Evolució de l'Astronomia: Des dels Sumeris fins a la Mecànica Quàntica

Astronomia vs. Astrologia

Astronomia: Ciència que estudia la naturalesa i els moviments dels astres de l'Univers, així com el seu origen i evolució.

Astrologia: Estudi especulatiu de les influències dels astres sobre el món sublunar, especialment sobre el destí dels homes i la meteorologia.

Primers Estudis Astronòmics

Sumeris i Babilonis (3000 a. C.)

Concebien una Terra sòlida, en forma de disc, que flotava sobre les aigües. Coneixien els planetes visibles a ull nu (Mercuri, Venus, Mart, Júpiter i Saturn), a més del Sol i la Lluna. Predeien els canvis estacionals gràcies als moviments d'aquests planetes, establint així un calendari anual funcional.

Grecs

Van establir un calendari de 365 dies i van començar a separar la religió de la cosmologia.

Anaxàgores (499 – 428 a. C.)

Proposà que els planetes eren cossos sòlids, explicant així els eclipsis.

Parmènides (540 – 450 a. C.)

Va afirmar que la Terra era esfèrica.

Filolau

Va teoritzar que el Sol i la Terra giraven al voltant d'un foc central, on es trobava el tron de Zeus, pressuposant així que la Terra es movia.

Aristòtil

Va establir que l'estat de repòs era l'estat bàsic dels cossos, i que el moviment era provocat per una causa (teoria vàlida fins a Galileu).

Heràclit, Demòcrit i Epicur

Van discrepar amb la teoria d'Aristòtil.

Heràclit (385 – 315 a. C.)

Va proposar que la Terra gira sobre si mateixa i Venus al voltant del Sol.

Aristarc

Va formular el primer sistema heliocèntric i va calcular la distància de la Terra a la Lluna amb molta precisió.

Eratòstenes

Va calcular el radi de la Terra.

Ptolemeu (150 a. C.)

Va proposar un Univers geocèntric.

FITXA:

A) Trajectòria aparent d'un planeta inferior, exemplificat en el cas de Mercuri.

B) Posicions relatives de la Terra i Mercuri a les seves òrbites respectives, les quals expliquen el moviment aparent de Mercuri descrit a la part A de la figura.

Revolució Científica

Nicolau Copèrnic (1473 – 1543)

Convocat pel Vaticà per elaborar el calendari gregorià, va concloure que el Sistema Solar era heliocèntric, amb òrbites circulars i esferes de vidre que sostenien els planetes.

Giordano Bruno

Va proposar un Univers infinit on les estrelles eren sols a enormes distàncies.

Tycho Brahe (1546 – 1601)

Va realitzar càlculs astronòmics precisos, arribant a dues conclusions: 1. Terra immòbil. 2. Estrelles a distàncies més grans del que es suposava. Va optar per la primera opció, però va deixar que el seu deixeble, Kepler, trobés l'explicació correcta.

Johannes Kepler (1571 – 1630)

Va realitzar càlculs astronòmics sobre Mart, defensant el model heliocèntric. Va determinar que les òrbites el·líptiques dels planetes no eren circulars i que el Sol era un dels focus. També va descobrir que els planetes no es mouen a velocitat constant al voltant del Sol.

Galileu Galilei (1564 – 1642)

Va observar que el Sol girava sobre si mateix en aproximadament un mes i que la Via Làctia era un cúmul d'estrelles. Va formular el principi d'inèrcia: l'estat natural dels cossos és el repòs o el moviment rectilini uniforme.

Isaac Newton (1643 – 1727)

Va postular que la caiguda dels cossos era provocada per una força d'atracció. Va explicar que la Lluna no cau sobre la Terra a causa de la gravetat, que disminueix amb la distància, i que el seu moviment orbital genera forces centrífuga i centrípeta. Amb la fórmula g = G·M·m/d² i F = m·a, va aclarir la diferència entre massa i pes.

Albert Einstein

Va revolucionar la física amb la teoria de la relativitat:

• El temps depèn del sistema de referència.
• El temps depèn de la velocitat del sistema.
• El temps és la quarta dimensió.

Hubble i Humason

Van observar que les galàxies més llunyanes tenien colors diferents, desplaçats cap al roig.

Efecte Doppler

• Les rates: s'orienten per túnels mitjançant els moviments del seu propi cos.
• El ximpanzé: en un experiment, va aconseguir agafar plàtans elevats utilitzant caixes i pals després de pensar una estratègia.
• El tren: els passatgers senten el soroll del tren amb la mateixa intensitat, mentre que els qui l'esperen a la via el senten cada cop més fort a mesura que s'apropa.

Proves del Big Bang

1. Radiació de fons de l'Univers: la sonda WMAP ha enviat dades que confirmen l'existència d'aquesta radiació.
2. Expansió de l'Univers: l'efecte Doppler demostra que l'Univers està en expansió, per tant, en el passat era molt més petit.
3. Relativitat General: segons Einstein, l'Univers ha d'estar en expansió o en contracció.
4. Foscor al cel nocturn: si l'Univers fos infinit en mida i edat, no tindríem nit, ja que sempre ens arribaria llum (paradoxa d'Olbers). El Big Bang ho resol donant-li una edat de 13.700 milions d'anys.
5. Presència d'elements lleugers: la proporció d'hidrogen, heli i liti a l'Univers coincideix amb les prediccions de la teoria.

Mecànica Quàntica

Branca de la física que estudia el comportament de la llum i la matèria a nivell de partícules subatòmiques, i les lleis que les regeixen. És tan important preguntar-se què origina l'Univers com què el manté.

Max Planck

Va explicar la radiació d'un cos negre postulant que emetia i absorbia llum en paquets anomenats quanta.

Albert Einstein

Va explicar l'efecte fotoelèctric: l'emissió d'electrons per part d'alguns metalls en ser il·luminats.