Autora: Blanca Inés Prada Márquez
DE LOS EGIPCIOS HASTA NICOLÁS COPÉRNICO
La Astronomía en Egipto y Babilonia
Los babilonios y los egipcios desarrollaron técnicas matemáticas que aplicaron especialmente a la Astronomía. Como todos los pueblos antiguos estuvieron fascinados por las estrellas y sobre ellas hicieron sus especulaciones, hay registros que datan de unos 4000 años a.C.
El interés por el cielo tenía un motivo práctico cual era la agricultura, era obvio para ellos que los tiempos de la siembra y la cosecha tenían que ver con los movimientos del Sol y con la posición de ciertas estrellas. Por otra parte había también motivos religiosos ya que el Sol y la Luna con frecuencia eran asociados con la divinidad.
Un trabajo frecuente estuvo centrado en darle nombre a las estrellas mas notorias lo mismo que las constelaciones. Hacia el año 500 a. C. los sacerdotes babilonios habían observado que los siete planetas: Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno más el Sol y la Luna que también eran considerados planetas se movían a través del cielo dentro de la estrecha banda zodiacal, identificando las constelaciones que las distinguen con doce segmentos de treinta grados cada uno dándonos así los signos del zodíaco y esto les sirvió de medida para el movimiento de los planetas, del Sol y la Luna.
Su astronomía estuvo siempre impregnada de astrología, y religión. Tuvieron modelos numéricos que les permitieron trazar los movimientos diarios del Sol y la Luna, a través del zodiaco. Elaboraron calendarios, el egipcio es el primer calendario solar conocido en la historia.
Astronomía en los poemas homéricos
Aunque no sabemos casi nada de Homero, si hemos leído sus dos grandes poemas épicosLa Ilíada y la Odisea, que narran aventuras heroicas relacionadas con la guerra de Troya, sobretodo en sus días finales y en sus consecuencias.
Estudiosos de Homero dicen que en su obra podemos encontrar el fruto de una larga tradición oral que podría remontarse hasta la edad micénica (1200 a.C.). Sabemos que La Ilíada y La Odisea fueron por años el fundamento de la educación y la cultura griegas, y es que sin duda estas dos obras no sólo son de capital importancia en la literatura sino también una rica fuente de conocimientos tecnológicos, científicos, históricos y astronómicos de los antiguos griegos.
En estos poema podemos encontrar una muy rica información sobre la Tierra, el cielo, las estrellas, por ejemplo sobre Sirio, sobre constelaciones como la Osa Mayor, Bootes y Orión y cúmulos de estrellas como las Pléyades y las Híades.
En ellas podemos encontrar los puntos de vista cosmológicos más generales e importantes de aquella época. Se han hecho numerosos estudios sobre las alusiones astronómicas en La Ilíada y LaOdisea, por ejemplo los de Walker, 1872; Neugebauer 1929; Raven y Shofield, 1995; Konstantopoulus, 1998, Varvoglis, 2009, entre otros, y es bueno señalar que los nombres dados en la antigua Grecia a muchas de las estrellas y constelaciones se han mantenido intactas después de tres milenios.
La Tierra en el universo homérico era un inmenso río circular, río mítico que define los límites del mundo terrenal. “El río mítico” no tiene fuentes , su corriente va y vuelve a donde comenzó en un movimiento incesante y eterno. Desde este océano, mencionado 19 veces en la Ilíada y 14 en al Odisea todas las otras aguas de la Tierra fueron creadas.
Para los antiguos griegos el cielo es un Domo hecho de materia sólida, hierro o cobre, sujetado allí por columnas altas, o de acuerdo a otra visión por algún gigante. Homero combina estas dos visiones al tener a Atlas soportando las columnas.
Hesíodo en la Teogonía (1988:517) escribe que Zeus era quien le había asignado este deber a Atlas. Estudiosos de Homero nos explican que no se debe asumir que el cielo homérico fuera un domo metálico desolado, sino que estaba, como canta Homero, lleno de vida, la vida de las estrellas y las constelaciones.
En este Domo celestial, Helios, el dios Sol, conducía su carro cada noche hasta el océano que circundaba la Tierra y regresaba por éste hacia el este por la mañana. Homero describe el carro de Helios como tirado por toros solares.
Es bueno señalar que según los expertos, Homero hace en sus epopeyas119 referencias al Sol: 42 en la Ilíada y 26 en la Odisea, mientras que sólo hay cinco referencias a la Luna, quizá debido a que las batallas se realizaban durante el día.
En cuanto a las estrellas y las constelaciones se encuentra por ejemplo que varias veces se refiere Homero a la estrella de otoño que es en realidad Sirio. También se habla de las Híades y las Pléyades que son dos cúmulos abiertos pero que los antiguos griegos llamaban constelaciones, hoy ambas son incluidas en la constelación de Tauro.
Otra constelación mencionada por Homero varias veces es La Osa Mayor como también “Bootes o Arturo, que es la tercera estrella más brillante del cielo.
Como Homero pensaba que la Tierra era un disco circumpolar plano rodeado por el océano, él estaba seguro de que el Sol, la Luna y las estrellas salían del océano y se ponían en él en la noches. También hace Homero referencias a Venus, quizá piensa que son dos estrellas ya que le da un nombre “Hesperus”, la estrella de la tarde y “Eosphorus”, la estrella de la mañana, esto debido a que Venus se observa algunos meses del año en las madrugadas al oriente y otras al caer de la tarde en el occidente.
En fin, es mucha la información que podemos tener sobre la concepción del universo antiguo gracias a estas dos extraordinarias obras literarias.
Primeros pasos hacia la racionalización del Cosmos
Las obras de Homero y Hesíodo con su riquísima mitología nos muestran un mundo de deidades antropomorfas que interfieren en los asuntos humanos y usan a los humanos como peones de sus propias tramas e intrigas.
Se trataba sin duda de un mundo caprichoso en el que nada podía predecirse con seguridad a causa de las ilimitadas posibilidades de la intervención divina. Se personificaban y divinizaban los fenómenos naturales, así las tormentas, los terremotos, los relámpagos no eran resultado de fuerzas naturales, sino grandiosas hazañas provocadas por los dioses.
Pero un fenómeno extraordinario sucede hacia el siglo VI a.C. empiezan a surgir unos pensadores que van a comenzar a buscar explicaciones diferentes al mito, lo cual no significa que el mito desaparezca, este sigue y aún hoy muchos piden a los dioses para que caiga la lluvia y no mande terremotos.
Pero lo cierto es que podemos decir que a mediados del siglo VI a. C. surge una manera diferente de mirar la naturaleza, empieza, podríamos decir, —una búsqueda racional para explicar los acontecimientos naturales, se empiezan a buscar las causas de los fenómenos y a explicar el mundo de una manera racional, se empiezan a elaborar teorías, y a criticarlas por los pensadores que van surgiendo—.
Se empezó a pensar en un mundo ordenado y predecible que fue llamado KOSMOSy aunque sus explicaciones todavía no sean muy precisas, lo que es importante es que empezaron a excluir a los dioses de sus teorías, sus explicaciones son naturalistas, los eclipses por ejemplo no reflejan el capricho arbitrario de un dios sino simplemente, “sombras cósmicas” como pensaron por ejemplo Empédocles y Anaxágoras.
Este primer revolcón se produjo en la colonia de Mileto cuna de los fisiólogos como los llamara Aristóteles. Entre ellos se destacaron Tales, Anaximandro y Anaxímenes. Tales ( 623 -545 a.C.), un viajero y rico comerciante quien posiblemente gracias a las observaciones de los caldeos se dice que predijo en el año 585 a. C. un eclipse de Sol. Aristóteles le atribuye a Tales la idea de que la Tierra era un cilindro plano que flotaba sobre el agua.
Anaximandro (611 -545), discípulo de Tales fue el primero, —según Hipólito el último historiador romano en lengua griega—, en postular que la Tierra, que según él permanece flotando en medio del aire, tiene forma de disco cilíndrico y superficie curvada.
Se le atribuyen muchas cosas, entre otras el haber sido el primero en afirmar que los astros se mueven en anillos concéntricos alrededor de la Tierra, como también el haber construido una esfera celeste y un mapa para la navegación.
Anaxímenes (586 – 525), discípulo y crítico de Anaximandro postuló la idea de una Tierra aplanada que flotaba en el aire al igual que los demás astros, a excepción de las estrellas que las considera fijas las cuales no girarían alrededor de la Tierra sino horizontalmente, de tal manera que el Sol al quedar oculto por las zonas más altas de la Tierra produciría la noche ( Conf. Cubells Fernando, 1965, 27 ss.).
Otros pensadores griegos siguen elaborando sus teorías, algunos incluso retrocediendo a lo ya dicho por los pensadores de Mileto como por ejemplo Heráclito, nacido hacia el 540 a.C. quien pensaba que El Sol tenía la anchura del pie humano, es nuevo cada día y se renueva como reflejo de la eternidad del ser.
Pitágoras nacido posiblemente en la isla de Samos entre el 584 y el 582, fundador de la escuela que lleva su nombre la cual hizo importantes contribuciones a la matemática. Entre los pertenecientes a esta escuela se destaca Filolao de Crotona, quien es señalado por Copérnico como el primer pensador griego que habría pensado en un sistema heliocéntrico aunque demasiado complejo, ya que planteaba un sistema en cuyo centro se encontraría el fuego eterno, alrededor del cual girarían en esferas concéntricas una Antitierra, la Tierra de forma esférica, la Luna, Mercurio, Venus, Júpiter, Saturno y las estrellas fijas. La Luna dividiría al mundo en dos zonas bien diferencias, tema que profundizará más tarde Aristóteles.
- La astronomía en Platón, otros de su seguidores y Aristóteles
Los historiadores de la Astronomía le atribuyen a Platón (427 – 347), la siguiente pregunta que él habría hecho a los matemáticos de su época “¿Qué movimientos circulares, uniformes y perfectamente regulares hay que asumir como hipótesis para salvar los movimientos aparentes de los planetas?”, sin embargo para algunos historiadores el tema de la circularidad de los movimientos se venía discutiendo desde mucho antes de Platón.
De todos modos la pregunta marcará el derrotero de la Astronomía por cerca de dos mil años, la idea fuerte en todo este tiempo era que los astros se movían circular y uniformemente y que la tarea de los astrónomos era buscar construcciones geométricas que explicaran cada vez mejor las observaciones.
Platón en su diálogo El Timeo sostiene como ya otros griegos lo habían planteado, que el mundo era esférico y concéntrico, según él porque la esfera es la más perfecta de todas las figuras, además consideraba que el mundo estaba dotado de un movimiento circular y uniforme.
Su discípulo Eudoxo de Cnido (408 – 355) sustituye los círculos por esfera homocéntricas y propone para cada planeta un sistema de esferas concéntricas en torno a la Tierra y conectadas entre sí a fin de reproducir el movimiento aparente del planeta.
Esta idea de las esferas u orbes asociadas a los cuerpos celestes adheridos a ellas permanecerá desde entonces vigente hasta Copérnico quien la menciona en el título de su libro De revoluciones (1543).
El Cosmos platónico fue construido por el Demiurgo a partir de triángulos y sólidos regulares, es de una gran belleza, y debe ser una criatura viviente, que posee una alma la cual es la responsable de todos los movimientos del cosmos, así como el alma humana es la responsable de todos los movimientos del cuerpo humano.
Opuesto a la necesidad del mundo atomista, Platón describe un cosmos penetrado por la racionalidad, repleto de finalidad y de propósitos, como también de divinidad. Platón asignó la divinidad al alma del mundo y considera que los planetas y las estrellas fijas son huéspedes de los dioses celestiales, pero a diferencia de los dioses de las religiones tradicionales griegas las deidades platónicas nunca interrumpen el curso de la naturaleza.
El Sol, la Luna y los otros planetas deben moverse con determinada combinación de movimientos circulares uniformes precisamente porque tal movimiento es el más perfecto y racional, y en consecuencia es el único movimiento que conviene a un ser divino.
Es bueno aclarar que la reintroducción de la divinidad por parte de Platón no significa una vuelta a la impredectibilidad del mundo homérico donde todo estaba sujeto al capricho de los dioses; al contrario, para Platón la función de la divinidad es asegurar y explicar el orden y la racionalidad del cosmos.
Sobre toda la polémica que ofrece el sistema de Eudoxo y los debates sostenidos en torno a el, Confrontar Pérez Sedeño, E. El rumor de las estrellas, Siglo XXI, , Madrid, 1986. A modo de síntesis podríamos decir que el principal problema que planteaba el sistema de Eudoxo era su incapacidad para explicar que los planetas cuando retrogradan se muestran más brillantes, esto es que parecen aproximarse a la Tierra, estas y otras explicaciones van a necesitar muchos siglos de estudio.
Buscando nuevas formas para dar cuenta de las observaciones Calipo (370 -300), completó el sistema de Eudoxo añadiendo nuevas esferas: dos más para la Luna y para el Sol y una más para Mercurio, Venus y Marte, este sistema fue conocido y analizado por Aristóteles en su Física como veremos más adelante.
Característica de toda esta época griega son las muchas teorías que vienen y van, tratando de explicar los fenómenos observados, Heráclides de Ponto (388 – 312) dio un paso enorme al negar la inmovilidad de la Tierra, afirmando que el movimiento aparente de los cielos se debía en realidad a la rotación diaria de la Tierra sobre su eje, en lugar de a la rotación de la esfera de las estrellas, pero su sistema sigue situando a la Tierra en el centro del universo en torno al cual giran la Luna, el Sol, Marte Júpiter y Saturno, sin embargo hace girar alrededor del Sol a Mercurio y Venus.
Aristóteles (384 – 322 a. C), es el máximo exponente de la filosofía griega, y un gran enciclopedista y sistematizador de todo cuanto se había dicho hasta su época en muchos temas y por supuesto también en Astronomía y Física a las que dedica dos obras: La Física y el Tratado del cielo, en ellas exponesu concepción filosófica y metafísica sobre el universo. Aristóteles escribió varios libros sobre biología, también sobre política, lógica, metafísica, ética y otros temas, en ellos expone todo de una manera tan lógica y con un aparente dominio de los temas tratados, incluso haciendo alusión a experiencias realizadas, que fue difícil combatir sus ideas, y durante varios siglos como bien critica Galileo, __en lugar de confrontar sus afirmaciones con la experiencia, sus seguidores lo que hicieron fue repetirlo___.
La física aristotélica estaba basada en cuatro principios: 1) Todo movimiento es natural o violento; 2) El movimiento natural es el movimiento hacia un lugar natural; 3) el movimiento violento es el producido por la acción de un agente; 4) El vacío es imposible.Estos cuatro principios serán inamovibles hasta que Galileo y otros científicos del siglo XVII logran demostrar lo contrario.
Sostuvo y trató de demostrar la lógica de un sistema geocéntrico en el cual la Tierra se encontraba inmóvil en el centro mientras a su alrededor giraba el Sol y los planetas. Planteó la existencia de dos mundos: el sublunar, es decir todo aquello que estaba por debajo de la esfera de la Luna en el cual existe la generación y la corrupción, este es el mundo propio de la Tierra; y el mundo supralunar, el cual es perfecto y eterno.
Propuso la existencia de un Cosmos esférico y finito, la parte central de dicho cosmos estaba formado por cuatro elementos: Tierra, aire, fuego y agua. Señala en la Física que cada uno de estos elementos tiene su lugar adecuado determinado por el peso relativo o “gravedad específica”, cada elemento se mueve de forma natural en línea recta, por ejemplo, la Tierra hacia abajo, el fuego hacia arriba según el lugar que les corresponde, los movimientos en la Tierra serán siempre naturales y terminarán por detenerse.
Mientras que los cielos se mueven en forma natural e infinita siguiendo un complejo movimiento natural y que según su lógica deben estar compuestos por un quinto elemento, esto es por el éter, elemento superior que no es susceptible de ningún cambio. Aristóteles sostenía que la naturaleza le tenía horror al vacío, por ello todo estaba envuelto en el famoso éter que no era susceptible de ningún cambio.
También sostenía que los cuerpos más pesados de una materia específica caían de forma más rápida que aquellos que son más ligeros cuando sus formas son iguales, concepto este, como muchos otros, que se sostuvieron durante cerca de 2000 años como verdades irrefutables, y esto a pesar del peso tan grande que tuvieron los científicos de Alejandría como veremos a continuación
- La Astronomía helenística
Como sabemos la ciencia griega a partir del siglo III a.C. se traslada poco a poco a Alejandría, ciudad fundada por Alejandro Magno en el año 331 a.C. quien había sido educado por Aristóteles, fue un gran amante de las ciencias y de las artes. Alejandría fue por cerca de cinco siglos el centro cultural del mundo y en ella la ciencia griega logró su máximo desarrollo.
Tolomeo primero le dio un esplendor particular al crear el Museo y la Gran Biblioteca donde se reunió todo el saber de su época. En este Museo que en realidad era una gran universidad trabajaron filósofos, geógrafos, físicos, matemáticos, biólogos y también astrónomos.
En ella brillaron por su sabiduría matemáticos como Euclides y Eratóstenes, Astrónomos como Hiparco, Sosígenes y Claudio Ptolomeo, y el ejemplo de esta ciudad se extendió a varios lugares del reino helenístico, de los cuales podemos destacar a Rodas donde trabajó Hiparco, a Siracusa, cuna de Arquímedes, y a Pérgamo donde trabajaron los primeros médicos: Hipócrates y Galeno.
El tema de la biblioteca y el Museo de Alejandría es uno de los capítulos más apasionantes de la cultura antigua, pero no podemos detenernos por ahora en ellos pues el tema que nos ocupa en el de la Astronomía.
Aristarco de Samos (310 – 230 a. C.), fue el primero, ___según lo planeado por Arquímedes en El Arenario y más tarde por Plutarno __, en idear un sistema no centrado en la Tierra sino en el Sol, en su obra “Sobre el tamaño y la distancia del Sol y de la Luna”; donde habría planteado la idea de un Sol inmóvil en el centro y en torno a él todos los planetas girando concéntricamente, incluida la Tierra, la cual estaba dotada de un movimiento diario de rotación sobre sí misma.
Pero sus planteamientos tuvieron poco eco, es más se cree que un miembro de la escuela estoica intentó que los griegos lo procesaran por impío. Y También tuvo poco éxito en los datos que ofrece en su obra sobre las distancias y las magnitudes del Sol y de la Luna, pero ello no desvaloriza su intento, ni su osadía teórica.
Dos siglos más tarde llega a Alejandría Claudio Ptolomeo (100 -170 d. C.), nacido en Egipto pero que trabajó muchos años en el Museo y se distinguió como astrónomo, astrólogo, químico, geógrafo y matemático. En Astronomía es célebre su libro El Almagesto, donde desarrolló con gran rigor científico el modelo geocéntrico tratando de explicar de la mejor forma posible en su época, el complicado mecanismo del movimiento planetario, cuando aún no se tenían instrumentos de observación, ni se aceptaba la idea de Aristarco de poner el Sol en el centro del sistema.
Heredó el sistema del universo planteados por Platón y Aristóteles, pero desde una mirada no tanto teórica sino empirista, se dedicó a estudiar toda esa gran cantidad de datos que ya existían sobre el movimiento de los planetas tratando de construir un modelo geocéntrico que fuera capaz de explicar las posiciones de los astros en el pasado y sirviera para predecirlas en el futuro.
El explica que su modelo es un método de cálculo y que él no pretende descubrir la realidad. Su obra contiene un catálogo de estrellas tomadas de Hiparco de Nicea, quien había clasificado más de mil, y estableció un criterio para predecir eclipses.
Su modelo de universo sigue siendo geocéntrico donde la Tierra está inmóvil en el centro, y el Sol, la Luna y los planetas giran a su alrededor, pero gracias a su modelo de epiciclo – deferente que algunos dicen lo tomó de Apolonio de Pérgamo, y otros de Hiparco de Rodas, trató de resolver geométricamente los dos grandes problemas que por entonces presentaba el sistema planetario: 1) el problema de la retrogradación de los planetas y su aumento de brillo cuando retrogradan y 2) La distinta duración de las revoluciones siderales.
La explicación ptolemaica del movimiento de los cuerpos celestes obedece a la combinación de dos esquemas: excéntricas con epiciclos. Resumiendo diríamos que un planeta recorre una órbita circular llamada epiciclo cuyo centro se traslada también describiendo otro círculo llamado deferente.
La Tierra esférica y estática se sitúa en un punto del diámetro del deferente al sur del centro de éste. Además Ptolomeo elige como centro a un tercer, llamado ecuante, igual al deferente, un punto del diámetro de este, situado al norte de su centro, y a igual distancia de la que hay entre el centro de la deferente y la Tierra. El ecuante es el círculo que recorrería con movimiento uniforme un planeta que circulara por él.
El sistema es complicadísimo porque cada vez hay que añadir más y más círculos a medida que se trata de explicar el movimiento de cada planeta, pero explicaba en su época por qué los planetas no se mueven ni circular ni uniformemente y ello comportaba una ruptura con el modelo apriorístico platónico.
Los sucesores de Ptolomeo según nos explica Kuhn (1978 – 109) sin tocar los elementos técnicos fundamentales de la explicación astronómica heredada del gran maestro añadieron epiciclos a epiciclos y excéntricas a excéntricas buscando una explicación cada vez más simple pero complicando tanto el modelo que terminaba siendo incomprensible, razón por la cual Kepler cuando conoció el modelo heliocéntrico copernicano exclamó, pensando en el modelo ptolemaico, “Era imposible que Dios hubiera hecho algo tan enredado” porque para Kepler Dios era el gran matemático y esta ciencia brillaba por su simplicidad y elegancia.
Debemos añadir para terminar que los árabes que trabajaron en Bagdad desde la segunda mitad del siglo VIII d.C. le dieron gran impulso a la ciencia, en especial a las matemáticas y la Astronomía; tradujeron las obras de Ptolomeo, las estudiaron y más tarde durante el apogeo de la cultura árabe en Toledo y Córdoba durante el siglo XI, elaboraron tablas astronómicas y tratados de astronomía, a su vez que perfeccionaron algunos instrumentos de observación, informe que nos ha llegado a través de Los Libros del saber de Astronomía, obra escrita por varios autores durante la época de Alfonso X el sabio (1221 – 1284) que fuera rey de Castilla y León.
También se elaboraron las Tablas alfonsinas, redactadas entre 1252 y 1272, tomando como base de la astronomía ptolemaica y mejorando las Tablas toledanas en relación con los movimientos del Sol, la Luna y los planetas. Esta tablas se emplearon como guía para las observaciones astronómicas hasta el siglo XVI, cuando se desarrolla la revolución copernicana del astrónomo polaco Nicolás Copérnico (1473 -1543), de quien hablaremos en un próximo escrito.
Para saber más:
LINDBERG, David, Los inicios de la ciencia occidental. Paidós, 2002.
COUPER, Heather y HENBEST, Nigel. Historia de la Astronomía, Paidós 2009, con prólogo de Arthur C. Clarke.
KUHN, Thomás. La revolución copernicana, Ariel, 1978.
PEREZ, Sedeño E. El rumor de las estrellas. Siglo XXI, 1986.
TATON, René. Historia general de las ciencias. Orbis, 1988.
VARIOS, Científicos griegos. Tomos I y II, Aguilar, 1970.