Astronomía para todos. Retos modernos de una ciencia milenaria

Calo Mozo, Benjamín, Benjamín Calo Mozo

• Editorial: Universidad Nacional de Colombia
• Año: 2013
• ISBN del libro electrónico: 9789587616569
• Categoría: Ciencias físicas
• Categoría: Astronomía y astrofísica

Durante el 2009 se celebró el Año Internacional de la Astronomía, promulgado por la UNESCO con motivo de los 400 años del empleo del telescopio en la observación del firmamento y sus astros, dando inicio a la astronomía moderna. En la Universidad Nacional de Colombia nos unimos a esta celebración realizando la Cátedra José Celestino Mutis: "Astronomía para todos, retos modernos de una ciencia milenaria". Para este evento académico se reunieron más de 19 expertos del ámbito nacional e internacional en diversos temas de la astronomía contemporánea. Fruto de la Cátedra surge este libro de divulgación científica el cual puede ser entendido por el público en general. En este texto no se asumen conocimientos previos en temas de astronomía, física o matemáticas por parte del lector. Esta obra incluye temas como: Galileo, coordenadas y tiempo en astronomía, el movimiento de los cuerpos celestes, nociones básicas sobre satélites artificiales y el brillo de los astros. En el plano astrofísico, la estructura y evolución de las estrellas, las regiones H 11, el papel de los telescopios modernos satelitales tales como el Spitzer y el James Webb, el rol de los granos de polvo en la formación de planetas. Las distancias a grandes escalas, las galaxias, entre otras, las vecinas Nubes de Magallanes, las lentes gravitacionales y los agujeros negros nos llevan a una concepción de universo. En la presente obra se ventilan la radiación cósmica de fondo y el análisis de los primeros tres minutos después del big bang.

PRIMERA PARTE ASTRONOMÍA CLÁSICA

1 Galileo 1609 - 2009

Carlos Augusto Hernández Rodríguez
Departamento de Física
Universidad Nacional de Colombia

El año 1609 fue particularmente productivo en la vida de Galileo Galilei. Destacaremos tres eventos. El primero, ampliamente conocido, el de la observación del cielo con el telescopio por primera vez en la historia por parte de Galileo. Aunque el anteojo de larga vista ya existía, Galileo construyó un telescopio suficientemente potente como para realizar ciertos descubrimientos astronómicos que revolucionarían nuestra comprensión del universo. En segundo lugar, fue también el año en el cual Galileo consolido su trabajo sobre la mecánica, que sería publicado mas tarde. Tal trabajo respecto a la mecánica fue desarrollado entre los años 1604 y 1609; la explication de la caída de los cuerpos es quizás el logro mas interesante de este trabajo. El tercer gran evento de este año es la publication de la Astronomía Nova por parte del astrónomo Johannes Kepler, texto en el cual se formulan las denominadas Leyes de Kepler. Una de ellas nos dice que las órbitas de los planetas son elipses con el Sol en uno de sus focos, lo que produjo una fuerte reacción por parte de Galileo. Estos tres eventos componen el objeto de estudio de este capítulo.

1.1. EVENTO I. LAS OBSERVACIONES ASTRONÓMICAS DE GALILEO

El modelo del universo considerado hasta antes de los descubrimientos de Galileo es el universo aristotélico, el cual es un modelo de universo geocéntrico, es decir, con la Tierra en su centro. Sobre la Tierra hay una esfera de agua, pero puesto que la esfera de la Tierra tiene una superficie no regular, hay lugares en donde la tierra emerge del agua, para formar así los continentes. Después viene la esfera del aire, que envuelve el agua y la tierra. Finalmente, envolviendo la esfera del aire tenemos la esfera del fuego. El universo queda así ordenado con el elemento mas pesado (la tierra) y el más liviano (el fuego) en la periferia.

Las explicaciones de los fenómenos naturales estarían dadas en este orden del cosmos de la siguiente manera: si nosotros dejamos caer una piedra, buscará inmediatamente su lugar natural en el centro del mundo; si prendemos fuego veremos cómo las llamas tratan de elevarse buscando la periferia del mundo; una burbuja de aire que abandonemos desde el agua subirá dentro de ella buscando su lugar natural: la esfera del aire. Estos son movimientos naturales. Los movimientos naturales son movimientos que restituyen el orden, que llevan cada sustancia a su esfera, a su lugar natural. Estos cuatro elementos componen el mundo debajo de la Luna: el mundo sublunar. Los cuerpos celestes pertenecen al mundo supralunar.

El universo aristotélico está perfectamente ordenado. La Tierra ocupa el centro del mundo sublunar con sus cuatro elementos. Este es el lugar de las transformaciones, las mutaciones, los cambios. Luego tenemos la Luna, las esferas de Mercurio, Venus, el Sol, Marte, Júpiter, Saturno y, finalmente, la esfera de las estrellas fijas (ver figura 1). La esfera de las estrellas fijas, que está en la periferia del universo, es inmóvil, es perfecta; Platón había dicho que esta esfera es la esfera de “lo mismo”. Los planetas se mueven entre las estrellas, pero las posiciones relativas de las estrellas no cambian.

Este modelo del universo trae también una fuerte connotación teológica. En el centro esta la Tierra, el lugar de los cambios de lo

imperfecto; en el otro extremo está el cielo, el lugar de lo perfecto e inmutable. Este mundo va a entrar en crisis cuando en 1609 Galileo dirija su telescopio al cielo.

1.1.1 Sobre la invención del telescopio

En la figura 2 se muestran dos telescopios usados por Galileo para sus observaciones. El telescopio más pequeño es el más potente, cuenta con 20 aumentos, mientras que el más grande cuenta con 16 aumentos. Estos telescopios contaban con dos lentes, una divergente (bastante potente) y otra convergente (de muy poco aumento). Estos instrumentos le permitieron a Galileo realizar sus famosas observaciones. Las lentes que se construían en la época no permitieron desarrollar conjuntos de lentes que tuvieran más aumentos que los conseguidos por Galileo; solo dos o tres décadas más tarde, en el sur de Italia, se construyó un telescopio más potente.

Pero ¿Quien fue el inventor del telescopio? En realidad es muy difícil saber a ciencia cierta quien fue el inventor. Algunos asumen que fue el mismo Galileo; sin embargo, es Galileo quien en su obra El ensayador, 1623, reconoce no haber sido el inventor. Adam Boreel, una persona muy adinerada que vivía en Middelburg (el lugar en donde supuestamente había nacido el inventor del telescopio), quiso reafirmar, mediante un edicto del año 1655, la verdadera autoría, atribuida a Hans Lippershey. Rápidamente tal edicto fue contestado por Johannes Sachariansen, quien afirmo que Lippershey no había inventado el telescopio, sino que había sido inventado por el y su padre. Esto complico la investigación, pues Isaac Beeckman, un amigo de Descartes, entre 1633 y 1634 aludió al padre de Johannes Sachariansen, Sacharias Hansen, como inventor del telescopio. El nombre de Johannes Sachariansen debe ser excluido de la lista, pues nació el 11 de septiembre de 1611 (dos años después de que Galileo realizara sus observaciones). La invención del telescopio recae así sobre dos habitantes de Middelburg, Lippershey y Hansen, quienes además eran amigos y vecinos.

La historia del telescopio revela que el 2 de octubre de 1608 este instrumento fue presentado ante el príncipe Mauricio, por una persona que concuerda con las descripciones hechas sobre Hans Lippershey. Sin embargo, otro individuo, el 10 de octubre del mismo año (ocho días después), lo ofreció como su invento. Muy probablemente, este individuo era Sacharias Hansen. Aunque es difícil entrar en acuerdo sobre quien invento el telescopio, es altamente probable que haya sido Hansen, y que Lippershey lo haya robado para presentarlo ante el príncipe, pues de Lippershey no se sabe que haya sido buen artesano, mientras que Hansen sí lo era. Para desgracia de Boreel, que quería reinvindicar el origen holandés del telescopio, se descubre un documento del padre de Hansen, Hans Marteens, en donde habla del telescopio traído de Italia en el año de 1590. Es entonces probable que el telescopio no haya sido inventado por un holandés, sino por un artesano italiano.

Veamos ahora el papel que desempeñó Galileo en la historia del telescopio. El día 27 de julio de 1609 Galileo estaba en Venecia y visitó a Paolo Sarpi, quien además de ser un gran historiador y abogado, se encontraba en ese momento encargado de revisar los inventos. De esta manera, Galileo, invitado por Sarpi, el 1 de agosto, oyó hablar de un visitante holandés que había llegado a ofrecer el telescopio a la Señoría de Venecia, y se entero por Sarpi de que se trataba de un aparato de dos lentes. Inmediatamente, Galileo adquirió una gran cantidad de lentes y viajo a Padua el 3 de agosto. En la noche del 4 de agosto, realizando ensayo y error con varias lentes, Galileo logró una combinación que le permitió acercar en algo los objetos. Galileo escribió a Sarpi diciéndole que no comprara el telescopio, puesto que el podía construir el suyo en Venecia. En agosto 21 se realizo en San Marcos la exhibición del telescopio de Galileo, que contaba ya con ocho aumentos; esto provocó una gran conmoción para los habitantes, quienes podían ver objetos y embarcaciones muy distantes con gran claridad.

1.1.2 Las observaciones astronómicas y ...

Índice

• Título página
• PORTADILLA
• PRÓLOGO
• PRIMERA PARTE ASTRONOMÍA CLÁSICA
• SEGUNDA PARTE HERRAMIENTAS OBSERVACIONALES
• TERCERA PARTE GRANDES SISTEMAS
• CUARTA PARTE OBJETOS RELATIVAS
• QUINTA PARTE UNIVERSO Y ESTRUCTURAS