Evolución de las Teorías Científicas: De la Revolución Copernicana a la Relatividad de Einstein

De la Teoría Geocéntrica a la Revolución Copernicana

Una teoría científica es un conjunto de ideas o hipótesis (suposiciones) que cumplen las dos condiciones siguientes: concordancia con las observaciones o los datos registrados y no ser contraria a los conceptos básicos. Durante aproximadamente 2000 años, desde Aristóteles hasta después de los viajes de Colón al Nuevo Mundo, se creía que la Tierra era el centro del universo: teoría geocéntrica. La sustitución por Copérnico de esta teoría por la heliocéntrica, admitiendo que el Sol ocupa el centro alrededor del cual gira la Tierra, se denomina Revolución Copernicana.

El Desarrollo de la Teoría Heliocéntrica

Copérnico elaboró su modelo astronómico centrado en el Sol. La revolución no se llevó a cabo en pocos años, y hubo que esperar 150 años para su asentamiento. Su semilla creció y se desarrolló en los trabajos de Galileo y Kepler, mientras que Newton configuró el árbol definitivo conformando lo que se denomina Revolución Científica. La teoría heliocéntrica tuvo éxito porque era adaptable. Así, Kepler fue capaz de incorporar el concepto de la órbita elíptica, sin destruir la idea esencial de la teoría heliocéntrica de Copérnico.

La Ley de Gravitación Universal de Newton

El inglés Newton admite que el sistema solar es un mecanismo que funciona de acuerdo con su ley de gravitación universal:

El movimiento de la materia está determinado por la fuerza de la gravedad, siendo esta el gran patrón de la Mecánica cósmica. Newton postuló además la existencia en el éter cósmico de unos referenciales de espacio y tiempo absolutos, determinados e inmóviles, sobre los cuales se pueden conocer con absoluta precisión las posiciones, los instantes y el movimiento de los cuerpos. La física es la ciencia por excelencia y las leyes de Newton son consideradas como la obra más portentosa de la capacidad humana. La física afirma que el universo se mantiene en marcha gracias a la energía. Esta aparece de distintas formas (energía potencial gravitatoria, energía cinética, energía eléctrica, etc.) que pueden interconvertirse entre sí. De la misma forma que existe una cantidad limitada de dinero, también hay una cantidad disponible de energía, expresable en forma de principio de conservación: La energía ni se crea ni se destruye, simplemente se transforma de una forma en otra en las distintas interacciones, y se puede disipar.

La Entropía y la Evolución de los Sistemas

La espontaneidad de una transformación de un sistema material se caracteriza por la magnitud entropía, que es una medida del desorden de un sistema, de forma que los sistemas materiales evolucionan en la naturaleza de formas más ordenadas a otras más desordenadas, en virtud de la tendencia de las partículas constituyentes de dicho sistema a adquirir una distribución al azar. Los sistemas y los procesos de la naturaleza evolucionan aumentando su entropía. Dicho aumento está regido por las mismas reglas que las leyes de la probabilidad o de la estadística.

Teoría de la Relatividad de Einstein

En la segunda mitad del siglo XIX, la explicación del escocés James Clerk Maxwell de que la luz es una radiación electromagnética, que se propaga con una velocidad igual a 300.000 km/s, hizo que se tuviera que revisar la hipótesis de la existencia del éter cósmico como sistema de referencia absoluto.

En 1905, Einstein publicó su artículo de la teoría especial de la relatividad sobre la base de que la velocidad de la luz es una constante universal finita e igual a 300.000 km/s en el vacío y rechazó la hipótesis de la existencia del éter referencial del espacio. Las principales consecuencias de la teoría especial de la relatividad son:

• La dilatación del tiempo para la medida temporal de dos observadores que se muevan entre sí con una velocidad cercana a la de la luz.
• La contracción de la longitud para la medida de una longitud por dos observadores que se mueven entre sí con una velocidad próxima a la de la luz.
• La equivalencia entre masa y energía, lo que tiene un gran alcance en la física nuclear, pues la disminución de masa, m, de un sistema material ocasiona una gran cantidad de energía, E, que se relacionan entre sí mediante la ecuación: E=mc², donde c es la velocidad de la luz en el vacío.

Después de publicar la teoría especial, Einstein elaboró la teoría general de la relatividad para sistemas que aceleran o deceleran.