Pioneros de la Astronomía: Modelos del Universo de Ptolomeo a Kepler

Grandes Figuras de la Astronomía y sus Contribuciones

Claudio Ptolomeo: El Modelo Geocéntrico

Claudio Ptolomeo, un astrónomo griego de Alejandría y autor del influyente Almagesto, propuso un modelo cosmológico donde la Tierra era el centro del universo. Describió los movimientos de los astros utilizando un sistema de referencia fijo en la Tierra. Para explicar el movimiento de los planetas, incluyendo su aparente movimiento retrógrado (en sentido contrario al de las estrellas), Ptolomeo introdujo la composición de dos movimientos circulares:

• El planeta describe una órbita circular, denominada epiciclo.
• El centro del epiciclo (C) describe una órbita circular más grande, el círculo deferente, con centro en la Tierra.
• El Sol sale, se mueve por el cielo y se pone cada día.
• Las estrellas también dan una vuelta completa al firmamento cada día.
• Los planetas siguen una trayectoria determinada, incluyendo su movimiento retrógrado.

Los epiciclos eran trayectorias circulares que cada planeta realizaba sobre el círculo deferente, que a su vez giraba alrededor de la Tierra.

Nicolás Copérnico: La Revolución Heliocéntrica

Nicolás Copérnico, un sabio renacentista polaco, se atrevió a cuestionar el sistema de Ptolomeo. Su propuesta, conocida como el Modelo Heliocéntrico, situaba al Sol en el centro del universo. Sus principios fundamentales eran:

• Los movimientos celestes son uniformes, circulares y eternos.
• El Sol está en el centro del universo, y a su alrededor orbitan los planetas Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter y Saturno.
• En la parte más distante del Sol se encuentra la esfera de las estrellas fijas.
• La Tierra es un planeta más y posee dos movimientos: la rotación diaria sobre su eje y la traslación anual alrededor del Sol.
• La Luna orbita directamente a la Tierra.

Galileo Galilei: El Padre de la Ciencia Moderna

Con Galileo Galilei se inauguró en Europa el método científico, basado en la experimentación y la observación para comprender el funcionamiento del universo.

Contribuciones en Astronomía:

Galileo defendió el sistema de Copérnico, aunque desconocía las leyes de Kepler. Sus observaciones astronómicas clave, realizadas con un telescopio perfeccionado por él mismo, incluyen:

• El perfeccionamiento del telescopio.
• El relieve lunar (montañas y cráteres).
• Las manchas solares y su evolución.
• Las fases de Venus (confirmando su órbita alrededor del Sol).
• Los satélites de Júpiter (Io, Europa, Ganímedes y Calisto), demostrando que no todo giraba alrededor de la Tierra.
• La Vía Láctea como un conjunto de innumerables estrellas.

Contribuciones en Física:

Galileo es considerado el iniciador de la física moderna. Estudió la cinemática (el movimiento de los cuerpos), estableciendo principios fundamentales como:

• El movimiento uniforme y el movimiento acelerado.
• La ley de la caída libre de los cuerpos.
• La equivalencia de los estados de reposo y del movimiento uniforme (Principio de Relatividad Galileana).
• La trayectoria parabólica de los proyectiles.
• El principio del péndulo.

Tycho Brahe: El Observador Preciso

Tycho Brahe es reconocido como el primer científico profesional. Construyó un avanzado centro de observación astronómica, Uraniborg, desde donde dedicó toda su vida a la observación meticulosa de los planetas. Estableció tablas extremadamente precisas de las posiciones de los distintos planetas a lo largo de muchos años, destacando especialmente los datos obtenidos sobre el planeta Marte.

Johannes Kepler: Las Leyes del Movimiento Planetario

Johannes Kepler, quien fue contratado por Tycho Brahe, realizó un profundo estudio de los datos de las trayectorias planetarias recopiladas por su mentor, especialmente los referidos al planeta Marte. A partir de este análisis, Kepler demostró que la trayectoria real de los planetas se ajustaba perfectamente a una elipse con el Sol en uno de sus focos. También descubrió reglas simples que describían el tiempo exacto que tardaba cada planeta en completar su órbita. Sus tres leyes fundamentales son:

1. Primera Ley (Ley de las Órbitas): Todos los planetas se mueven alrededor del Sol siguiendo órbitas elípticas, con el Sol situado en uno de los focos.
2. Segunda Ley (Ley de las Áreas): Los planetas se mueven con velocidad areolar constante. Esto significa que en el perihelio (la parte de la elipse más cercana al Sol), el planeta se mueve más rápido, y en el afelio (la más distante), se mueve más lento.
3. Tercera Ley (Ley de los Periodos): El cuadrado del periodo orbital de un planeta es directamente proporcional al cubo de la distancia media al Sol. En otras palabras, cuanto más cercano esté un planeta al Sol, menos tiempo tardará en completar su órbita.