Copérnico vs Ptolomeo
Hoy estuvimos repasando algunos aportes de la astronomía Ptolemaica. Recordamos el uso de epiciclos para explicar la retrogradación planetaria y también mencionamos otros usos de los epiciclos. En particular, distinguimos entre los epiciclos "mayores" (que son básicamente los epiciclos del modelo que se usan para producir retrogradaciones) y los epiciclos "menores", que se usan para corregir algunos detalles de las órbitas (p ej. su abultamiento o achatamiento). Vimos p.ej cómo un epiciclo que gira con el doble de rapidez que el deferente y en sentido contrario no genera retrogradaciones sino que genera una órbita similar a una elipse. Tanto epiciclos mayores como menores fueron usados abundantemente por Ptolomeo.
También mencionamos otra construcción geométrica que utilizaba Ptolomeo sobre todo para dar cuenta de la variación de velocidad del sol y de los planetas: la excéntrica, que consistia en colocar la Tierra no en el centro del deferente sino algo alejada de él, de manera que un planeta que viajara a velocidad uniforme en el deferente se vería desde la Tierra como afectado por una velocidad variable (más rápido en el perigeo, más lento en el apogeo). También mencionamos otro recurso de Ptolomeo, el punto ecuante, pero no lo llegamos a explicar.
El sistema de Ptolomeo funcionó bastante bien, aunque muchas veces las explicaciones se hacían geométricamente muy complicadas; y había algunos casos (por ejemplo, la teoría de Ptolomeo sobre el movimiento de la Luna) en los que el desacuerdo de la teoría con lo que se observaba realmente era muy notable y la explicación no cerraba. (Recordemos que el texto llama “anomalías” a los fenómenos, como éste, que no coinciden con lo previsto por una teoría; una anomalía es un dato contrario a una teoría.)
Luego explicamos la propuesta revolucionaria del astrónomo matemático Nicolás Copérnico, quien propuso reemplazar la Tierra por el Sol como centro orbital y del universo. Según esto, la Tierra sería un planeta más que orbita en torno al sol con todos los demás planetas (Mercurio, Venus, Marte, Júpiter, Saturno).
Vimos con algun detalle cómo se soluciona en su teoría el problema de las retrogradaciones planetarias (esto está mencionado pero no explicado en el apunte). En el modelo copernicano, las retrogradaciones de un planeta como Marte son en realidad un efecto óptico que se produce cuando la Tierra (que gira más rápido que Marte) alcanza a Marte en la oposición. Es decir, las retrogradaciones son sólo una cuestión de perspectiva. Marte, al igual que la Tierra, gira en una órbita circular simple y en un solo sentido: nunca frena ni cambia de sentido su movimiento, con lo cual las retrorgradaciones que vemos son efectivamente una ilusión óptica.
Les dejo una muy linda animación de las explicaciones del movimiento retrógrado por Ptolomeo y por Copérnico que realmente ayuda mucho a entender la cuestión. La hipótesis de Ptolomeo con sus epiciclos aparece en 0:21 y la copernicana en 0:40 (notar la aparicion del sol en el centro). La delgada línea recta que une la Tierra con el planeta exterior es la línea de la visual que determina dónde vemos al planeta en el telón de fondo de las estrellas fijas:
La teoría de Copérnico tenía aciertos y atractivos innegables. Uno de ellos era esta explicación de las retrogradaciones mediante simples órbitas circulares y sin necesidad de epiciclos. (Tenía también varios otros aciertos en los que no ahondamos hoy.)
Sin embargo, la teoría fue muy discutida y se le formularon varias críticas interesantes.
En primer lugar, la teoría en su versión completa no era menos complicada que la de Ptolomeo. Si bien Copérnico pudo prescindir de los epiciclos mayores (para las retrogradaciones), tuvo que introducir varios epiciclos menores y/o excéntricas para corregir las irregularidades de las órbitas y de las velocidades.
Segundo: la cuestión de la paralaje anual de las estrellas. Al pasar un observador por delante de un objeto, este último parece moverse en dirección contraria, debido a que el observador cambia de perspectiva. Si en un partido de fútbol una cámara enfoca al arco desde la izquierda del campo de juego, un defensor que está quieto delante del punto medio del arco aparece más cercano al palo derecho que al palo izquierdo. Si en cambio la cámara se mueve y ahora lo enfoca desde la derecha, el jugador (que no se movió) parecerá estar más cercano al palo izquierdo. Así, a medida que se mueve la cámara de derecha a izquierda y viceversa, el jugador, por más que esté quieto, cambia su posición aparente con respecto al arco. Ese movimiento aparente del jugador debido al movimiento real del observador (de la cámara) es un movimiento que llamamos paraláctico.
La Tierra, sostiene Copérnico, cambia de posición mientras recorre su órbita alrededor del sol. Por tanto, si observamos una estrella fija (digamos) en junio, cuando la observemos de nuevo en diciembre debería haber cambiado su posición aparente tal como lo hacía el jugador, ya que nosotros nos movimos y cambiamos nuestra perspectiva. Las estrellas, esto es, deberían mostrar desplazamientos paralácticos a lo largo del año. En términos técnicos: el “ángulo de paralaje” (que mide el movimiento paraláctico) debería existir y ser mayor que cero. Sin embargo, en aquella época (siglos XVI y XVII) no se detectaba ninguna paralaje (el ángulo de paralaje daba cero en todas las mediciones con los instrumentos disponibles). Esto llevó a algunos, entre ellos el astrónomo Tycho Brahe, a desestimar la teoría de Copérnico.
Pero Copérnico sabía desde antes de proponer su teoría heliocéntrica que las estrellas no tenían movimientos paralácticos detectables. Por eso, él construyó su modelo cosmológico suponiendo que la distancia entre la tierra y las estrellas es inmensa, de modo que la paralaje de una estrella debería ser mínima y dificilísima de detectar. (Mientras más alejada está la estrella del observador, menor es el desplazamiento paraláctico que exhibe y menor el ángulo de paralaje). Es decir, la respuesta de Copérnico a la objeción de que las estrellas no exhiben paralaje anual fue que las estrellas están tan alejadas de la tierra que dicha paralaje, si bien existe, es minúscula e indetectable con los medios disponibles de observación del siglo XVI. Tuvo razón, y recién Friedrich Bessel en 1838 pudo detectar movimientos paralácticos en una estrella por primera vez, usando métodos muchísimo más precisos de medición (y el ángulo que detectó efectivamente era pequeñísimo: un tercio de segundo de arco; pensar que el diámetro de una aspirina vista desde 200 metros forma un ángulo de un segundo de arco)
Tercero: se objetó la teoría de Copérnico mediante argumentos físicos. El más conocido es el “argumento de la torre”. Si dejamos caer una pelota desde una torre, la pelota cae al pie de la misma. Sin embargo, si, como afirma Copérnico, la Tierra (y con ella la torre) se está moviendo a gran velocidad mientras la pelota está cayendo, la pelota debería caer en un punto muy alejado de la torre. Pero eso no ocurre. Por tanto, parece haber un problema importante para la teoría de Copérnico. Como dijimos, esta objeción de corte físico fue respondida brillantemente por Galileo, que fue un gran propulsor de la teoría copernicana. La clase que viene vamos a ahondar sobre esta defensa de Galileo.
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