Evolución del Modelo Cosmológico: De Ptolomeo a Newton

Ptolomeo y el Modelo Geocéntrico

En el siglo II d.C., Ptolomeo amplió la idea de Aristóteles para crear un modelo cosmológico completo. En este modelo, la Tierra permanecía en el centro, rodeada por ocho esferas que transportaban la Luna, el Sol, las estrellas y los cinco planetas conocidos en aquel tiempo: Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. Los planetas se movían en círculos más pequeños (epiciclos) engarzados en sus respectivas esferas, lo que explicaba sus complicadas trayectorias celestes.

Copérnico y la Revolución Heliocéntrica

En 1514, el sacerdote polaco Nicolás Copérnico propuso un modelo heliocéntrico más simple. Su idea central era que el Sol estaba estacionario en el centro, y que la Tierra y los planetas se movían en órbitas circulares a su alrededor. Aunque su modelo no se impuso inmediatamente, Copérnico fue un precursor clave para otros científicos que, con el tiempo, lograron el reconocimiento de su teoría.

A pesar de su avance, el modelo de Copérnico presentaba algunos problemas. Al comparar las predicciones del modelo con los datos astronómicos reales, se encontraron diferencias. Para resolverlas, Copérnico introdujo epiciclos en los movimientos circulares de los planetas y desplazó ligeramente el Sol del centro. Aun así, las predicciones sobre la posición de Marte seguían siendo imprecisas.

Galileo y las Observaciones Telescópicas

Galileo Galilei fue uno de los primeros científicos en apoyar la teoría de Copérnico. Aunque inicialmente sus investigaciones no se centraban en este tema, todo cambió cuando, utilizando un telescopio construido por él mismo, comenzó a observar la Luna, el Sol, los planetas y las estrellas. En marzo de 1610, publicó "El mensajero de los Astros" (Sidereus Nuncius), un libro que revolucionó la astronomía. En él, describía observaciones inéditas: la superficie de la Luna con sus cráteres, montañas y depresiones; la naturaleza estelar de la Vía Láctea; los satélites de Júpiter y, más tarde, las fases de Venus. Con este libro, nació la astronomía moderna.

Al observar Júpiter, Galileo descubrió cuatro "estrellas errantes" (los satélites galileanos) que giraban a su alrededor. Este descubrimiento implicaba que no todo tenía que girar alrededor de la Tierra, como habían supuesto Aristóteles y Ptolomeo. Fue entonces cuando Galileo se adhirió públicamente al sistema copernicano.

Cita de Galileo

"Tenemos aquí un argumento notable y óptimo para eliminar los escrúpulos de quienes, aceptando con ecuanimidad el giro de los planetas en torno al Sol según el sistema copernicano, se sienten con todo turbados por el movimiento de la sola Luna alrededor de la Tierra, al tiempo que ambas trazan una órbita anual alrededor del Sol, hasta el punto de considerar que se debe rechazar por imposible esta ordenación del universo..."

Kepler y las Órbitas Elípticas

Johannes Kepler descubrió que Marte giraba alrededor del Sol siguiendo una elipse, no un círculo. En este tipo de órbitas, el Sol no está en el centro, sino en uno de los focos de la elipse. Kepler también observó que cuando un planeta está en su punto más próximo al Sol (perihelio), se acelera, y cuando está en el punto más lejano (afelio), se mueve más lento. Estas observaciones se formalizaron en las leyes de Kepler del movimiento planetario.

Newton y la Ley de Gravitación Universal

En 1687, Isaac Newton publicó su obra "Principia Mathematica", donde estableció los tres principios de la Mecánica: el principio de inercia, el principio fundamental de la dinámica (relación entre fuerza y aceleración), y el principio de acción y reacción. Además, formuló la ley de Gravitación Universal.

Según esta ley, todos los objetos materiales del universo se atraen mediante una fuerza gravitatoria. Esta fuerza es directamente proporcional al producto de las masas de los cuerpos e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos. Esta ley se aplica tanto a los cuerpos celestes como a los objetos y seres en la Tierra.

Newton comprendió que, debido a la gravedad, las estrellas deberían atraerse mutuamente y, por lo tanto, no podrían estar en reposo. Sin embargo, en su época, la idea de un universo en constante cambio y evolución era difícil de concebir, incluso para él.