Evolución de los Modelos del Universo: Del Geocentrismo al Heliocentrismo

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1. Modelos geocéntricos

La Tierra es el centro del universo.

1.1. El universo de Aristóteles

Aristóteles concibió el universo como un sistema geocéntrico basado en los siguientes principios:

  • La Tierra, esférica e inmóvil, es el centro del universo. El universo es finito y esférico.
  • Los astros giran alrededor de la Tierra en esferas perfectas.
  • La Luna ocupa la primera de las esferas.
  • Las estrellas fijas ocupan la última esfera y mantienen sus posiciones relativas girando unidas por el cielo.
  • No existen los espacios vacíos entre esferas. Todo está relleno de éter (gas).
  • El mundo sublunar está formado por tierra, agua, aire y fuego.

1.2. El universo de Ptolomeo

El modelo ptolemaico se basaba en las siguientes ideas:

  • Los planetas describían pequeñas órbitas circulares llamadas “epiciclos”.
  • El centro del epiciclo se movía sobre una gran órbita alrededor de la Tierra llamada “deferente”.
  • La Tierra, esférica e inmóvil, es el centro del universo. El universo es finito.
  • La Luna y el Sol giran en torno a la Tierra sin describir epiciclos.
  • Los planetas tienen un movimiento que les traslada en torno a la Tierra en epiciclos y deferentes.
  • Estos dos movimientos (deferente y epiciclo) producen el aparente movimiento retrógrado de los planetas.
  • Las estrellas fijas mantienen constantes sus posiciones relativas.

2. Modelos heliocéntricos

El Sol es el centro del universo.

2.1. El universo de Copérnico

Copérnico, apoyándose en las ideas de Aristarco, postuló un modelo heliocéntrico en el que era la Tierra la que se movía.

  • El Sol se encuentra en el centro de las órbitas.
  • La Tierra y el resto de los planetas giran alrededor del Sol en trayectorias circulares de diferente radio.
  • La Luna giraba en torno a la Tierra.
  • La Tierra giraba sobre sí misma una vez al día.
  • Copérnico recurrió a los epiciclos de Ptolomeo para ajustar las trayectorias reales de los planetas.
  • Los planetas más alejados del Sol se movían con menor velocidad que los más cercanos.
  • Publicó el año de su muerte (1543) la obra “Sobre las revoluciones de las esferas terrestres”.

2.2. El universo de Brahe

  • Realizó su mapa de distribución de los astros utilizando el sextante y la brújula.
  • La Tierra se situaba en el centro del universo.
  • El Sol y la Luna orbitaban alrededor de la Tierra.
  • El resto de los planetas giraban alrededor del Sol.
  • Su modelo era una fusión entre el geocéntrico y el heliocéntrico, que no pudo demostrar.

2.3. El universo de Galileo

  • Galileo defendió el modelo de Copérnico.
  • Construyó el primer telescopio con el que observó la Vía Láctea y la inmensidad de las estrellas.
  • Concluyó que la Tierra se mueve, el Sol es el centro y los planetas giran a su alrededor en órbitas circulares.
  • Tuvo problemas con la Inquisición por publicar su libro “Diálogo sobre los dos principales sistemas del mundo”.

2.4. El universo de Kepler

  • El modelo de Kepler fue el primero en definir que las órbitas de los planetas no eran circulares, sino elípticas.
  • Enunció tres leyes empíricas que expresó en forma matemática y describían con gran exactitud el movimiento de los planetas.
  • Basándose en las contribuciones de Brahe y Kepler, Isaac Newton enunció la ley de la gravitación universal, que junto con sus tres leyes de la dinámica unifican el cielo y la tierra.

Las leyes de Kepler

  1. Los planetas describen órbitas elípticas.

    El Sol se sitúa en uno de los focos de la elipse, por lo que la distancia de un planeta al Sol es variable.

  2. La velocidad de los planetas varía a lo largo de su trayectoria, de manera que la línea que une el Sol con el planeta, barre áreas iguales en tiempos iguales.

    Esta ley implica que exista un equilibrio, en el movimiento de un planeta que orbita alrededor del Sol, en las magnitudes: masa del planeta, la velocidad de desplazamiento y la distancia a la que orbita.

  3. El periodo de revolución de los planetas alrededor del Sol y el radio medio de sus órbitas se encuentra relacionado mediante la siguiente expresión:

    T2A / a3A = T2B / a3B = T2C / a3C = cte

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