1. Las culturas antiguas observaron el cielo
Los cielos nocturnos son naturalmente oscuros y no hubo contaminación lumínica en la antigüedad. Entonces, si el clima lo permite, puede ver fácilmente muchas estrellas. No es necesario contar sobre el Sol y la Luna.
Los antiguos tenían buenas razones para estudiar los cielos nocturnos. En muchas culturas y civilizaciones, se percibía que las estrellas (y también el Sol y la Luna) tenían un significado religioso, legendario, premonitorio o mágico (astrología), por lo que mucha gente estaba interesada en ellas. No pasó mucho tiempo para que alguien (en realidad muchas personas diferentes independientemente en muchas partes del mundo) viera algunos patrones útiles en las estrellas que serían útiles para la navegación, la localización, el conteo de horas, el conteo de días y los días relacionados con las estaciones. , etc. Y, por supuesto, esos patrones en las estrellas también estaban relacionados con el Sol y la Luna.
Entonces, seguramente todas las culturas antiguas tenían personas que dedicaban muchas noches de sus vidas a estudiar las estrellas en detalle desde la edad de piedra. También percibirían meteoritos (estrellas fugaces) y eclipses. Y a veces un cometa muy raro y espetacular.
Luego están los planetas Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. Es bastante fácil notar que son distintas de las estrellas porque todas las estrellas parecen estar fijas en la esfera celeste, pero los planetas no. Es muy fácil notar que deambulan por el cielo con el paso de los días, especialmente para Venus, que es la "estrella" más brillante en el cielo y también es un vagabundo formidable. Dado todo eso, los pueblos antiguos seguramente se vuelven muy conscientes de esos cinco planetas.
Sobre Mercurio, inicialmente los griegos pensaban que Mercurio eran dos cuerpos, uno que aparecía solo por la mañana unas horas antes del amanecer y otro solo unas pocas horas después del atardecer. Sin embargo, pronto descubrieron que, de hecho, era solo un cuerpo, porque uno u otro (o ninguno) se podía ver en un día determinado y la posición calculada del cuerpo invisible siempre coincidía con la posición del cuerpo visto.
2. La tierra parece ser redonda
Ahora, fuera de la edad de piedra, ya en la antigüedad, los navegantes y comerciantes que recorrieron grandes distancias percibieron que el sol naciente y los puntos de ajuste podrían variar no solo debido a la variación estacional, sino también en función de la ubicación. Además, la distancia desde la estrella polar a la línea del horizonte también varía según la ubicación. Este hecho denuncia la existencia del concepto hoy en día conocido como latitud, y esto fue percibido por antiguos astrónomos en lugares como Grecia, Egipto, Mesopotamia y China.
Los astrónomos y las personas que dependen de la astronomía (como los navegadores) se preguntarían por qué variaba la distancia desde la estrella polar hasta el horizonte, y una posibilidad es que se deba a que la Tierra sería redonda. Además, el registro de diferentes ángulos del Sol en diferentes lugares del mundo en un mismo día y en una misma hora, también da una pista de que la Tierra es redonda. La sombra en la Luna durante un eclipse lunar también da una pista de que la Tierra es redonda. Sin embargo, esto por sí solo no es una prueba de que la Tierra es redonda, por lo que la mayoría de las personas apostaría por otra cosa más simple, o simplemente no se preocuparía por este fenómeno.
La mayoría de las culturas en la antigüedad suponían que el mundo era plano. Sin embargo, la idea de que el mundo sea redondo existe desde la antigua Grecia. Contrariamente al concepto erróneo moderno y popular, en la Edad Media, casi ninguna persona educada en el mundo occidental pensaba que el mundo era plano .
Sobre el tamaño de la Tierra, al observar diferentes posiciones del Sol y ángulos de sombra en diferentes partes del mundo, Erasthotenes en la antigua Grecia calculó el tamaño de la Tierra y la distancia entre la Tierra y el Sol correctamente por primera vez en el siglo III a. C. Sin embargo, debido a la confusión acerca de todas las medidas unitarias diferentes e inconsistentes existentes en ese entonces y la dificultad de estimar con precisión las largas distancias terrestres y marítimas, la confusión y la imprecisión persistieron hasta los tiempos modernos.
Las culturas antiguas también descubrieron que la parte brillante de la Luna estaba iluminada por el Sol. Dado que la Luna Llena se ve fácilmente incluso a medianoche, esto implica que la Tierra no es infinita. El hecho de que la Luna entre en una sombra redondeada cuando está exactamente en el lado opuesto del cielo como el Sol también implica que es la sombra de la Tierra en la Luna. Esto también implica que la Tierra es significativamente más grande que la Luna.
3. Geocentrismo
Entonces, la gente observó el Sol, la Luna, Mercurio, Venus, Marte, Júpiter, Saturno y la esfera fija de estrellas que giran alrededor del cielo. Naturalmente, pensaron que la Tierra sería el centro del universo y que todos esos cuerpos giraban alrededor de la Tierra. Esto culminó con el trabajo del filósofo Claudio Ptolomeo sobre el geocentrismo .
Aunque ahora sabemos que el modelo geocéntrico ptolomaico es fundamentalmente incorrecto, podría usarse para calcular la posición de los planetas, el Sol, la Luna y la esfera celeste de las estrellas, con una precisión algo aceptable en ese momento. Incluía la observación de las variaciones de velocidad de los planetas, los movimientos retrógrados y también el acoplamiento de Mercurio y Venus al Sol, para que nunca se alejaran mucho de él. Además, según la velocidad del movimiento de esos cuerpos en el cielo, el universo debería ser algo así como:
- Tierra en el centro.
- Luna orbitando la Tierra.
- Mercurio orbitando la Tierra más lejos que la Luna.
- Venus orbitando la Tierra más lejos que Mercurio.
- Sol orbitando la Tierra más lejos que Venus.
- Marte orbitando la Tierra más lejos que el Sol.
- Júpiter orbitando la Tierra más lejos que Marte.
- Saturno orbitando la Tierra más lejos que Júpiter.
- La esfera celestial de las estrellas girando alrededor de la Tierra, siendo la esfera más externa.
De hecho, el modelo ptolomaico es un modelo muy complicado, mucho más complicado que los modelos copernico, kepleriano y newtoniano. En particular, esto podría compararse con los softwares que se basan en conceptos gravemente defectuosos, pero que todavía funcionan debido a una gran cantidad de trucos y errores complejos, enredados e inexplicables que existen solo por hacer que la cosa funcione.
4. El descubrimiento de las Américas.
Marco Polo , en los últimos años de los años 1200, fue el primer europeo en viajar a China y regresar y dejar una crónica detallada de su experiencia. Por lo tanto, podría aportar a los europeos un gran conocimiento sobre lo que existía en Asia central, el este de Asia, las Indias, China, Mongolia e incluso Japón. Antes de Marco Polo, los europeos sabían muy poco sobre lo que existía allí. Esto inspiró enormemente a los cartógrafos, filósofos, políticos y navegantes europeos en los años venideros.
Portugal y España libran una guerra de siglos contra los moros invasores en la Península Ibérica . Los moros finalmente fueron expulsados en 1492. Los dos estados buscaban algo rentable después de tantos años de guerra. Desde que Portugal terminó su parte de la guerra primero, tuvo una ventaja y fue a explorar los mares primero. Tanto Portugal como España estaban tratando de encontrar una ruta de navegación para llegar a las Indias y China con el fin de comercializar especias y seda altamente rentables. Esas tierras ya no podían ser comercializadas de manera eficiente debido al hecho de que las tierras de Asia occidental y África del Norte estaban dominadas por culturas musulmanas hostiles a los europeos cristianos, una situación que empeoró después de la caída de Constantinopla en 1453.
Portugal colonizaba las fronteras atlánticas de África y finalmente lograron llegar al Cabo de Buena Esperanza en 1488 (con Bartolomeu Dias ).
Un navegador genovés llamado Cristoforo Colombo creía que si navegaba hacia el oeste desde Europa, eventualmente podría llegar a las Indias desde el lado este. Inspirado por Marco Polo y subestimando el tamaño de la Tierra, estimó que la distancia entre las Islas Canarias y Japón sería de 3700 km (de hecho, es de 12500 km). La mayoría de los navegantes no se aventurarían en ese viaje porque (con razón) pensaban que la Tierra era más grande que eso.
Colombo intentó convencer al rey de Portugal para que financiara su viaje en 1485, pero después de presentar la propuesta a los expertos, el rey la rechazó porque la distancia estimada del viaje era demasiado baja. España, sin embargo, después de expulsar a los moros en 1492, fue convencido por él. La idea de Colombo era descabellada, pero, después de siglos de guerras con los musulmanes, si eso funcionaba, España podría obtener ganancias rápidamente. Entonces, el rey español aprobó la idea. Y solo unos meses después de expulsar a los moros, España envió a Colombo a navegar hacia el oeste hacia el Atlántico y luego llegó a la isla La Española en América Central. Después de regresar, las noticias sobre el descubrimiento de tierras en el otro lado del Atlántico se extendieron rápidamente.
Portugal y España dividieron el mundo por el Tratado de Tordesillas en 1494. En 1497, Amerigo Vespucci llegó a América continental.
Portugal no se quedaría atrás, lograron navegar por África para llegar a las Indias en 1498 (con Vasco da Gama ). Y enviaron a Pedro Álvares Cabral , quien llegó al Brasil en 1500 antes de cruzar el Atlántico para regresar a las Indias.
Después de eso, Portugal y España rápidamente comenzaron a explorar las Américas y finalmente las colonizaron. Francia, Inglaterra y los Países Bajos también llegaron a América algún tiempo después.
5. La tierra es redonda
Después, los españoles descubrieron y se establecieron en las Américas (y el plan de Colombo, de hecho, no funcionó). La pregunta de si era posible navegar alrededor del globo para llegar a las Indias desde el lado este seguía abierta y los españoles aún estaban interesados en ello. Finalmente descubrieron el Océano Pacífico después de cruzar los Ishtums de Panamá por tierra en 1513.
Ansiosa por encontrar una ruta marítima alrededor del mundo, la corona española financió una expedición liderada por el portugués Fernão de Magalhães (o Magellan como su nombre fue traducido al inglés) para intentar dar la vuelta al mundo. Magallanes era un navegante experimentado, y había llegado a lo que hoy es Malasia viajando por el Océano Índico antes. Partieron de España el 20 de septiembre de 1519. Fue un viaje largo y aunque costó la vida de la mayoría de la tripulación. El propio Magallanes no sobrevivió, ya que murió en una batalla en Filipinas en 1521. Al menos, vivió lo suficiente como para darse cuenta de que, de hecho, llegaron a Asia oriental viajando por el mundo hacia el oeste, lo que también demuestra que la Tierra es redonda. .
El viaje fue finalmente completado por el liderazgo de Juan Sebatián Elcano , uno de los tripulantes de Magallanes. Llegaron a España a través de los océanos Índico y Atlántico el 6 de septiembre de 1522 después de viajar durante casi tres años una distancia de 81449 km.
6. Heliocentrismo
Hubo algunas teorías heliocéntricas o híbridas geo-heliocéntricas en la antigüedad. Notablemente por el filósofo griego Filolao en el siglo quinto antes de Cristo. Por Martianus Capella alrededor de los años 410 a 420. Y por Aristarco de Samos alrededor del 370 a. C. Esos modelos intentaron explicar el movimiento de las estrellas como la rotación de la Tierra y la posición de los planetas, especialmente Mercurio y Venus como traslación alrededor del Sol. Sin embargo, esos primeros modelos eran demasiado imprecisos y defectuosos para funcionar adecuadamente, y el modelo ptolomaico seguía siendo el modelo con la mejor predicción de las posiciones de los cuerpos celestes.
La idea de que la Tierra gira era mucho menos revolucionaria que el heliocentrismo, pero ya era más o menos aceptada con reticencia en la Edad Media . Esto sucede porque si las estrellas giraran alrededor de la Tierra, tendrían que hacerlo a una velocidad asombrosa, arrastrando al Sol, la Luna y los planetas con ella, por lo que sería más fácil si la Tierra girara. La gente estaba incómoda con esta idea, pero todavía la aceptaban, y esto se hizo más fácil de aceptar después de que la esfericidad de la Tierra fuera un concepto establecido.
En los primeros años de los años 1500, mientras los portugueses y españoles navegaban por el mundo, un astrónomo y astrónomo polaco y muy hábil llamado Nikolaus KopernikusLlevamos algunos años pensando en la mecánica de los cuerpos celestes. Después de algunos años haciendo cálculos y observaciones, creó un modelo de órbitas circulares de los planetas alrededor del Sol y percibió que su modelo era mucho más simple que el modelo geocéntrico ptolomático y era al menos igual de preciso. Su modelo también presenta una Tierra giratoria y estrellas fijas. Además, su modelo implicaba que el Sol era mucho más grande que la Tierra, algo que ya se sospechaba fuertemente en ese momento debido a cálculos y mediciones, y también implicaba que Júpiter y Saturno eran varias veces más grandes que la Tierra, por lo que la Tierra definitivamente sería un planeta. al igual que los otros cinco planetas conocidos entonces. Esto podría verse como el nacimiento del modelo hoy conocido como Sistema Solar.
Temiendo la persecución y las duras críticas, evitó publicar muchas de sus obras, enviando manuscritos solo a sus conocidos más cercanos, sin embargo, sus obras finalmente se filtraron y estaba convencido de permitir su publicación completa de todos modos. La leyenda dice que fue presentado a su trabajo finalmente publicado en su totalidad el mismo día que murió en 1543, para que pudiera morir en paz.
Hubo un acalorado debate entre partidarios y opositores de la teoría heliocéntrica de Copérnico a mediados de los años 1500. Un argumento a favor de la oposición fue que no se podían observar paralaje de estrellas, lo que implicaba que el modelo heliocéntrico estaba equivocado o que las estrellas estaban muy muy lejos y que muchas de ellas serían incluso más grandes que el Sol, lo que parecía una idea loca. en el momento.
Tycho Brache , que no aceptaba el heliocentrismo, en los últimos años de los años 1500 intentó salvar el geocentrismo con un modelo geo-heliocéntrico híbrido que presentaba los cinco planetas celestiales que orbitaban el Sol mientras el Sol y la Luna orbitaban la Tierra. Sin embargo, también publicó una teoría que predecía mejor la posición de la Luna. Además, en este momento, la observación de algunas supernovas mostró que la esfera celestial de las estrellas no era exactamente inmutable.
En 1600, el astrónomo William Gilbert proporcionó un fuerte argumento para la rotación de la Tierra, al estudiar imanes y brújulas, pudo demostrar que la Tierra era magnética, lo que podría explicarse por la presencia de enormes cantidades de hierro en su núcleo.
7. Con telescopios
Todo lo que escribí anteriormente sucedió sin telescopios, solo mediante el uso de observaciones y mediciones a simple vista en todo el mundo. Ahora, agregue incluso algunos telescopios pequeños y las cosas cambian rápidamente.
Los primeros telescopios fueron inventados en 1608 . En 1609, el astrónomo Galieu Galilei se enteró de eso y construyó su propio telescopio. En enero de 1610, Galieu Galilei , usando un pequeño telescopio, observó cuatro cuerpos pequeños orbitando Júpiter a diferentes distancias, descubriendo que eran las "lunas" de Júpiter, también podía predecir y calcular sus posiciones a lo largo de sus órbitas. Algunos meses después, también observó que Venus tenía fases como se ve desde la Tierra. También observó los anillos de Saturno, pero su telescopio no era lo suficientemente poderoso como para resolverlos como anillos, y pensó que eran dos lunas. Estas observaciones fueron incompatibles con el modelo geocéntrico.
Un contemporáneo de Galilei, Johannes Kepler , trabajando en el modelo heliocéntrico de Copérnico y haciendo muchos cálculos, para explicar las diferentes velocidades orbitales, creó un modelo heliocéntrico donde los planetas orbitan al Sol en órbitas elípticas con uno de los focos de la elipse en el sol. Sus obras fueron publicadas en 1609 y 1619. También sugirió que las mareas fueron causadas por el movimiento de la Luna, aunque Galilei se mostró escéptico al respecto. Sus leyes predijeron un tránsito de Mercurio en 1631 y de Venus en 1639, y de hecho se observó dicho tránsito. Sin embargo, no se pudo ver un tránsito previsto de Venus en 1631 debido a la imprecisión en los cálculos y al hecho de que no era visible en gran parte de Europa.
En 1650 se observó la primera estrella doble . Más adelante en los años 1600, los anillos de Saturno se resolvieron mediante el uso de mejores telescopios por Robert Hooke , quien también observó una estrella doble en 1664 y desarrolló microscopios para observar estructuras celulares. A partir de ellos, se descubrió que muchas estrellas eran dobles. En 1655, se descubrió a Titán en órbita alrededor de Saturno, poniendo más confianza en el modelo heliocéntrico. Más cuatro lunas de Saturno fueron descubiertas entre 1671 y 1684.
8. Gravitación
El heliocentrismo fue razonablemente bien aceptado a mediados del siglo XVII, pero la gente no se sentía cómoda con él. ¿Por qué los planetas orbitan el Sol después de todo? ¿Por qué la Luna orbita la Tierra? ¿Por qué Júpiter y Saturno tenían lunas? Aunque la mecánica kepleriana podía predecir su movimiento, todavía no estaba claro cuál era la razón que los hacía moverse de esa manera.
En 1687, Isaac Newton, uno de los físicos y matemáticos más brillantes que jamás haya existido (aunque también fue un perseguidor implacable de sus oponentes), proporcionó la teoría gravitacional (basada en el trabajo previo de Robert Hooke). Las ideas para la teoría de la gravitación y la ley del cuadrado inverso ya se desarrollaron en la década de 1670, pero pudo publicar una teoría muy simple y clara para la gravitación, muy bien fundamentada en física y matemáticas, y explicó los movimientos de los cuerpos celestes con una gran precisión, incluidos los cometas. También explicó por qué los planetas, la Luna y el Sol son esféricos, explicó las mareas y también sirvió para explicar por qué las cosas caen al suelo. Esto hizo que el heliocentrismo fuera definitivamente ampliamente aceptado.
Además, la ley gravitacional de Newton predijo que la rotación de la Tierra lo haría no exactamente esférico, sino un poco elipsoidal por un factor de 1: 230. Algo que estuvo de acuerdo con las medidas realizadas con péndulos en 1673.
9. ¿Qué son las estrellas y el Sistema Solar después de todo?
A principios de 1700, Edmund Halley , que ya conocía las leyes newtonianas (era contemporáneo de Newton) percibió que los cometas que pasaban cerca de la Tierra eventualmente regresarían, y descubrió que había un caso particular de avistamientos cada 76 años, para que pudiera Tenga en cuenta que esos cometas en realidad eran todos el mismo cometa, que se llama después de él.
El único problema que quedaba con el modelo heliocéntrico era la falta de observación de paralaje a las estrellas. Y nadie sabía con certeza cuáles eran las estrellas. Sin embargo, si de hecho son cuerpos muy distantes, la mayoría de ellos serían mucho más grandes que el Sol. En la primera mitad de la década de 1700, tratando de observar paralaje, James Bradley percibió fenómenos como la aberración de la luz y la nutación de la Tierra, y esos fenómenos también proporcionan una forma de calcular la velocidad de la luz. Pero la observación del paralaje siguió siendo un desafío durante la década de 1700.
En 1781, Urano fue descubierto orbitando el Sol más allá de Saturno. Aunque apenas visible a simple vista en los cielos más oscuros, era tan tenue que escapó de la observación de los astrónomos hasta entonces, y así se descubrió con un telescopio. Los primeros asteroides también se descubrieron a principios de 1800. La investigación sobre perturbaciones en la órbita de Urano debido al movimiento newtoniano y kepleriano predicho finalmente condujo al descubrimiento de Neptuno en 1846.
En 1838, el astrónomo Friedrich Wilhelm Bessel, que midió la posición de más de 50000 estrellas con la mayor precisión posible, finalmente pudo medir con éxito la paralaje de la estrella 61 Cygni, lo que demostró que las estrellas eran en realidad cuerpos muy distantes y que muchos de ellos De hecho, eran más grandes que el Sol. Esto también demuestra que el Sol es una estrella. A Vega y Alpha Centauri también se les midió con éxito sus paralaje en 1838. Además, esas mediciones permitieron estimar que la distancia entre esas estrellas y el Sistema Solar sería del orden de muchos billones de kilómetros, o varios años luz.