Leyes de kepler y Newton

Es un universo teleológico (finalístico)
, todo tiende a un fin: los seres inertes a moverse hacia su lugar natural, los seres vivos a desarrollar sus potencialidades (funciones de su alma).

1.1.2 Modificaciones introducidas por Ptolomeo

Según la teoría de Aristóteles, los astros sólo pueden describir movimientos circulares y uniformes, pero esto no es lo que se observa desde la Tierra, pues los planetas parecen retroceder a veces para después seguir avanzando, describiendo una trayectoria en forma de bucle (movimiento retrógrado)
.
Para poder explicar lo observado manteniendo el movimiento circular y uniforme, Ptolomeo (S. II) ideó el siguiente procedimiento, que consideró como un artificio matemático:

a) Cada planeta se desplaza hacia el Este con velocidad constante a lo largo de una circunferencia llamada epiciclo.

El centro del epiciclo se desplaza a su vez con velocidad constante a lo largo de otra circunferencia mayor, llamada deferente, alrededor de la Tierra.
b) Desde la Tierra se observa un movimiento del planeta en forma de bucle, como consecuencia de esa combinación de movimientos circulares y uniformes.


1.2. CONCEPCIÓN DEL UNIVERSO MODERNO O NEWTONIANO
La nueva imagen del universo va a ir siendo gestada por los astrónomos Nícolás Copérnico, J. Képler y Galileo Galilei, culminando con Newton.

1.2.1.Nícolás Copérnico (1473-1543)
Defendíó una imagen heliocéntrica del universo: el sol, inmóvil, ocupa el centro, y alrededor de él, con movimiento circular y uniforme, giran Mercurio, Venus, la Tierra (alrededor de ésta la Luna), Marte, Júpiter, Saturno y esfera de estrellas fijas.
La Tierra posee, no sólo movimiento de traslación, sino de rotación sobre su propio eje.
La esfera de estrellas fijas es inmóvil y está más alejada de lo que se pensaba.

A pesar de estas innovaciones, siguió aceptando que:

  • El universo era finito y esférico.
  • El movimiento de los astros, circular y uniforme.
  • La regíón sublunar, distinta de la supralunar.

La ventaja fundamental del sistema de Copérnico consistía en su mayor simplicidad, especialmente en la explicación del movimiento retrógrado de los planetas: cuando se ve retrogradar un planeta, no es que éste cambie el sentido de su marcha, sino que la Tierra, desde la cual lo observamos, lo adelanta o es adelantada por el planeta, debido a la diferente amplitud de su órbita y, por eso, parece que aquél vaya hacia atrás.

Los inconvenientes de este sistema se concretaron en una serie de objeciones:
aLas basadas en el sentido común:
Nuestros ojos nos indican que es el sol el que se mueve, no la Tierra. Además, no tenemos ninguna sensación de movimiento.

BDificultades de orden religioso


¿Cómo es posible que el hombre, rey de la creación, no esté en el centro del universo ? Los protestantes recurrían a pasajes bíblicos para refutar a Copérnico.

CObjeciones de tipo científico



1) Si la Tierra tuviese un movimiento de rotación, la fuerza centrífuga haría que estallase en pedazos, y los edificios saldrían disparados.
2) Si la Tierra se moviese por el espacio, todo lo que no está en contacto con ella (pájaros, nubes, etc.) quedaría atrás.
En aquellos momentos no había pruebas definitivas en favor de una u otra teoría. Copérnico temíó el alboroto que iba a promover su sistema, por lo que retrasó la publicación de su obra fundamental (Sobre las revoluciones de los orbes celestes) al momento de su muerte, 1543. Además, el editor de la obra, A. Osiander, sin el consentimiento del autor, la prologó diciendo que el sistema de Copérnico se presentaba como un artificio matemático, con un carácter meramente hipotético.

1.2.1. Johannes Képler (1571-1630).
Nacido en Stuttgart, fue alumno del danés TychoBrahe. Tycho hizo una cuidadosa descripción de los movimientos planetarios, en especial de Marte, que servirán a Kepler para realizar sus descubrimientos.
La contribución de Kepler a la destrucción del sistema aristotélico-ptolemaico se centra en sus tres famosas leyes, las dos primeras formuladas en su obra Nueva astronomía y la tercera en Armónías del mundo.
aPrimera ley:
Los planetas recorren órbitas elípticas, estando situado el sol en uno de los focos de la elipse (la llamada ley de las órbitas).
Con esta ley echaba por tierra un principio básico del sistema aristotélico-ptolemaico: el carácter circular de las órbitas celestes.
bSegunda ley:
Los radios vectores que unen cada planeta con el sol barren áreas iguales en tiempos iguales (ley de las áreas).
Según esta ley, los planetas se mueven con velocidades no constantes, con lo cual se derribaba otro principio fundamental de la antigua concepción: la uniformidad del movimiento.


Entre la filosofía medieval y la filosofía moderna se sitúa el Renacimiento, periodo de transición que abarca los siglos XV y XVI, y en el que destaca fundamentalmente el desarrollo de la ciencia.

Nace en este periodo un nuevo concepto de ciencia (episteme):
Hasta este momento, se venía entendiendo como un conocimiento verdadero basado en razones que justifiquen su verdad (Platón, Aristóteles…).
A partir de ahora, se entenderá como conocimiento cuya verdad pueda ser demostrada recurriendo a la experiencia (a la observación y/o experimentación).

La ciencia moderna se desarrolla fundamentalmente en los ámbitos de la física y de la astronomía (junto con las matemáticas) en una constante revisión y refutación de la imagen del universo y de la física aristotélicas.
Veremos a continuación la concepción del universo aristotélico que perdura durante toda la Edad Media y después la nueva imagen del universo por la que será sustituida. Este cambio fue considerado como una revolución científica, denominada Revolución Copernicana.

Se refiere a la imagen del universo de Aristóteles junto con las modificaciones (artificios matemáticos) que introduce Ptolomeo (S. II) para poder dar cuenta de algunos fenómenos, tales como el movimiento retrógrado de los planetas, manteniendo los principios básicos de Aristóteles (movimiento circular y uniforme).

1.1.1. El universo aristotélico

El universo aristotélico es geocéntrico (Tierra fija en el centro),esférico, finito y completamente lleno, con dos regiones diferenciadas:

A) Regíón sublunar o terrestre (hasta la esfera de la luna):

  • Constituida por cuatro elementos: tierra, agua, aire y fuego. Dispuestos de modo natural, la tierra en el centro del universo, por encima el agua, después el aire y luego el fuego.
  • Estos elementos se hallan mezclados formando los diversas sustancias, que tienden a moverse hacia el lugar natural del elemento que predomina en ellas (movimiento vertical, el úniconatural de esta regíón); cualquier otro movimiento será violento.
  • Es un mundo imperfecto, en el que se da generación, corrupción y todo tipo de cambios.

B) Regíón supralunar o celeste (por encima de la anterior):

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Hecho de un material incorruptible, el éter o quintaesencia. Formado por las esferas de la Luna, Mercurio, Venus, Sol, Marte, Júpiter, Saturno y esfera de las estrellas fijas. Es un mundo perfecto, no hay generación ni corrupción, el único movimiento que se da es el circular uniforme (natural).