En esta entrega, repasaremos las investigaciones de Copérnico, Galileo, Brahe y Kepler.

En  su obra maestra, De Revolutionibusorbium Coelestium, Nicolás Copérnico colocó al Sol en el centro del Universo y puso a la Tierra en movimiento, lo cual se puede admirar en la figura de la fotografía de la izquierda tomada de su primera edición de 1543. En la imagen siguiente, un poco más abajo, admiramos su portada. Este libro, con planteamientos contrarios a la literalidad de algunos pasajes de la Biblia, inició la llamada Revolución Científica que abarcaría los siglos XVI y XVII, y cuyas consecuencias son aún hoy reconocibles.

Es posible que el origen de la teoría copernicana haya que buscarlo en la época de su estancia en Padua, Italia, donde pudo llegar a conocer las ideas de algunos autores griegos, por ejemplo, la Teoría Heliocéntrica de Aristarco. Comenzó a trabajar sobre los aspectos cuantitativos de su teoría hacia 1513 y en 1533 la tenía prácticamente terminada. Lo cierto es que el contenido de un primer manuscrito suyo, que circulaba entre sus amigos, llegó a oídos del Papa Clemente VII quien, por sorprendente que parezca, invitó a Copérnico a escribir un libro exponiendo los detalles de su teoría. Así nació en De Revolutionibusorbium Coelestium. Cuenta la historia que en 1543, pocas horas antes de morir, Copérnico pudo tocar un ejemplar de su libro. El éxito de la teoría copernicana se basó en su simpleza - por ejemplo, no era necesario una enorme cantidad de artilugios geométricos para explicar la retrogradación de los planetas-, y en su completitud -ordenaba trivialmente los planetas alrededor del Sol.

Es fácil imaginar que las propuestas de Copérnico eran incompatibles con la astronomía ptolemaica. Además tengamos en cuenta que en la época no había manera de comprobar experimentalmente cual de las dos era la correcta. Hubo que esperar hasta 1609 a que Galileo Galilei mirara por su telescopio y diese las primeras pruebas irrefutables de que “algo iba mal”' en el modelo ptolemaico; y hasta 1838 para que F.W. Bessel lograra medir el paralaje estelar de la estrella 61 Cygni y demostrara la veracidad de la teoría copernicana.

No es de extrañar que ocurriera lo que sobrevino después. Brevemente la historia es la siguiente: Copérnico encargó la publicación de su obra a su discípulo Rethicus, profesor de la Universidad de Witteberg. Debido a las presiones de los protestantes, éste se mudó a Leipzig delegando la publicación en un pastor protestante conocido de Copérnico llamado Osiander, quien finalmente la realizó en Nuremberg, no sin antes incluir un prefacio anónimo donde aclaraba que las hipótesis necesarias para explicar las observaciones, no tenían que ser verdaderas o probables, sino que era suficiente que se correspondieran con éstas, una manera elegante de evitarle problemas a Copérnico y a sí mismo. El primer ataque vino de Lutero y Calvino. Estos advirtieron que en la Biblia, principal libro científico de la época, se expresaba claramente que la Tierra no se mueve y el Sol si. Lutero afirmó: "«algunos han prestado atención a un astrólogo advenedizo que se esfuerza por demostrar que es la Tierra quien gira y no el cielo o el firmamento, el Sol y la Luna [...] Este loco anhela trastocar por completo la ciencia de la astronomía; pero las Sagradas Escrituras nos enseñan que Josué ordenó al Sol, y no a la Tierra, que se parara»". Calvino a su vez sentenció: "«¿quién osará colocar la autoridad de Copérnico por encima de la del Espíritu Santo?»" y no era una pregunta retórica pues años más tarde Calvino quemaba vivo a Miguel Servet por opinar sobre la Santísima Trinidad sin el aval de Espíritu Santo. Gracias a la explicación de Osiander sobre las hipótesis de Copérnico, los protestantes finalmente adoptaron una postura pragmática con el copernicanismo.

Curiosamente el cambio de actitud de éstos a principios del siglo XVII, no salvó a los copernicanos de la ira que empezaría a confesar la Iglesia Católica por las tesis de Copérnico. Aunque los asuntos de Dios no son fáciles de explicar, hubo una serie de razones que justifican el cambio de actitud en la Iglesia católica.  Por ejemplo, para demostrar la inexistencia de la paralaje, Copérnico se vio obligado a aumentar la distancia de la esfera de las estrellas a la Tierra. Ahora bien, si las estrellas no giraban alrededor de la Tierra, ¿por qué han de estar todas a la misma distancia? Y si no hay esfera de las estrellas ¿qué es lo que marca el fin del universo? ¿O es acaso qué no lo tiene? Y si la Tierra es un planeta como los demás ¿no pueden existir acaso otros mundos iguales en otras partes del Universo? Esas posibilidades acabaron con la buena relación entre la Iglesia y los copernicanos, y con la vida de más de uno de ellos -sin dudas el más famoso fue Giordano Bruno que fue quemado vivo-. Así en 1616 la Inquisición dictaminaba: "«La doctrina que asegura que el Sol está inmóvil en el centro del mundo es falsa y absurda, formalmente herética y contraria a las Escrituras...»", con lo cual el  De Revolutionibusorbium Coelestium de Copérnico fue suspendido -hasta una revisión que tardaría cuatro años- y además fue a parar al Índice de libros prohibidos. Véase también como curiosidad, la fila central hacia el centro, donde, destacado en cursiva, aparecen las Crónicas del Rey don Pedro. El libro de Copérnico fue impreso nuevamente en 1620 luego de que se incluyeran varias explicaciones sobre la falsedad de las hipótesis sólo usadas para el cálculo -como ya hemos mencionado- no obstante su autor siguió estando en el Índice algunos años más, como se aprecia en la imagen de la izquierda, en la cual vemos una de sus tantas ediciones, impresa en Sevilla en 1632, abierta por la página donde aparece el nombre de Copérnico: primera columna, cuarta fila empezando desde abajo.

Antes de continuar nuestro paseo virtual debemos detenernos en un libro excepcional: Se trata del primer libro impreso de la historia tras la invención de la imprenta de tipos móviles de Gutenberg: como no podía ser de otra manera, se trata de la Biblia. Al mencionar la Biblia de Gutenberg en el mismo contexto que el De Revolutionibus de Copérnico (ambos compartieron la vitrina en la exposición "real"), se quiere simbolizar la importancia de este primer paso revolucionario que liberó lo científico de la palabra de Dios, de lo religioso pero no de lo ético: la revolución que el libro de Copérnico puso en marcha, propició un espacio de libertad para la ciencia. Es sin duda parte importante, sino fundamental, del legado de las matemáticas. Esta Biblia, en concreto, simboliza además, otra revolución. La belleza y cuidado de su composición, su maravillosa tipografía gótica, separación medida entre las letras de cada palabra y de las palabras entre sí, iniciales preciosamente iluminadas, el uso esporádico de la tinta roja, parecen querer convencernos de que está escrita a mano, como si temiera descubrir la capacidad terriblemente revolucionaria que se agazapa tras tanta perfección: la del artilugio que puede reproducir sin límite, casi sin posibilidad de control, libros y más libros... Hasta 30.000 incunables se calcula que produjeron las imprentas durante sus primeros cincuenta años de existencia. Algunos, como el De Revolutionibus de Copérnico cambiarían el Mundo.

Copérnico se quedó sin embargo corto en su reforma de la astronomía. Mantuvo órbitas circulares y velocidades constantes para el movimiento de los planetas alrededor del Sol. Aunque su teoría era cualitativamente superior a la ptolemaica, nunca superó a ésta en los aspectos cuantitativos: sus cálculos no se ajustaron mejor que aquella. 

Esta diferencia fue más apreciable cuando estuvieron disponibles las magníficas observaciones que el danés Tycho Brahe, el mejor astrónomo de observación que han visto los tiempos, acumuló en la segunda mitad del siglo XVI. Hoy en día sigue sorprendiendo la exactitud de las observaciones que Brahe y sus ayudantes hicieron a simple vista, sin utilizar telescopio, el cual aparecería tiempo después de su muerte. Una de las principales razones de la precisión de sus sorprendentes tablas astronómicas, con un error menor a 2 minutos de arco, fue el uso de magníficos instrumentos de medición, uno de los cuales podemos admirar en la siguiente ilustración, más abajo, a la izquierda, que pertenece a su libro De Mundi Aetheres Recntioribus Phaenomenis... editado en Praga en 1603. 

En 1572 Tycho realizó su primer gran descubrimiento e hizo temblar los cimientos de la cosmología aristotélica: detectó la aparición de una nueva estrella, en realidad una supernova, que al no tener paralaje tenía que estar más allá de Saturno, lo cual era imposible según las hipótesis aristotélicas que establecían que la esfera de las estrellas era inmutable. En 1576 regresó a Dinamarca, su patria, y en la isla de Ven, concedida en propiedad por el rey Federico II, se dedicó a escudriñar el cielo durante 25 años hasta que, por sus excesos, el joven Rey Christian IV le echó de la isla. Tycho era enemigo acérrimo del copernicanismo, y finalmente decidió publicar su propio modelo en 1578; estaba a medio camino entre el ptolemaico y el copernicano como podemos apreciar a la izquierda, en el grabado tomado de la Opera Omnia... editado en Frankfort en 1648. Tras su expulsión de la isla de Ver, Brahe se refugió en el castillo de Benatek cerca de Praga. Fue alli donde se puso en contacto con Johannes Kepler, quien había conocido el copernicanismo en la Universidad de Tubinga.

Al parecer Kepler lo entendió muy bien pues poco después en 1596 redactó su Misterium Cosmographicum donde en el primer capítulo explicó magistralmente por qué el sistema de Copérnico era preferible al de Ptolomeo. Después de un planteamiento platónico-pitagórico extremo, Kepler distribuye los planetas según los cinco poliedros regulares: Saturno, cubo; Júpiter, tetraedro; Marte, dodecaedro; Tierra, icosaedro; Venus, octaedro y Mercurio. Años más tarde le puso música: la música de las esferas, aunque sólo era una forma muy original de buscar analogías entre las órbitas planetarias. Kepler envió a Brahe una copia de su Misterium Cosmographicum gracias a lo cual fue invitado al castillo de Benatek. Tras la muerte de Tycho Brahe, Kepler ocupó el puesto de matemático imperial, aunque ganaba mucho menos que el danés, cuando lograba que le pagasen. Tras largos problemas con los herederos de Brahe, logró conseguir una copia de sus observaciones, las cuales le habían sido retaceadas en vida de éste, en parte por temor de que Kepler las usara para afianzar el sistema copernicano en desmedro del suyo propio. Luego de tener en su poder los mejores datos astronómicos del momento, Kepler comenzó a buscar un buen modelo de círculos para explicar el movimiento de los planetas -recordemos que justo en las cuestiones cuantitativas era donde fallaba el sistema de Copérnico-. Tras arduos intentos, Kepler se convenció de que no había manera de cuadrar los datos experimentales de Brahe con ninguna composición de círculos imaginable, así que comenzó la búsqueda de otras figuras geométricas. Finalmente y casi por accidente, dedujo que podía reconciliar teoría y práctica usando dos leyes muy sencillas:

1- los planetas se mueven en órbitas elípticas con el Sol situado en uno de sus focos.

2- los planetas se mueven con una velocidad tal que el segmento que une el planeta con el Sol, recorre áreas iguales en tiempos iguales.

Así las describe Kepler para Marte en su Astronomía Nova... de 1609, de cuya primera edición de 1696 admiramos una foto con la página donde Kepler establece la órbita elíptica de Marte. Pero Kepler fue más allá; destrozando completamente el modelo ptolemaico, afirmó que la causa de todos los movimientos celestes era el Sol. En consecuencia, era necesario desarrollar una nueva cosmología. Yendo aún más lejos, afirmó que debía existir una fuerza motriz que mantenía a los planetas en sus órbitas y que ésta debía decrecer con la distancia. A modo de aclaración diremos que Kepler dotó a su fuerza de una naturaleza magnética y nunca la consideró de atracción.

Para concluir con este gigante, según palabras de Newton, admiremos a la derecha, un grabado de la trayectoria del cometa de 1607 -que es hoy nuestro buen conocido cometa de Halley- que Kepler erróneamente supuso recta, tal y como aparece en su De Cometis Libelli tres ... de 1619. 

Fuente: http://euler.us.es/~libros/astronomia.html 

Prof. Marta Santos