De la Cosmología Antigua a la Física Moderna: Aristóteles, Ptolomeo y Einstein

El Sistema Ptolemaico-Aristotélico: Una Visión del Cosmos Antiguo

El sistema Ptolemaico-Aristotélico se compone del conjunto de teorías de Aristóteles (física y cosmología) y de las teorías de Ptolomeo (astronomía y matemática). Mantuvo su vigencia desde la Antigüedad hasta el siglo XIV, siendo el modelo predominante para comprender el universo.

Características Fundamentales del Modelo

• Modelo Organicista: Se compara con un gran ser vivo en el que las partes tienen sentido a partir de su relación con el todo.
• Geocentrismo: El centro del universo es la Tierra, alrededor de la cual giran todos los demás cuerpos celestes.
• Esferas Concéntricas: Los cuerpos celestes se sitúan en el interior de esferas concéntricas, dotados de un movimiento circular y uniforme. Este modelo distingue dos ámbitos principales:
  • Mundo Sublunar: Comprende la Tierra y se compone de los cuatro elementos clásicos: tierra, agua, fuego y aire. Los elementos tienen un movimiento natural hacia su lugar natural (por ejemplo, la tierra hacia abajo, el fuego hacia arriba). Los cuerpos complejos, por su parte, pueden tener un movimiento violento (forzado).
  • Mundo Supralunar: Comprendía todos los cuerpos celestes, desde la Luna hasta las estrellas fijas. Se creía que estaba compuesto por un quinto elemento, el Éter, que poseía un movimiento circular perfecto e inmutable.

  El comportamiento de los cuerpos terrestres se explicaba de modo distinto al de los cuerpos celestes, reflejando una clara dicotomía en las leyes físicas aplicables a cada ámbito.

• Causalidad Final: Todo ser tiene un fin que cumplir, ya que existe un "motor inmóvil" que atrae al universo por su perfección. Según esta concepción, el universo tiene límites, es decir, es finito.

Declive y Crisis del Sistema

En el siglo XIV, el sistema Ptolemaico-Aristotélico entró definitivamente en crisis, impulsado por nuevas ideas y observaciones:

• Guillermo de Ockham afirmó que el mundo es infinito, desafiando la noción de un universo finito y limitado.
• Nicolás Oresme planteó hipotéticamente el heliocentrismo, una idea que, aunque no fue ampliamente aceptada en su momento, sentó las bases para futuras revoluciones cosmológicas.

La Teoría de la Relatividad de Einstein: Redefiniendo el Espacio y el Tiempo

La Teoría de la Relatividad de Einstein tiene como objetivo describir la estructura y las leyes que rigen el universo a nivel macroscópico, revolucionando nuestra comprensión del espacio, el tiempo, la masa y la energía.

La Teoría Especial de la Relatividad

Fue publicada por Albert Einstein en 1905, basándose en la teoría electromagnética de Maxwell, que definía la naturaleza y la velocidad de la luz. Se aplica a los sistemas inerciales, es decir, aquellos cuerpos que se encuentran en reposo o con un movimiento rectilíneo y uniforme.

Principios Clave y Consecuencias

• Relatividad de la Observación: La observación de un fenómeno no es la misma para observadores en diferentes marcos de referencia, especialmente si uno se mueve a velocidades cercanas a la de la luz.
• Tiempo Relativo: La percepción del tiempo no es la misma para todos los observadores. A diferencia de la física de Newton, donde el espacio y el tiempo eran variables absolutas e independientes, Einstein demostró que se relacionan mutuamente, formando un continuo espacio-tiempo.
• Equivalencia Masa-Energía: La masa es una condensación de la energía, una relación que Einstein formuló en su famosa ecuación E=mc². Por lo tanto, si la masa es una condensación de la energía, la energía es una transformación de la masa.

Reformulación de la Conservación de la Energía

El principio de la termodinámica, que establece que la energía no se crea ni se destruye, sino que se transforma, podría reformularse a la luz de la equivalencia masa-energía del siguiente modo: "La cantidad total de masa y energía en el universo permanece constante."