Del Geocentrismo al Heliocentrismo: Una Mirada a la Evolución de la Cosmología

Coordenadas Celestes

Las coordenadas celestes son un sistema de referencia que permite ubicar la posición de los astros en la esfera celeste. Consta de los siguientes elementos:

• Eje celeste: Eje imaginario alrededor del cual gira la esfera celeste y coincide con el eje de rotación de la Tierra.
• Polos celestes: Puntos en los que el eje celeste corta a la esfera.
• Ecuador celeste: Círculo máximo de la esfera perpendicular al eje celeste.
• Meridiano de un astro: Círculo que pasa por los polos celestes y también pasa por el astro.
• Eclíptica: Trayectoria que sigue el Sol sobre la esfera celeste en todo el año.
• Equinoccio de primavera y otoño: Son los puntos de corte del ecuador celeste con la eclíptica.

La posición de un astro puede ser de dos tipos:

• Ascensión recta: Ángulo sobre el ecuador celeste y comprendido entre el equinoccio de primavera y el meridiano del astro. Equivale a la longitud terrestre.
• Declinación: Ángulo medido sobre el meridiano y comprendido entre la posición del astro y el ecuador. Equivale a la latitud terrestre.

La Concepción Aristotélica

El modelo del universo más importante de la antigüedad fue el de Aristóteles. Aristóteles distingue dos regiones en el universo:

• La región terrestre: Constituida por la Tierra, ocupa el centro del universo. Todos los cuerpos terrestres están formados por cuatro elementos: agua, tierra, aire y fuego. La tierra es el elemento más pesado y el fuego el más sutil, entonces la tierra tiende hacia abajo y el fuego hacia arriba.
• La región celeste: Compuesta por esferas concéntricas transparentes que rodean la región terrestre. En cada esfera está situado uno de los cuerpos celestes, y en la última se encuentran todas las estrellas en posiciones fijas.

El Sistema Geocéntrico

Este modelo sitúa a la Tierra en el centro del universo. Sus características principales son:

• El planeta describe una órbita circular, denominada epiciclo, alrededor de un punto C.
• El centro C del epiciclo describe a su vez una órbita circular con centro en la Tierra.

El sistema geocéntrico se basa en las siguientes observaciones:

• El Sol sale, se mueve y se pone cada día.
• Las estrellas dan una vuelta completa ocupando una posición central en el universo.
• Los planetas son diferentes porque siguen una trayectoria determinada.

El Sistema Heliocéntrico

Este sistema sitúa al Sol en el centro del universo. Samos propuso un sistema heliocéntrico, pero sus ideas no fueron tomadas en consideración. Más tarde, este sistema fue propuesto por Nicolás Copérnico.

Copérnico observó que el brillo de Venus y Mercurio era variable, lo que hizo pensar que su distancia a la Tierra no podía ser fija. Copérnico afirmó que el Sol está inmóvil en el centro del universo.

En el sistema de Copérnico, el movimiento aparente del Sol y de las estrellas se explica por el movimiento diario de rotación de la Tierra. La trayectoria observada de un planeta se explica cuando se toma la Tierra como referencia.

Modelo Geocéntrico y Modelo Heliocéntrico

• Modelo geocéntrico: Fue seguido durante dos mil años. Tenía a su favor su concordancia con las observaciones cotidianas y su correspondencia con Aristóteles daba una visión integral del mundo.
• Modelo heliocéntrico: Copérnico explicaba los mismos hechos que en el sistema geocéntrico, pero justificaba algunos otros, como el movimiento de Venus y Mercurio.

Galileo apoyó el sistema heliocéntrico, exploró el firmamento con un anteojo construido por él mismo y observó los cráteres de la Luna y las manchas solares, lo que daba a entender que los cuerpos celestes no eran inmutables.

Leyes de Kepler

Johannes Kepler formuló tres leyes que describen el movimiento de los planetas:

1. Los planetas describen órbitas elípticas alrededor del Sol, situado en uno de los focos de la elipse.
2. El vector posición de un planeta con respecto al Sol barre áreas iguales en tiempos iguales.
3. El cuadrado del periodo de revolución de cualquier planeta es proporcional al cubo de la distancia media del planeta al Sol. T² = kR³

Newton y la Gravitación Universal

La ley de gravitación universal formulada por Isaac Newton establece las siguientes características:

• Es universal: Se produce entre todos los cuerpos con masa.
• Se presenta siempre en parejas de acción y reacción.
• Siempre es una fuerza atractiva.
• Su dirección es la recta que une las masas.
• Su intensidad viene expresada por la ley de gravitación de Newton:

F = G (M₁M₂) / R²