Entendiendo la Revolución Copernicana: Impacto en Astronomía, Física y Cosmología

Revolución Copernicana: Un Cambio de Paradigma en la Ciencia

La Revolución Copernicana explica los movimientos de las estrellas, el sol, la luna y los planetas partiendo de la base de que la Tierra gira alrededor del sol. Este modelo planteaba problemas a resolver desde la astronomía (enfocada en predecir y describir matemáticamente los cambios de posiciones de los astros), la física (que se ocupaba del cambio de los movimientos de los objetos en la Tierra) y la cosmología (que busca presentar una imagen del universo).

• Copérnico consideraba al cosmos como finito, limitado, constante, sujeto a movimiento, circular, uniforme y estático en su totalidad.

Fenómenos Celestes Según Copérnico

Los fenómenos celestes incluyen:

• El día y la noche: Causados por la rotación de la Tierra.
• Posición de estrellas y constelaciones: Se mueven formando círculos de este a oeste.
• Movimientos del sol: Diferencian el día y la noche, varían la visibilidad de las estrellas en la Tierra. El solsticio de verano (el sol está más cerca del hemisferio sur, los días son más largos y la temperatura es más alta) y el solsticio de invierno (opuesto al verano). El equinoccio ocurre en otoño o primavera, dependiendo del hemisferio; el sol está en el ecuador y el día y la noche duran casi lo mismo.
• Movimientos lunares: La luna presenta fases que ocurren cíclica y mensualmente y dependen de las posiciones de la Tierra, el sol y la luna.
• Movimientos planetarios: Cada planeta tiene su propio ciclo y muestra un fenómeno llamado retrogradación (el ciclo no se da a una velocidad constante).

Modelos del Universo: Geocéntrico vs. Heliocéntrico

• Modelo geocéntrico: La Tierra está quieta en el centro de nuestro sistema planetario, siendo el punto de referencia de los demás cuerpos (sol, estrellas, luna).
• Modelo heliocéntrico: El punto de referencia es el sol, es decir, el cuerpo quieto, y todos los otros cuerpos se mueven alrededor de él.

La Ciencia Aristotélica

Para Aristóteles, el mundo consistía en una esfera cuyos límites externos coincidían con el espacio (las estrellas, el sol, la luna y los planetas estaban fijos en esferas transparentes superpuestas; fuera de la esfera no había nada). El universo estaba dividido en dos:

• Mundo sublunar: Todo lo que hay entre la luna y el centro de la Tierra. La materia de este mundo está compuesta por cuatro elementos: agua, aire, fuego y tierra.
• Mundo supralunar: La esfera lunar y todo lo que está fuera de ella.

Los movimientos naturales, por ejemplo, la Tierra se encuentra ubicada en el centro del universo, está ubicada en su lugar natural. El movimiento natural del ámbito supralunar es circular, eterno, recurrente y predecible. Los movimientos violentos o forzados implican la intervención de una fuerza exterior.

Copérnico está de acuerdo con sus predecesores en que: el movimiento era esférico y esa era la forma de la Tierra y demás astros; los movimientos eran circulares y uniformes. Argumenta a favor del movimiento de la Tierra y establece que los cuerpos celestes, al tener la misma forma, les conviene tener el mismo movimiento, y cambia el centro del universo por el centro de cada planeta.

Contribuciones de Kepler

Kepler resolvió el problema de los planetas a favor de Copérnico, rompiendo con las ideas de movimientos circulares y velocidades uniformes.

• Primera ley: Los planetas se mueven en órbitas de forma elíptica, estando el sol en uno de sus focos.
• Segunda ley: Pone en cuestión la velocidad constante de los planetas. Los planetas no van a velocidad constante, sino que barren áreas iguales de la elipse en tiempos iguales.
• Tercera ley: Vinculaba los periodos de los planetas con la distancia al sol (cuanto tardan en dar la vuelta al sol; los más lejanos se mueven más lentos y los más cercanos más rápidos).

El Legado de Galileo

Galileo cuestionó a Aristóteles. Los astros no son estables ni eternos, no son esferas perfectas (descubrió montañas y valles en la luna) ni el sol es uniforme. Hay muchos centros y el cosmos es mucho más grande; muchas estrellas se vieron en el telescopio. El principio de relatividad del movimiento establece que la quietud y la movilidad de la Tierra eran indistinguibles desde el punto de vista físico.

Las Leyes de Newton

Newton propuso tres leyes:

• Primera ley de inercia: Principio de relatividad del movimiento.
• Segunda ley de acción y reacción: A ejerce una fuerza sobre B, una fuerza de igual magnitud pero de sentido opuesto desde B hacia A.
• Tercera ley: "Ley de la fuerza": la fuerza se ejerce en un cambio en la velocidad de los cuerpos.