oasis.
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Es ésta una propiedad que ha sido usada tanto por
la caravanas del desierto de Arabia, como por los navegantes
también árabes del Océano Indico, para no perderse en su
camino (ver figura 5)1.
En la figura 5, a), un navegante árabe antiguo hace
una observación de la latitud con una tablilla preparada para
la ciudad de Calicut (India), adonde desea ir.
Poniéndola a una distancia de la cara, medida por un
nudo de la pita (al que muerde con sus dientes), la mueve
hasta que su borde inferior coincida con el horizonte marino,
y quede en la vertical de la Estrella Polar.
Figura 5. Manejo de un sextante muy primitivo. La tablilla se coloca a distancia
fija de la cara- con su borde inferior en el horizonte marino. Cuando la estrella
polar queda justo a la altura del borde superior, se ha llegado a la latitud del
destino.
1
Severin, Tim; In the wake... (Ver Bibliografía al final)
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En 5, b), se representa lo que puede ver el
navegante: la Estrella Polar cae por encima del borde
superior de la tablilla; esto quiere decir que está más al Norte
que Calicut.
En ese caso, seguiría navegando hacia el Sur o
Sureste hasta que observe 5, d): en ese momento (punto P
del mapa) está ya en la latitud de Calicut y debe navegar
hacia el Este (figura 6).
La Cosmología de Aristóteles
Aristóteles (siglo IV a. C.) ensayó una Cosmología que
explicara los datos de la experiencia (la tomó de los
cosmólogos de su tiempo, y la integró a su filosofía).
En esa cosmología, una esfera muy grande (pero
finita) cuyo centro era la Tierra, giraba alrededor del eje
Norte-Sur,
Figura 6. Recorrido de un navío árabe de la época de Simbad, hacia Calicut. La
astronomía, aún rudimentaria, permitió la navegación en alta mar.
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dando una vuelta cada 24 horas. Esta esfera contenía las
estrellas fijas, unidas rígidamente a su superficie interior.
Otras esferas concéntricas con ella, más pequeñas y
transparentes, contenían el Sol, la Luna y los planetas. Esas
giraban también igual que la mayor, pero además tenían otro
giro propio de cada una que daba cuenta de la movilidad de
los astros respecto a las estrellas fijas.
Las esferas giraban desde siempre, y seguirían
girando sin límite de tiempo. La materia que las formaba era
noble, incorruptible, y divina, al revés que la materia de la
Tierra.
Aunque Aristóteles llegó a conocer la existencia de
Dios, intelección de intelección, no le asignó el papel de
creador. La idea de creación -producción a partir de la nada,
idea recibida del mundo judío- parece desconocida para él.
Dios es, eso sí, el Primer Motor, que mueve la gran máquina
que es el Cosmos, y Último Fin por atracción de todo lo
existente.
Se deduce de lo dicho que la Cosmogonía o estudio
de la formación del Cosmos, no tiene cabida en esas ideas.
Siendo el universo eterno, y siempre igual a sí mismo, no
tiene historia.
Resumiendo: según Aristóteles,
-el mundo es eterno, o sea de duración ilimitada
hacia atrás y hacia adelante.
-el mundo tiene un tamaño finito.
Ptolomeo (siglo II d.C.)
Astrónomo y matemático, acepta una Cosmología casi
igual a la de Aristóteles (sólo que coloca las esferas que
contienen los astros mucho más cerca de la Tierra, pues
sabe que están mucho más cerca que las estrellas).
Ptolomeo
construye
las
primeras
tablas
trigonométricas, y con su ayuda es capaz de calcular y
predecir, con aceptable aproximación, las posiciones
aparentes de los astros en cualquier momento, y por tanto
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también los eclipses. El modelo de las esferas de Ptolomeo
funciona bastante bien para la predicción de fenómenos
observables, y no fue superado sino 1,400 años después.
Esto parece dar un respaldo a la Cosmología
aristotélica de las esferas, y por supuesto, dentro de un
grado de aproximación bastante parecido al de los
instrumentos de medida de su tiempo, da razón de los
fenómenos observables (como se decía desde tiempos de
Platón, "salva los fenómenos”).
Santo Tomás de Aquino (1225-1274)
Filósofo y teólogo, pero no naturalista ni astrónomo
(en contraste con su maestro San Alberto Magno), Santo
Tomás comenta a Aristóteles y lo integra en la filosofía
cristiana. Acepta casi sin modificarla la Cosmología de
Aristóteles. Solamente hace notar que el Cosmos ha sido
creado, es decir, ha empezado a existir en el tiempo, cosa
que él (Tomás) sabe por la Revelación Cristiana.
Tampoco puede admitir que las esferas celestes sean
divinas: son criaturas como las demás.
Pero, en cuanto a la eternidad del mundo, excusa
cortésmente a Aristóteles argumentando que, por solo el
conocimiento natural, no podemos saber si existe desde
siempre o ha empezado a existir, pues no repugna a la razón
que el Universo sea eterno, sino sólo que sea increado (Dios
podía haberlo creado desde toda la eternidad) 2.
Para Santo Tomás de Aquino, pues:
- el Universo ha empezado a existir a partir de la
creación (dato que no puede proporcionar la ciencia
natural, sino la Revelación).
- El mundo tiene un tamaño finito.
2
Artigas; El hombre... Pág. 95.
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Isaac Newton (1642-1727)
Genio científico de primera magnitud, su Mecánica
puede predecir tanto los movimientos de los astros (mucho
mejor que la de Ptolomeo), como la caída de un proyectil.
Con ella se pueden proyectar máquinas con un éxito antes
imposible. Esto confiere, durante 250 años, a su creación
científica, un aura de infalibilidad y perfección.
Newton sabe ya que las estrellas no están en una
esfera, sino a distancias tan grandes de nosotros y entre sí
que, generalmente, sus movimientos relativos no son
apreciables en un lapso de tiempo de cientos de años. Sabe
también que la materia que contienen los astros, debe ser
idéntica, a la terrestre, y que la rigen las mismas leyes
mecánicas. En sus ecuaciones, las coordenadas espaciales
(x, y, z) y el tiempo (t) podrían variar de menos infinito a más
infinito, sugiriendo la siguiente interpretación:
- El universo podría ser eterno, o sea de duración
ilimitada hacia atrás y hacia adelante (se regresa a la
concepción antigua).
- El universo tiene un tamaño infinito.
El Universo, ¿infinito y eterno?
En la Edad Media se dijo que el universo tenía que ser
finito en tamaño, puesto que un infinito actual (existente, no
un infinito pensado) era contradictorio3.
No estamos en condiciones de valorar ese
razonamiento, que sin embargo fue hecho por personas muy
capaces y con una gran perspicacia.
Giordano Bruno (1548-1600) no era un científico, pero
sí un hombre de una gran fantasía. Defendió que el espacio y
el tiempo eran infinitos, que el mundo constaba de infinitos
astros que, en todas direcciones, y desde siempre, irradiaban
su luz sobre infinitos planetas, de los cuales serían
incontables los que tenían vida como la terrestre. El universo
como conjunto no tendría, pues, historia.
3
Jaki; The Savior... Pág. 93
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La idea de un universo infinito venía ganando
adeptos ya en los siglos XVII y XVIII. Por un lado, la
imaginación indicaba que debía de ser infinito en tamaño,
puesto que si un artefacto cualquiera lo surcara, no podía
encontrar una barrera que no estuviera ella misma en el
espacio, y perforándola, siempre podría seguir su curso. El
espacio seguía la Geometría de Euclides, y por tanto sólo
podía ser infinito. Y en cuanto a la eternidad, era lo que ya
pensaba
Figura 7. La cosmología ha interesado profundamente a la humanidad. Las
opiniones han sido muy variadas, y recién en nuestro tiempo son posibles
comprobaciones científicas de ellas.
Aristóteles y lo Revelación, parecía algo superpuesto, como
postizo, y aunque fuese verdadera, tal vez no se podría
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descubrir por las ciencias, como ya decía el propio Santo
Tomás.
Newton mismo, si bien había dicho que el universo era
finito en tamaño, admitía que la materia puede ocupar un
espacio finito, rodeado de un infinito espacio vacío. Y más en
privado, era favorable a un universo material de tamaño
infinito. El capellán Richard Bentley le argumentó que en un
universo así, las atracciones mutuas de los astros se
anularían y no podría haber atracción alguna. Ciento treinta
años más tarde George Green dio una demostración
matemática estricta de lo intuido por Bentley: si el Universo
fuera infinito, no existiría la gravedad4.
Y en el siglo XIX, los científicos alemanes Zollner y
Olbers se tropezaron con otra objeción de peso a la infinitud
del espacio, basándose en un hecho experimental. Si en un
espacio infinito, existieran infinitos soles desde siempre,
distribuidos al azar, y agrupados en galaxias y nebulosas
también distribuidas al azar, el cielo nocturno no aparecería
negro con puntos brillantes, sino blanco, pues en todas
direcciones habría alguna estrella que estaría enviando su
luz a nuestros ojos. Esta dificultad, llamada la Paradoja de
Olbers, insinuaba que el mundo debía ser finito. Olbers
calculó, en una fórmula, la luminosidad que tendría el cielo
nocturno en un mundo como el de Giordano Bruno. Olbers
trataba de buscar el motivo de la negrura, y propuso algunas
explicaciones para salvar la infinitud del Universo, pero lo que
consiguió fue sembrar la duda sobre la misma5.
4
5
Jaki; The Savior... Pág. 91.
Bondi; Why is it Dark...
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