El debate de la Cosmología renacentista y los siete modelos astronómicos.

En 1632 Galileo publica su Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo, en el que discute y defiende el modelo heliocéntrico coperniano contra el modelo geocentrico ptolemaico. Lo que Galileo no discute en su trabajo es la diversidad de ideas que existía para su tiempo e ignora los datos de las tablas rudolfinas, publicadas por Kepler en 1627, como también su modelo elíptico presentado por primera vez en su Astronomia Nova en 1609, y que hace un mejor caso a favor del heliocentrismo que el modelo de epiciclos y deferentes de Copernico.

El caso es que para cuando Galileo publica su Dialogo, el modelo tychonico con rotación diurna de Reimers era el más popular entre los filósofos y astrónomos, y el modelo elíptico de Kepler vendría a ser el más aceptado con el desarrollo de la física de Newton.

En este post explicaré brevemente el por qué se consideraba el geocentrismo ptolemaico en la antigüedad y la edad media, su practicidad para la predicción de los movimientos de los astros y su abandono por otros sistemas que mejor explicaran los descubrimientos astronómicos hechos a través del telescopio a principios del siglo XVII.

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La Tierra dentro dentro de siete esferas celestiales de Bede, Wikipedia.

La cosmología griega era predominantemente geocentrica, y estaba fuertemente influenciada por Aristoteles. La trayectoria circular de los planetas(incluyendo el Sol y la luna) era uno de varios axiomas que se sostenían, así como también la división sublunar y supralunar y las esferas cristalinas. Esta cosmología fue adoptada por los cristianos de la edad media y seguiría hasta el siglo XVI cuando surgió un renacimiento de la filosofía estoica que rechazaba las esferas cristalinas y la división aristotélica.

Ptolomeo desarrolla su modelo en el Syntaxis Matheatike durante el siglo II d.C, del cual incorpora la geometría euclidea y la hipótesis de la órbita excéntrica, usando además deferentes, epiciclos y ecuantes para explicar el movimiento aparente de los planetas y predecir su posición en cualquier momento dado. Su modelo es geocentrico porque esta cosmología permite que los cálculos de los movimientos de las estrellas sean más fáciles, además que es desde esta perspectiva que percibimos el universo. Es por eso que este modelo y sus variantes fueron por mucho tiempo sostenidos por los matemáticos hasta el principio del siglo XVII. Ellos buscaban la forma más simple para calcular la posición de los planetas, ya que la disciplina astronómica estaba aun ligada con la astrología y esta a su vez con la medicina. Muchos graduados en medicina eran entrenados en lo básico en astronomía y astrología. En la antigüedad, y hasta poco antes de la era moderna, no había una distinción remarcarle entre astrólogo, astrónomo y matemático.

El modelo ptolemaico presentaba para entonces el mejor método para predecir la posición de los astros para su uso tanto en astrología, cartografía, y navegación. No fue un modelo perfecto por las limitaciones que existían en la precisión de las observaciones, algo que motivó a los miembros de la primer y segunda Escuela matemática de Viena del siglo XVI la renovación y reformación de la astronomía matemática. Hasta la llegada de las tablas rudolfinas era considerado el catalogo de estrellas más grande que existía.

El trabajo de Ptolomeo era conocido como el almagesto en el mundo árabe, y fue re descubierto por Gerardo de Cremona en el siglo XII, e incluido en los syllabus de las universidades medievales. La cosmología medieval toma mucho de la influencia griega y aristotélica, y el modelo Ptolemaico tenía una importante consideración por ser el mejor modelo que explicara el movimiento de los astros.

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Tractatus de Sphaera de Johannes de Sacrobosco, influyente trabajo sobre el geocentrismo en la Edad Media, Wikipedia.

Los aportes en la astronomía matemática de Regiomontano y Peuerbach, entre ellos la revisión y mejora de su propia versión del almagesto, que fuera introducido en Italia gracias al cardenal Besarión, un patrocinador de las ciencias y las humanidades que se integró al circulo de Viena mientras Peuerbach ejercía como astrólogo en la corte del emperador Federico III, fueron importantes para la educación de futuros astrónomos que incluía a Copernico.

De revolutionibus orbium coelestium, 1543.

Cuando Copernico publicó su revolutionibus, este incluía en su reinterpretación del modelo de Ptolomeo conceptos geométricos avanzados para su época. Encontró en los tratados de trigonometría de Regiomontano las técnicas matemáticas que necesitaba luego de adoptar en sus primeros manuscritos la cosmología heliocéntrica después de 1507, probablemente influenciado por las corrientes neopitagoricas y herméticas en Italia, y además de usar la geometría del persa Nasir al Din al Tusi y del sirio Ibn al Shatir probablemente también fue influyente el matemático medieval del siglo XIV Jean Buridan para su argumentación sobre la rotación diurna. Buridan fue durante un tiempo la autoridad en física en la Universidad de París y sus trabajos fueron recopilados por los maestros de la Universidad de Cracovia, siendo muy probable que la idea de Copernico sobre la relatividad de la rotación de la tierra provenga de los argumentos de Buridan.

Su modelo fue estudiado por los astrónomos no por su cosmología, sino por su astronomía matemática que pudiera describir más acertadamente las posiciones planetarias. Sin embargo el modelo coperniano terminó siendo mucho más difícil de interpretar con 48 círculos epiciclos en lugar de los 34 círculos usados en el sistema ptolemaico recopilado por Regiomontano.

Si bien el consenso seguía a favor del modelo ptolemaico, y el heliocentrismo no tenía virtualmente ningún apoyo por parte de los círculos matemáticos y filosóficos de la época, gran parte debido a la ausencia de evidencia empírica como paralaje estelar, el uso de complejos métodos matemáticos en su revolutionibus hizo que a través de dichos métodos se produjeran en 1551 un conjunto de tablas astronómicas y en 1570 el Papa Gregorio XIII para su reforma calendaría establece una comisión que usaría los trabajos de Copernico para determinar la duración del año.

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Tycho Brahe, astrónomo imperial del emperador Rodolfo II desde 1599 a partir de sus observaciones planteó un modelo totalmente distinto al ptolemaico y coperniano, que se ajustaba mejor a sus datos. Este modelo describe como la tierra está inmóvil en el centro del universo, con el sol y la luna orbitandola, pero con la diferencia de que los otros 5 planetas orbitan al rededor del sol. A petición del emperador, Tycho junto a su asistente Johannes Kepler se disponen a recolectar todos los datos de los trabajos de Tycho y prepararlos para publicarse en las tablas planetarias rudolfinas. Keplers las publicaría finalmente en 1627.

Con el tiempo los datos recolectados en las tablas serían usados y refinados por su gran precisión en la predicción de las posiciones planetarias y su enorme catalogo de estrellas.

La invención del telescopio trajo descubrimientos e innovaciones que ayudaron a establecer la reputación de varios astrónomos, entre ellos Galileo, y desbancar al modelo tradicional ptolemaico. Galileo en realidad fue parte del pequeño grupo de matemáticos que empezó a hacer observaciones astronómicas con el telescopio por primera vez. Entre ellos se encuentran Thomas Harriot, Cristopher Scheiner, Simon Marius, David y Johannes Fabrisius, Horacio Grassi y Kepler. Todos contribuyeron en gran parte en aportar descubrimientos y teorías que pudieran explicar mejor como estaba organizado el universo.

Con estas observaciones y descubrimientos devino también en disputas y conflictos por ver a quién correspondía tal descubrimiento, ya que la reputación era muy importante para llamar la atención de poderosos patrones aristocraticos. Galileo por ejemplo con la publicación de su Sidereus Nuncius, dedicándoselo a Cosimo II de Medici fue ofrecido un puesto como matemático en jefe y filosofo de los Medici en la Universidad de Pisa. Galileo tuvo varias disputas con sus colegas en torno a sus descubrimientos. Simon Marius por ejemplo afirmaba que había descubierto las lunas de Júpiter antes que Galileo, y Galileo al mismo tiempo disputaba con Scheiner sobre quién había descubierto primero las manchas solares, ignorando que Johannes Fabrisius fue el primero en publicar el descubrimiento en su Maculis in Sole en 1611.

Estos descubrimientos por otro lado dejaron el modelo ptolemaico tradicional obsoleto, y la corroboración de los jesuitas en el Colegio Romano de los descubrimientos de Galileo ayudó a que muchos filósofos y matemáticos del siglo XVII descartaran por completo el modelo de Ptolomeo y buscaran otras alternativas que mejor explicaran el funcionamiento del universo.

Aun así faltaba bastante para que se aceptara por completo el modelo heliocentrico, y no fue a partir del modelo coperniano defendido por Galileo, con bastantes fallos, sino del modelo elíptico de Kepler usando los datos de las tablas rudolfinas, y su posterior asociación con la física newtoneana y la corroboración empírica de descubrimientos como la aberración y paralaje estelar en que el heliocentrismo pasó a ser considerado el modelo correcto.

Si bien Kepler terminaría por ser el vencedor de la disputa cosmologica, hasta antes del desarrollo de la mecánica newtoneana el modelo geo-heliocéntrico tychonico con rotación diurna desarrollado por Nicolaus Reimers era el más popular, y hay que recordar además que existieron otros modelos que se disputaban cual era el correcto después de la caída del geocentrismo ptolemaico, pero que fueron ignorados por Galileo en su Dialogo, entre ellos el de Kepler, que a la vista resultaba ser más parsimonioso y simple que el complejo sistema de de Copernico.

Los descubrimientos de las fases venusinas en la década de 1620, así como también las manchas solares que demostraban que el sol rotaba sobre su propio eje, dejaron el modelo ptolemaico y la cosmología tradicional aristotelica obsoleta. También hay que mencionar que el descubrimiento de las cuatro lunas de Júpiter refutan la cosmología homocentrica aristotelico-averroista desarrollado en el siglo XII en Medio Oriente y sostenida por algunos filosofos y astrónomos de mediados del siglo XVI como Fracastoro y Giovanni Battista Amico.

Los descubrimientos de las fases de Venus y Mercurio fueron claves para que se abandonase completamente el modelo ptolemaico. Como ya mencioné el modelo de Ursus, como se conoce al modelo de Nicholas Reymer, es casi idéntico al modelo de Tycho excepto que incorpora la rotación diurna de la tierra. El modelo tradicional de Tycho retenía una explicación más parsimoniosa que el modelo coperniano, y la inclusión de la rotación diurna por parte de Reymers y su popularidad entre los astrónomos y filósofos muestra que la rotación diurna fue aceptada mucho antes que la rotación anual.

En 1600 William Gilbert publica en su De Magnete un sistema ptolemaico con rotación diurna. Este modelo al igual que el modelo tradicional ptolemaico queda descartado luego de los descubrimientos de los 1620s pero su popularidad llevó a que muchos aceptaran el modelo de Ursus con rotación diurna y no el de Tycho con una tierra estacionaria o fija.

Si bien no muy popular, pero que podía explicar las fases de Venus y Mercurio fue el sistema egipcio de Heraclides, en el que Venus y Mercurio circulan al rededor del sol, y este al mismo tiempo junto con los demás planetas circulan alrededor de la tierra.

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Almagestum Novum de Giovanni Riccioli incluye seis modelos astronómicos, Wikipedia.

En resumen fueron siete los modelos que se mencionaron y ninguno tuvo mención por parte de Galileo en su polémico trabajo de 1632 del cual lo metió en problemas con las autoridades inquisitorias. Sacando las repercusiones y los problemas que hubo luego de su publicación, Dialogo es una muy buena pieza histórica pero que fue más bien visto como una pieza que recurrió más a la polemica que a argumentos científicos sólidos. En 1609 Kepler Publica su Astronomía Nova y aunque Galileo ignora por completo este trabajo, hace un mejor argumento en la defensa del heliocentrismo.

El modelo de Tycho y Ursus fue abandonado alrededor de 1660 por el Kepleriano por su simpleza. La asimilación de las leyes Keplerianas con la física newtoneana tuvo una favorable recepción de la comunidad. El remplazo de una órbita elíptica en lugar de los círculos platonicos terminó por ser acertado ya que hoy día se demostró que el sistema solar corresponde a Kepler, y no a Copernico.

Mitos de la Historia: El “Oscurantismo”

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Es importante remarcar que el mito del oscurantismo en la edad media surge más que nada por polemistas contrarios a la doctrina católica. Es decir, no hay nada remotamente critico en el uso peyorativo de la palabra. La palabra oscurantismo fue acuñado por Petrarca, en lo que en realidad se refería era al bajo nivel o ausencia de la literatura clásica luego del colapso del imperio en occidente, y no a un supuesto estancamiento científico/tecnológico. Sigue leyendo “Mitos de la Historia: El “Oscurantismo””

Myriobiblon

Myriobiblon es un lugar donde intentaré exponer mis ideas sobre la historia antigua, medieval y moderna. La idea es tratar de dar un análisis sobrio sobre varios tópicos relacionados con los periodos ya mencionados. Mi enfoque será la historia de la ciencia, el periodo helenista y medieval y la historia del cristianismo. No me considero un experto y mis conocimientos de los temas subrayados provienen de mi habito de leer y aprender. No descarto hacer reseñas de libros de historia o ficción tampoco.