La Revolución Científica: Galileo, Copérnico y Kepler

Este documento explora las contribuciones fundamentales de Galileo Galilei, Nicolás Copérnico y Johannes Kepler a la Revolución Científica, destacando sus descubrimientos y teorías que transformaron nuestra comprensión del universo.

Galileo Galilei: Un Pionero de la Ciencia Moderna

Galileo Galilei, un italiano cuyo padre deseaba que estudiara medicina, optó por las ciencias. Estudió en las universidades de Florencia, Pisa y Padua. Sus descubrimientos, basados en leyes empíricas, fueron numerosos y variados:

1. Ley del Péndulo

Observando una lámpara, Galileo se percató de que las oscilaciones de la lámpara son isócronas, independientemente del tamaño o la masa. La oscilación de un péndulo solo depende de su longitud.

2. La Caída Libre

Ante la falta de medios para medir el tiempo con precisión, Galileo estudió deslizamientos por el plano inclinado. Al aumentar la inclinación, formuló la ley de la caída libre. Galileo planteó un experimento mental:

Consideremos una bola de plomo y otra más pequeña, con la mitad de la masa. Si se dejan caer, la de mayor masa debería caer antes que la de menor masa. A continuación, unimos ambas esferas con una cadena y las dejamos caer. Si ahora el cuerpo que cae tiene más masa que las dos por separado, debería caer antes que la bola mayor. Pero si consideramos que la bola menor cae más lento que la mayor, debería frenar la caída de la segunda, haciendo que las dos juntas caigan más despacio que la más grande. Esta contradicción demuestra que la hipótesis aristotélica de “más peso, más rápido” es falsa. Todos los cuerpos caen igual, sin importar su masa, y cualquier diferencia se debe únicamente a la resistencia del aire. La altura recorrida es proporcional al cuadrado del tiempo que está cayendo.

3. Observaciones con el Telescopio

En 1609, Galileo se enteró de que en los Países Bajos se había descubierto un instrumento que permitía ver de lejos y que se mantenía en secreto. Comenzó a experimentar con lentes y construyó su propio telescopio, utilizándolo con fines científicos.

Existen dos tipos de telescopios: terrestre y astronómico. El telescopio terrestre posee una lente adicional que invierte la imagen. El telescopio terrestre tiene menos iluminación, pero las imágenes se ven derechas, mientras que los astronómicos tienen más luminosidad, pero la imagen se ve invertida.

Cuando Galileo observó el cielo, descubrió:

• La Luna: Vio que tenía montañas, valles y planicies, a las que llamó mares, descubriendo un mundo paralelo a la Tierra.
• Las Estrellas: Descubrió que había más estrellas de las que se ven a simple vista. Observó la Vía Láctea y descubrió que estaba formada por estrellas, así como cúmulos globulares. La mayoría de las estrellas se ven como un punto luminoso, algunas como discos y otras como manchas borrosas.
• Los Planetas: Descubrió que, a diferencia de las estrellas, se ven como un pequeño círculo (más próximo que la estrella). Venus y Mercurio presentan fases como la Luna (creciente, menguante y llena). Al mirar Júpiter, descubrió sus cuatro satélites principales: Calisto, Io, Ganímedes y Europa (satélites galileanos), los primeros cuerpos celestes que no giraban alrededor de la Tierra, lo que demostraba la falsedad del geocentrismo.
• Anillos de Saturno: Su telescopio tenía poca claridad y solo pudo apreciar una serie de lóbulos a la izquierda y derecha del planeta, lo que le llevó a afirmar que, como el dios griego, Saturno se comía a sus hijos.
• El Sol: Proyectando el disco solar sobre una superficie plana, descubrió que el Sol no es solo una superficie brillante, sino que presenta manchas solares, zonas más oscuras porque brillan menos que el resto. El número de manchas solares varía en un ciclo aproximado de 11 años.

Galileo era copernicano y mantuvo correspondencia con Kepler, aunque no llegó a compartir sus conocimientos hasta su lecho de muerte. Para describir el modelo heliocéntrico, escribió “Diálogo sobre los dos máximos sistemas del mundo” de forma dialogada entre tres personajes, mostrando las pruebas a favor del modelo heliocéntrico. Acusado ante el Papa, fue juzgado y condenado por hereje, pero no hizo caso a la condena. Fue nuevamente condenado y, en su ancianidad, fue obligado a abjurar del heliocentrismo.

Nicolás Copérnico: El Padre del Heliocentrismo

Nicolás Copérnico, polaco, nació en territorio alemán y murió en territorio polaco. Comenzó sus estudios en la Universidad de Cracovia, pero los terminó en Italia. Participó en las guerras de independencia de Polonia y, tras la guerra, participó en el gobierno polaco, encargándose de estabilizar la economía. Publicó el libro “De revolutionibus orbium coelestium” (Sobre las revoluciones de los cuerpos celestes) en 1543.

Modelo Heliocéntrico de Copérnico

En su libro, Copérnico plantea que la Tierra y el universo son esferas, con el Sol en el centro del universo. Por primera vez, se establecen los planetas tal y como los conocemos ahora, cuerpos que orbitan en torno al Sol.

Los planetas tienen un movimiento con tres propiedades:

1. Movimiento perpetuo (eterno): no necesitan una causa para que el movimiento se realice.
2. Uniforme: la velocidad del movimiento de los planetas es constante.
3. Circular: porque la circunferencia es perfecta.

El orden planetario viene determinado por su velocidad en el ciclo: cuanto más lento se mueve el planeta, más lejos del Sol está. El Sol y la Luna no son planetas.

Tipos de movimientos:

• 1° Diurno: la alternancia de día y noche, movimiento de rotación.
• 2° Traslación: alrededor del Sol.
• 3° Mensual: es el movimiento de la Luna.
• 4° Planetario: por lo que algunos planetas lo tienen y otros no.

Tycho Brahe: El Observador Preciso

Tycho Brahe

• Demostró que la hipótesis aristotélica de la inmutabilidad del cielo era falsa al aparecer en el cielo en 1572 una nueva estrella visible todo el año, a la que llamó *stella nova*.
• En 1598 publicó el catálogo de estrellas más preciso antes de la invención del telescopio.
• Realizó diversas observaciones de Marte que permitieron deducir sus leyes a Kepler.
• Propuso un sistema del universo.

Johannes Kepler: Las Leyes del Movimiento Planetario

Las leyes de Kepler

1. Los planetas describen órbitas elípticas alrededor del Sol, estando el Sol en uno de los focos de la elipse. Kepler desechó la teoría de Copérnico de que el movimiento de los astros era circular y propuso que era un movimiento elíptico. Comparando las posibles órbitas con los datos de Brahe, llegó a la conclusión de que la única figura que cuadraba era la elipse.
2. Velocidad areolar: la línea que une el Sol con un planeta barre áreas iguales en tiempos iguales.
3. Permitió determinar la escala del sistema solar: el cuadrado del período de un planeta es proporcional al cubo de su distancia media (T² = k * R³).

El libro “De revolutionibus orbium coelestium” fue incluido en el índice de libros prohibidos de la Iglesia Católica hasta 1835, ya que entraba en contradicción con la Biblia, para la cual es el Sol el que se mueve.