El pensamiento de Copérnico

3. La astronomía anterior a Copérnico

Los intentos de solución del problema de los planetas

Fueron muchos, a lo largo de los siglos, los intentos de solución del problema de los planetas, tanto en el contexto de la filosofía grecolatina como en el de las filosofía cristiana e islámica, aunque nos vamos a detener sólo en los más significativos hasta Ptolomeo.

La solución de Eudoxo de Cnido (-408 a -355)

Eudoxo supone la existencia de esferas intermedias homocéntricas, para solucionar el problema de los planetas, de acuerdo con los presupuestos señalados anteriormente. Calipo, discípulo de Eudoxo, añade aún más esferas intermedias.

Eudoxo suponía la existencia de tres esferas para el Sol y la Luna y cuatro para cada uno de los planetas, además de la de las estrellas fijas, lo que hacía un total de 27. En el caso de los planetas, una compleja combinación de los movimientos de sus esferas, con distintos períodos de rotación, pretendía explicar la retrogradación. No obstante, las esferas homocéntricas suponen que las distancias de los planetas a la Tierra deben ser invariantes, lo que no parece ocurrir, ya que, al retrogradar, el brillo de los planetas aumenta, lo que parece ser una prueba de que se encuentran entonces más cerca de la Tierra.

Como es sabido, Aristóteles integró esta solución en su cosmología, recurriendo a 55 esferas homocéntricas, y a la distinción entre el mundo sublunar y el supralunar, compuesto éste de una quinta esencia a la que llamó éter. Esta explicación, apelando a esferas homocéntricas se abandonó al encontrar respuestas más satisfactorias.

Apolonio de Perga (-262 a – 190) e Hiparco de Nicea ( -161 a-127)

Sistema de epicilo y deferenteApolonio e Hiparco sustituyeron las esferas homocéntricas por el sistema de epiciclos y deferentes (aunque el origen exacto de estos dos elementos nos sea desconocido). En el siglo -III Apolonio, famoso también por sus estudios de geometría, especialmente sobre las secciones cónicas, propuso explicar el movimiento de retrogradación de los planetas basándose en los "epiciclos" y los "deferentes". Según esta explicación, el planeta no tiene su centro de rotación en la Tierra, sino sobre una circunferencia (a la que llamó epiciclo) cuyo centro se sitúa sobre una nueva circunferencia que gira alrededor de la Tierra (a la que llamó deferente), desplazándose así con ella. La combinación de estos dos movimientos circulares y uniformes permitía explicar el movimiento de retrogradación sin tener que prescindir de situar a la Tierra en el centro del universo.

Hiparco introdujo otro mecanismo adicional, el "deferente", Según esta explicación, el movimiento de los planetas es la resultante de dos movimientos circulares y uniformes: el del epiciclo, sobre el que gira el planeta y cuyo centro de rotación gira, a su vez, sobre otra circunferencia cuyo centro se encuentra en la Tierra, el deferente. Con esta combinación de movimientos se explicaba el movimiento de los planetas con respecto a la esfera de las estrellas fijas, al tiempo que se explicaba la retrogradación (al estar sobre el plano de la eclíptica no se ve el bucle, sino sólo el desplazamiento lineal del planeta en sentido inverso). Las velocidades de rotación, ajustándose adecuadamente, pueden dar cuenta del movimiento de cualquier planeta.

Al retrogradar, el planeta se encuentra más cerca de la Tierra, de ahí el aumento de su brillo (lo que no se podía explicar con la hipótesis de las esferas homocéntricas). Esta explicación ofrecía, además, una mayor simplicidad que la anterior.

El Sol y la Luna, dado que no retrogradan, sólo precisan de un deferente (sin epiciclo). Los planetas precisan de un combinación de deferentes y epiciclos de modo que se puedan generar el número de bucles necesarios para explicar sus retrogradaciones (uno para Venus, tres para Mercurio, 11 para Júpiter, 28 para Saturno).

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Ptolomeo (100-178)

Ptolomeo introducirá algunas modificaciones en el sistema de deferentes y epiciclos para poder dar cuenta de anomalías menores, modificaciones que seguirán añadiéndose, posteriormente, por otros astrónomos, en lo que se conocerá simplemente como astronomía ptolemaica, un cierto enfoque del problema de los planetas. Uno de estos problemas era el desfase de 6 días entre el equinoccio de otoño y el de primavera, lo que implicaba que, si la órbita del Sol era circular, éste se desplazaba más rápido en invierno que en verano. No era posible explicar este desfase sobre el supuesto de un movimiento circular uniforme con centro en la Tierra. El problema se solucionó añadiendo un epiciclo en la órbita solar cuyo radio era 0’03 veces el radio del deferente (la distancia del Sol a la Tierra), que no produce bucles retrógrados, pero que permitía “alargar” la órbita del Sol durante el verano y “acortarla” durante el invierno, manteniendo los paradigmas de movimiento circular y uniforme.

El ecuante en PtolomeoHay que distinguir, pues, dos tipos de epiciclos: Los epiciclos “menores”, que sirven para corregir desacuerdos entre los datos empíricos observados y los presupuestos teóricos, y los epiciclos “mayores” que explican irregularidades notables, como la retrogradación. Todos los sistemas ptolemaicos utilizan 5 epiciclos mayores, ya que son 5 los planetas que retrogradan, y un número variable de epiciclos menores (12 o más). (Es de notar que Copérnico eliminó los epiciclos mayores de su cosmología, pero mantuvo el uso de epiciclos menores).

En algunos casos se recurre a un epiciclo menor sobre uno mayor, para obtener movimientos más elaborados, combinando la dirección de movimientos, dando lugar a trayectorias que pueden llegar a ser muy complejas. (fig 23 a)

Ptolomeo, además, introduce la excéntrica que, al igual que los epiciclos menores, sirve para corregir ciertas discrep ancias. La excéntrica es un deferente cuyo centro se haya desplazado con respecto al de la Tierra. Es el dispositivo que empleó Ptolomeo para explicar el movimiento del Sol y los seis otros (p. 106). El centro de la excéntrica puede estar situado, a su vez, sobre un deferente o sobre una segunda excéntrica de menor tamaño (lo que sería equivalente a un epiciclo menor situado sobre un deferente y a un epiciclo menor situado sobre una excéntrica, respectivamente).

El ecuante (que será rechazado por Copérnico) es un punto determinado (A) que se encuentra a una cierta distancia del centro de rotación del deferente (la Tierra) de modo que el deferente gira a velocidad no uniforme respecto a su centro (la Tierra) pero a velocidad uniforme respecto del ecuante. Esto explica, en el caso del Sol, por ejemplo, los 6 días de diferencia entre los equinoccios. (Ver gráfico del ecuante).

Copérnico rechazará el ecuante pues las irregularidades de la rotación eran violaciones de la simetría circular uniforme.