El pensamiento de Copérnico

y 4. La astronomía de Copérnico

1. La astronomía en la época de Copérnico

Las primeras aportaciones a la astronomía en Europa serán obra de Georg Peuerbach (1423-1465) y de su discípulo Johannes Müller (1436-1476), ambos alemanes, conocido éste como Regiomontano, en la época del Renacimiento y de la Reforma, en la que los descubrimientos y los viajes implicaron más conocimientos de astronomía y el desarrollo de los calendarios. Por otra parte, el humanismo, pese a su actitud anticientífica consigue, con su crítica de Aristóteles, facilitar a otros la ruptura con los esquemas conceptuales aristotélicos. Además, su desapego de este mundo facilita la nueva visión del Sol como fuente de las fuerzas vitales del universo. El neoplatonismo, con su apego por las matemáticas y el culto al Sol no será ajeno a este desplazamiento. Habría que destacar las concepciones de Marsilio Ficino, con la identificación del Dios con el Sol y su lugar central, (argumento similar al que se encuentra en Copérnico y Kepler) y las de Domenico Maria de Novara, neoplatónico y maestro de Copérnico (quien se relacionó con los neoplatónicos florentinos durante su estancia en Italia).

2. Las cuestiones copernicanas

Según la carta prefacio del De Revolutionibus al papa Pablo III, lo que le lleva a escribir su obra es buscar la solución del problema de los planetas, alejándose de la vía recorrida por los antiguos que, tras siglos de arduos trabajos y observaciones, se había mostrado no sólo infructuosa, sino abocada directamente al fracaso. En lugar de solucionar el problema de los planetas han creado un monstruo, nos dice Copérnico, por lo que la base conceptual de la astronomía clásica debe ser errónea. No hay acuerdo entre ellos, ni unidad en las explicaciones, por lo que debe de haberse cometido un error, “omitiendo algún elemento necesario o admitiendo algún elemento extraño y en modo alguno perteneciente a la realidad”, y encomienda su trabajo a la crítica de los matemáticos, es decir, de gente culta: es bajo las consideraciones matemáticas que su obra debe ser analizada, y aceptada o rechazada.

El libro I se presenta como una introducción -dirigida a los profanos- al problema que trata en el resto de libros, que son de difícil acceso para quienes no fueran astrónomos (al ser de carácter matemático), por lo que se suelen tomar como referencias explicativas del sistema copernicano las contenidas en el libro I. En los primeros capítulos del libro primero Copérnico establece la esfericidad del mundo y de los astros celestes, incluida la Tierra, siguiendo la tradición. También establece que el movimiento de los cuerpos celestes es uniforme y circular (o compuesto de movimientos circulares) en consonancia con la tradición aristotélica y escolástica. No será hasta el capítulo 5 cuando introduzca la movilidad de la Tierra, que experimenta tres tipos de movimiento. La movilidad de la Tierra será presentada por Copérnico como un avance en astronomía que permite resolver las dificultades de los sistemas anteriores. En efecto, admitidos estros tres movimientos de la Tierra es fácil, considera Copérnico, explicar tanto la retrogradación de los planetas como los periodos diferentes de los planetas en su recorrido a través de la eclíptica. En los capítulos que dedica a la justificación de los movimientos de la Tierra, afirma Copérnico que la materia tiene una tendencia natural a agregarse formando esferas que, también por naturaleza, se mueven con un movimiento rotatorio; la previsión del movimiento de la Tierra quedaría, así, justificada y, con ello, su intercambio de lugar con el Sol.

Sin embargo, para justificar sus novedades, Copérnico hubiera debido disponer de una nueva física, distinta a la aristotélica, que fuera compatible con la nueva disposición del universo, física de la que no se dispondrá hasta Galileo. El recurrir a la física de Aristóteles para explicar el movimiento no podía sino dificultar la aceptación de su propuesta. Los argumentos físicos de Copérnico son así, con frecuencia, incongruentes con el sistema que propone y no quedan suficientemente justificados, por lo que no pudo hacer frente con ellos a la física aristotélica, que sí era congruente con el universo de las dos esferas, lo que añade una nada despreciable dificultad a la empresa de alterar el orden celeste. De hecho, pese a la movilidad de la Tierra y a la inmovilidad de la esfera de las estrellas fijas, el universo de Copérnico es similar al aristotélico, manteniendo, entre otros supuestos, la existencia de esferas que arrastran a los planetas (pero que no pueden ser movidas por la esfera de las estrellas fijas, ahora en reposo) y sigue utilizando epiciclos, ya que todo movimiento debe ser circular.

A) Copérnico se plantea, pues, resolver el problema de los planetas. Según él, tiene que haber un error en Ptolomeo, pues en lugar de resolver el problema de los planetas crea un monstruo complejo (deferentes, ecuantes, etc.). Para resolver el problema, Copérnico se propone:

  • 1. Simplificar la explicación ptolemaica (no lo conseguirá)
  • 2. Evitar el ecuante

B) Además se propone colocar al Sol, en cuanto símbolo de Dios, (imago Dei), en el centro del Universo (recurriendo a un argumento teológico-estético, y no físico)

C) Por último, se propone atenerse a los resultados de la astronomía planetaria matemática. Los resultados ptolemaicos no coinciden con observaciones cuidadosas realizadas a simple vista. Pero Copérnico, que poseía datos acumulados durante trece siglos, también cometerá importantes errores, dado que muchos de los datos acumulados eran erróneos y le equivocaron.

El De Revolutionibus aporta un nuevo enfoque a la astronomía que presenta una solución simple y precisa al problema de los planetas y que conduce a un nuevo modelo cosmológico. Pero aún así, el modelo que ofrece sigue siendo más cercano al de la cosmología clásica que el que desarrollaron sus seguidores (Kepler y Galileo), ya que tanto el marco cosmológico como la física terrestre que utilizó pertenecían a la astronomía ptolemaica (al igual que los procedimientos matemáticos).

3. Características del sistema de Copérnico

A) Heliocentrismo. En el centro e inmóvil, el Sol.

En el sistema copernicano, el Sol dejará de moverse circularmente alrededor de la Tierra, permaneciendo fijo en inmóvil en el centro del universo, siendo ésta la que girará en torno a él. No obstante, aún en ese caso Copérnico debe explicar aún el movimiento aparente del Sol sobre la eclíptica. Este movimiento lo explica como el efecto que produce contra la esfera de las estrellas fijas las distintas posiciones que ocupa la Tierra y desde las que vemos el Sol a lo largo del desplazamiento anual de la Tierra alrededor del Sol, por lo que el Sol, aunque no se mueve, parece moverse del mismo modo en que se describe en la eclíptica de Ptolomeo. Sin embargo, la comparación de ambas interpretaciones no beneficia a Copérnico, ya que el sistema ptolemaico explicaba el fenómeno con mayor sencillez.

Representación del universo de Copérnico del De Revolutionibus

B) Tres movimientos de la Tierra (que no ocupa ya un lugar central)

La Tierra, en el sistema copernicano, no permanece inmóvil en el centro del universo, sino que, a diferencia de los sistemas geocéntricos, está sometida a un triple movimiento: un movimiento diario de rotación sobre su propio eje, un movimiento anual de traslación alrededor del Sol, y movimiento de oscilación cónico y anual de su propio eje.

Con el movimiento de rotación de la Tierra sobre su propio eje, Copérnico explica el aparente desplazamiento de la bóveda celeste de este a oeste, observado desde la Tierra. Si la Tierra gira de oeste a este y la esfera de las estrellas fijas permanece inmóvil, el efecto visual es exactamente el mismo, siendo imposible discriminar cuál sea el movimiento verdadero. En ambos casos la observación directa parece situar a la Tierra en el centro del universo.

Pero ¿Cómo explicar el movimiento de traslación alrededor del Sol? Si la Tierra se moviera alrededor del Sol, la posición angular de las estrellas desde el mismo lugar de la Tierra, cuando esta se encuentra en dos puntos opuestos de la órbita alrededor del Sol, no podría ser la misma, por mínima que fuese su variación. Pero esta diferencia angular (conocida como “paralaje estelar”), al estar tan alejadas las estrellas, no se observaba en la época. No obstante, dice Copérnico, el problema se puede solucionar aumentando las dimensiones del universo, de modo que la órbita que describe la Tierra alrededor del Sol sea lo suficientemente cercana a este para que, dadas las enormes dimensiones del universo, parezca seguir estando en el centro, en un desplazamiento mínimo. Aún así, las dimensiones que debería tener el universo según la anterior apreciación, resultaban ser tan inmensamente grandes en relación con las creencias que se poseían en la época, que no fue aceptada, por lo general, su hipótesis sobre la magnitud de las distancias entre los astros. Tendrían que pasar aún unos cuantos siglos para que se confirmara esta hipótesis, ya que el paralaje estelar fue observado por primera vez por el matemático y astrónomo alemán Friedrich Wilhelm Bessel (1784 - 1846) en 1838, en una estrella de la constelación del El Cisne.

Respecto al tercer movimiento de oscilación cónica y anual del eje terrestre necesita introducirlo para mantener constante la inclinación de 23 grados y medio respecto a la perpendicular del plano de la eclíptica.

C) Movimiento uniforme y circular para los astros

En lo que respecta a los planetas la solución propuesta por Copérnico supone una auténtica innovación que permite eliminar los epiciclos mayores (se mantienen algunos menores) de las órbitas de los planetas para explicar la retrogradación. La retrogradación deja de corresponder a un movimiento real de los planetas: es sólo un movimiento aparentemente irregular que se produce por el movimiento de la Tierra alrededor del Sol. Como los periodos orbitales de la Tierra y de los planetas son distintos, el fenómeno de la retrogradación sólo aparece cuando la Tierra, con un movimiento orbital más rápido, sobrepasa a los planetas superiores, o cuando los planetas inferiores, con un movimiento orbital más rápido que el de la Tierra, sobrepasan a ésta.

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Algo similar ocurre con las variaciones del tiempo empleado por los planetas para recorrer la eclíptica, que la astronomía ptolemaica solucionaba añadiendo deferentes y epiciclos, mientras que la copernicana lo hará recurriendo a órbitas circulares (a veces combinadas con epiciclos menores) y suponiendo la rotación y traslación de la Tierra. De este modo Copérnico empleaba siete círculos, frente a los 12 de Hiparco y Ptolomeo, para explicar los movimientos planetarios. Sin embargo, pese a que la solución de Copérnico era cualitativamente más simple que la de Ptolomeo, no permitía predecir la posición de los planetas con la misma precisión que la de este. Copérnico, de hecho, además de las siete órbitas circulares tuvo que recurrir al uso de epiciclos menores y excéntricas (más de 30 círculos en total), con lo que su sistema seguía siendo tan engorroso como el de Ptolomeo y, en el mejor de los casos, obtenía resultados similares a los de Ptolomeo, pero no conseguía mejorarlos.

Así, pese a las simplificadas representaciones del universo copernicano a las que estamos acostumbrados, éste ofrecía una compleja combinación de movimientos circulares en los que, por ejemplo, el Sol no ocupaba exactamente el centro geométrico de la órbita terrestre, sino que éste se encontraba en un punto excéntrico que se desplazaba sobre un epiciclo que, a su vez, giraba sobre un deferente en cuyo centro estaba el Sol. Este tipo de combinaciones, aplicadas también a los planetas, permitía explicar irregularidades de sus movimientos, pero hacía más complejo el sistema (tres círculos para la Luna, por ejemplo) lo que no suponía una mejora de los cálculos matemáticos del sistema ptolemaico, que era uno de los objetivos que se había propuesto Copérnico al comenzar su obra. No obstante, la afirmación del movimiento de la Tierra fue interpretada por sus seguidores como la clave que podría solucionar el problema de los planetas (como así ocurrió con Kepler y Galileo).

Hay, sin embargo, un aspecto de la astronomía copernicana que sí puede reclamar una mayor precisión que la ptolemaica: la fijación del orden de los planetas en función de sus periodos orbitales. Desde una hipótesis heliocéntrica, los periodos orbitales tienen una relación directa con la distancia de cada planeta al Sol, por lo que se puede fijar con precisión dicho orden, cosa que la astronomía ptolemaica no podía hacer. De hecho, todavía en la época de Copérnico se discutía el orden de los planetas, especialmente de Mercurio y Venus, lo que ha sugerido a muchos estudiosos la hipótesis de un argumento estético (de origen neoplatónico) para la imposición del sistema copernicano: la excelencia del Sol y su simbolismo:

“Encontramos en esta admirable ordenación una simetría del mundo y su nexo de armonía entre el movimiento y la magnitud de los orbes como no pueden ser descubiertas de ninguna otra forma”.

D) Esfera de las estrellas fijas y esferas celestes intermedias.

La consecuencia más inmediata de hacer girar a la Tierra sobre su propio eje, es la negación del movimiento circular de la esfera de las estrellas fijas alrededor de la Tierra. Copérnico afirmará, pues, que la esfera de las estrellas fijas permanece estacionaria, pero que sigue limitando el universo, - no planteándose la posibilidad de un universo infinito-, por lo que se mantiene así dentro del esquema cosmológico del universo de las dos esferas. Por lo demás, pese a los intentos de simplicación del número de movimientos circulares que debería suponer la centralidad de la Tierra, se verá obligado a mantener el uso de epiciclos y deferentes para hacer concordar los datos de la observación con las predicciones acerca del movimiento de los astros, y sólo consigue realmente simplificar el movimiento de los planetas. También mantiene el recurso a esferas celestes intermedias para poder justificar el movimiento de los planetas.