Models Astronòmics: Geocèntric vs. Heliocèntric | Aristòtil, Copèrnic i Kepler

Model Geocèntric: La Terra al Centre de l'Univers

El model geocèntric postula que la Terra es troba immòbil al centre de l'Univers.

La Visió d'Aristòtil

• La Terra, immòbil, és el centre de l'Univers.
• L'Univers està compost per 8 esferes concèntriques, on es troben el Sol, la Lluna, les estrelles i els planetes, que giren al voltant de la Terra.
• Existeix un món sublunar (imperfecte) i un món supralunar (perfecte).
• La Terra està composta per quatre elements: terra, aire, foc i aigua, mentre que el cel està compost per un únic element anomenat èter.

El Model de Ptolemeu: L'Almagest

L'obra L'Almagest de Ptolemeu, un antic catàleg estel·lar, va consolidar el model geocèntric. Aquest model era compatible amb el sentit comú de l'època, s'ajustava a la visió cristiana de l'Univers i servia d'exemple de la jerarquia social.

Desafiaments al Model Geocèntric

Malgrat la seva acceptació, el model geocèntric no podia explicar certs fenòmens observats:

• Els punts pels quals surten el Sol i la Lluna canvien al llarg de l'any.
• Algunes estrelles i planetes "desapareixen" durant mesos.
• Els planetes a vegades semblen moure's en direcció contrària en relació amb les estrelles, un fenomen conegut com a moviment retrògrad dels planetes. Aquest moviment s'intentava explicar suposant que els planetes es movien en un cercle petit (epicicle) al llarg d'un cercle més gran (deferent).

Model Heliocèntric de Copèrnic: El Sol al Centre

Nicolau Copèrnic va proposar un nou model que situava el Sol al centre de l'Univers, revolucionant la comprensió astronòmica.

Principis del Model Copernicà

• Els moviments celestes són uniformes, eterns i circulars, o compostos de diversos cercles (epicicles).
• El centre de l'Univers es troba prop del Sol.
• Orbitant al voltant del Sol es troben Mercuri, Venus, la Terra (amb la Lluna), Mart, Júpiter i Saturn.
• Les estrelles són objectes distants que romanen fixos i, per tant, no orbiten al voltant del Sol.
• La distància de la Terra al Sol és petita comparada amb la distància a les estrelles.
• La Terra té tres moviments: la rotació diària, la revolució anual i la inclinació anual del seu eix.
• El moviment retrògrad dels planetes s'explica pel moviment de la Terra al voltant del Sol.

Aquest model va suposar una autèntica revolució científica, tot i que l'Església s'hi va oposar inicialment.

Les Lleis de Kepler sobre el Moviment Planetari

Recolzant el model heliocèntric, Johannes Kepler va utilitzar les dades de Tycho Brahe per formular les seves tres lleis fonamentals del moviment planetari:

1. Primera Llei (Llei de les Òrbites): Tots els planetes es mouen en òrbites el·líptiques amb el Sol situat en un dels focus.

   (Una el·lipse és el lloc geomètric de tots els punts d'un pla, tals que la suma de les distàncies a dos altres punts fixos anomenats focus és constant. L'excentricitat de l'òrbita varia entre 0 i 1.)

2. Segona Llei (Llei de les Àrees): La línia que uneix qualsevol planeta amb el Sol escombra àrees iguals en temps iguals.
3. Tercera Llei (Llei dels Períodes): El quadrat del període orbital de qualsevol planeta és directament proporcional al cub de la distància mitjana del planeta al Sol.

   (Això significa que els planetes més allunyats del Sol tarden més a completar una volta completa al Sol, és a dir, es mouen més lentament al voltant del Sol.)