Revolución Científica: Del Geocentrismo a la Cosmología Moderna

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El Nacimiento de la Ciencia Moderna: Brahe, Kepler y Galileo

  • Tycho Brahe: Contrario al heliocentrismo, sus precisas observaciones astronómicas a la larga sirvieron para apoyar las tesis heliocéntricas. Descubrió una nueva estrella y precisó también la órbita de los cometas. Consideraba el geocentrismo.
  • Johannes Kepler: Discípulo de Brahe y defensor del heliocentrismo, formuló las leyes que acabaron con la herencia aristotélica. Afirmó que las órbitas planetarias eran elípticas y que la velocidad a la que se desplazaban los planetas variaba.
  • Galileo Galilei: Sus aportaciones supusieron la consolidación del heliocentrismo. Fue el primero en utilizar el telescopio e hizo descubrimientos que derribaban definitivamente la creencia antigua en un cosmos perfecto e inmutable.

La concepción heliocéntrica fue muy criticada porque afirmaba cuál tenía que ser la forma del universo y cómo se movían los planetas, pero no ofrecía ninguna explicación de por qué se movían así. Galileo y Newton proporcionaron esas leyes:

  • Ley de la Inercia (Galileo): Afirma que toda partícula continúa en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme mientras no actúe ninguna fuerza sobre ella.
  • Ley de la Gravitación Universal (Newton): Afirma que dos cuerpos se atraen con una fuerza proporcional al producto de sus masas. Esta ley conseguía lo que sería el ideal de la nueva ciencia: el carácter universal y su capacidad predictiva, se convertía por ello en el modelo y referente de la nueva ciencia.

El Giro Copernicano y sus Consecuencias

El cambio de la nueva ciencia en los siglos XVI y XVII se denominó giro copernicano. Sus consecuencias trascienden el terreno puramente científico, dando lugar a una nueva visión del universo y del ser humano:

  • Mecanicismo: El éxito de la mecánica newtoniana fue tal que se instituyó como paradigma de explicación científica, dada la idea del mundo como una gran máquina perfecta comparable a un mecanismo de relojería.
  • Determinismo: El universo es teóricamente predecible. Con las leyes newtonianas podemos predecir datos exactos y, como una predicción exacta no es posible en la práctica, solo podemos dar una descripción aproximada de la realidad. Las leyes de la naturaleza son totalmente deterministas y absolutamente necesarias.
  • Reducción del Papel de Dios en la Cosmología: La ciencia resultante del giro copernicano no niega la existencia de Dios, pero desvincula el estudio del universo, reduciendo el papel de Dios al de creador y diseñador de la máquina del mundo y sus leyes.
  • Importancia de la Naturaleza: La naturaleza evoluciona por sí misma de manera autosuficiente, sin necesidad de la intervención divina.
  • Inseguridad: El ser humano comprende que ocupa un diminuto rincón en un universo tal vez infinito.
  • Poder de la Razón: Aunque haya determinismo de las leyes físicas, el ser humano también se siente más poderoso por haberlas llegado a comprender. Así, se considera que el uso de la razón es ilimitado.

Cosmovisión Actual: Más Allá de Newton

Hasta el siglo XIX, la ciencia se había desarrollado a partir del esquema conceptual proporcionado por Galileo y Newton.

La Teoría de la Relatividad

Albert Einstein publicó esta teoría en 1905. Afirmaba que no existe un espacio ni un tiempo absolutos e independientes del sujeto que los experimenta; son variables que dependen de la velocidad a la que se halle. Además, para dar una descripción del universo que sea válida para todos los observadores, hay que considerar que existe interdependencia entre la dimensión temporal y la espacial.

Consecuencias Revolucionarias

  • Nada puede ir más rápido que la luz.
  • Einstein introdujo la idea de campo gravitatorio: la materia deforma la geometría del espacio que la rodea, influyendo sobre los cuerpos que se encuentran en él. El espacio está más curvado y el tiempo transcurre más lento.
  • Si el espacio en el que se mueven está curvado, el planeta acabará trazando una órbita a su alrededor. De esta manera, la teoría de la relatividad explicaba los movimientos orbitales de los planetas.

La Expansión del Universo

En la antigüedad prevalecía la idea de que el universo es estático, pero Edwin Hubble demostró que no. Dijo que el universo se está expandiendo. En 1924 descubrió que la Vía Láctea no es la única galaxia del universo, sino una más entre la infinidad de galaxias. Además, las galaxias más alejadas de nuestro sistema se alejan también más deprisa. Efecto Doppler (corrimiento: rojo, se aleja; azul, se acerca).

El Pasado del Universo: Universo Abierto

Teoría del Big Bang: Una gran explosión que debió ocurrir hace quince mil millones de años que formaría las galaxias que se pueden observar en la actualidad. Esto se sabe por los restos que habría dejado en forma de radiación de fondo.

El Futuro del Universo: Universo Cerrado

Teoría del Big Crunch: La acción gravitatoria detendrá la expansión del universo y originará un proceso de contracción. La expansión continuará indefinidamente y el universo morirá por enfriamiento.

La Revolución Cuántica

Teoría de la Dualidad Onda-Corpúsculo

Se destruye la oposición tradicional entre materia y energía: la materia es energía y la energía, materia. Max Planck descubrió que la energía se emite en cuantos de naturaleza discontinua. Einstein identificaba los cuantos de la luz, a los que llamó fotones. Pero Louis de Broglie se dio cuenta también de que los electrones se comportan como partícula y como ondas. De hecho, todas las partículas materiales presentan un comportamiento ondulatorio. Está más allá de nuestro poder probar que sean realmente ondas. De esta manera, se cuestionaba nuestra capacidad para acceder a la auténtica realidad.

Teorías Alternativas

  • Principio de Incertidumbre: Los procesos físicos son procesos discontinuos de naturaleza corpuscular, ya que así son nuestras observaciones y el conocimiento que podemos tener de ellas.
  • Mecánica Ondulatoria de Schrödinger: Los procesos físicos como procesos discontinuos que se comportan como ondas.

Estas teorías estaban basadas en el principio de incertidumbre.

Principio de Incertidumbre

Toda medición implica una interacción entre el observador y el objeto observado, que altera las condiciones de este último. Este hecho, que en procesos cotidianos es imperceptible e irrelevante, se convierte en problemático cuando hablamos de fenómenos subatómicos, pues cualquier alteración resulta determinante. Efecto mariposa: cualquier variable puede ocasionar variables impredecibles.

La Superposición Cuántica

Una de las consecuencias más sorprendentes de la mecánica cuántica es que dos realidades diferentes y simultáneas pueden llegar a superponerse simultáneamente. Es el propio observador el que decanta la observación en uno u otro sentido. Por tanto, en la realidad se dan los dos estados superpuestos, es decir, la realidad se encuentra indeterminada hasta que el observador la obliga a determinarse.

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