REVOLUCION REVOLUCION COPERNICA COPERNICANA NA · Copérnico: Idea principal principal era explicar los movimientos de las estrellas, el Sol, la Luna y los planetas partiendo de la base de que la Tierra giraba alrededor del Sol ⦁
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Esta idea no era nueva , ya la había desarrollado el astrónomo griego Aristarco de Samos Samos (c. 310 a.C. a.C. – c.230 a.C.), Copérnico fue el primero que la desarrolló sistemáticamente; es decir, fue el primero que hizo el arduo trabajo de cálculo, trabajo que demoró décadas La propuesta planteaba un conjunto de problemas a resolver, no sólo desde el punto de vista de la astronomía (abocada a predecir y describir matemáticamente matemáticamente los cambios de posiciones de los astros), sino también para la física (que se ocupaba del cambio en general y de los movimientos de los objetos en la Tierra) y para la cosmología (que busca presentar una imagen acerca del universo)
ASTRONOMÍA, FÍSICA, COSMOLOGÍA ⦁
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¿Qué hicieron los griegos? La diferencia fundamental entre los trabajos e investigaciones investigaciones realizados por los filósofos fil ósofos griegos a partir del siglo VI a.C. y los de sus pares de la Mesopotamia asiática y Egipto fue el carácter “racional” de sus explicaciones de los fenómenos celestes y terrestres. Los griegos desarrollaron una cosmovisión en la cual los fenómenos que tienen explicación son explicadosapelando a la naturaleza de las cosas, sin la intervención de dioses o de otros elementos mágicos
movimientoo y la En segundo lugar, vincular las preguntas por el cambio , el movimient naturaleza de las cosas en general , de las que se ocupa la física, con aquellas acerca de los fenómenos que se observan en los cielos
LOS FENÓMENOS CELESTES · ¿Cuáles son los fenómenos celestes que se repiten cíclicamente? 1° Día y la noche 2°Posición de estrellas y constelaciones : se mueven describiendo círculos de velocidad constante de ESTE a OESTE 3° Movimientos del sol: Diferencia día y noche, él varía la visibilidad de las estrellas en la tierra. Solsticio de verano (En el caso de que el solsticio sea en el hemisferio sur, el sol está más cercano al hemisferio sur, por lo que los días son más largos y la temperatura es mayor), Solsticio de invierno (Lo mismo a lo de verano, pero opuesto) y Equinoccios (Ocurre en Primavera o en Otoño, dependiendo el hemisferio, el sol está intermedio en el Ecuador, el día y la noche duran casi lo mismo) 4° Movimientos lunares: La luna presenta fases que ocurren cíclica y mensualmente, fases que dependen de las relativas posiciones del Sol, la Tierra, y la Luna. 5° Movimientos planetarios : Cada planeta tiene también su propio ciclo, y muestra también un fenómeno llamado “Retrogradación” “Retrogradación” (Su recorrido cíclico en dirección este no se da a velocidad constante, sino que a veces parecen detenerse, detenerse, avanzar sobre el fondo de estrellas fijas fi jas en dirección oeste y luego volver a retrocede)
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DOS MÁXIMOS MODELOS DEL MUNDO ⦁
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Modelo Geocéntrico y Heliocéntrico: El primero es anti-copernicano y el segundo es copernicano.
Similitudes : coinciden en modelar las estrellas fijas como si estuviesen situadas en la superficie de una enorme esfera dentro de la cual se encuentran el Sol, la Tierra y los planetas. También acuerdan en que las luces que brillan en el cielo son efectivamente cuerpos materiales y de forma aproximadamente esférica.
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Diferencias:
* Según el modelo Geocéntrico, el movimiento diario de las estrellas en dirección anti horaria se explica por el giro de la esfera de las estrellas fijas, cuyo eje, que tiene en el polo norte celeste a la estrella polar, coincide con el eje terrestre. De acuerdo con este mismo modelo, el Sol también da una vuelta en sentido anti horario alrededor de la Tierra, sólo que algo más lento que las estrellas fijas. Se explican así tanto el movimiento diario de las estrellas como el día y la noche y el retraso del Sol. * Según el modelo Heliocentrista (de acuerdo con el cual, como ya dijimos, el Sol se encuentra en el centro y quieto), el movimiento diario de las estrellas en dirección anti horaria se explica por el giro de la Tierra sobre su propio eje en dirección horaria. Así, el movimiento de las estrellas sería sólo aparente. Del mismo modo, sería aparente el movimiento diario del Sol también quieto y efecto de la rotación terrestre. Siendo así, cabe preguntarse ¿Por qué el Sol cambia su posición relativa con respecto a las estrellas? La respuesta a este interrogante involucra considerar ya no sólo el movimiento diario sino también el anual. ⦁
Ciencia aristotélica
Ø El universo aristotélico, basado, consistía en una esfera cuyos límites exteriores coincidían con los del espacio. Tanto las estrellas como el Sol, la Luna y los planetas estaban engarzados, fijos, en esferas transparentes y concéntricas, superpuestas unas sobre otras. Fuera de la esfera más exterior no había materia ni, en consecuencia, nada, ni siquiera espacio vacío. La idea misma de la posibilidad de espacio sin materia resultaba como una abstracción absurda y sólo sería reivindicada en la modernidad. El universo estaba cualitativamente dividido en dos. Por un lado, el mundo sublunar (todo aquello inscripto dentro de la esfera lunar, es decir, entre la Luna y el centro de la Tierra) y el supralunar (la esfera lunar y todo lo exterior a ella hasta los confines del universo). En el centro de este universo se hallaba la Tierra. Ø La materia del mundo sublunar está compuesta por cuatro elementos o cuerpos simples: Tierra, Agua, Aire y Fuego. Ø Tipos de movimientos: - Los NATURALES (Ejemplo: que la Tierra se encuentre ubicada en el centro del universo, está en su “lugar natural”. – Los VIOLENTOS o FORZADOS (Hay una intervención de una fuerza exterior). Ø El movimiento natural de los objetos del ámbito supralunar es circular, 2
alrededor del centro del universo. Este movimiento es eterno, recurrente, previsible. ⦁
Astronomía antigua
Ø Los principios fundamentales de la astronomía antigua eran dos: la circularidad de los movimientos y la constancia de su velocidad Ø La explicación de las retrogradaciones suponía un grave problema: los planetas parecen detenerse y retroceder, y eso parecía ser una clara violación de los dos principios que acabamos de mencionar. Ø Modelo de epiciclos y deferentes: Los planetas se hallaban montados en un círculo cuyo eje estaba fijado a la esfera que describía su órbita original. El movimiento de los planetas, así, era un movimiento compuesto: el planeta se movía en un círculo superficial llamado “epiciclo” (que justamente quiere decir “círculo-apoyado-encima” en griego), y el epiciclo se desplazaba a lo largo de la circunferencia llamada “deferente”. El centro del epiciclo estaba siempre sobre el deferente y éste tenía su centro en el de la Tierra. Al variar los tamaños de los epiciclos, se podían reproducir retrogradaciones de distintas magnitudes; cuanto más grande el epiciclo, mayor la retrogradación. Ø Se incorporaron entonces los llamados “epiciclos menores”, que servían para eliminar pequeños desacuerdos entre teoría y observación. ⦁
Pensamiento de Copérnico
Ø Argumenta a favor del movimiento de la tierra. Ø Copérnico adhiere a la idea aristotélica de los lugares naturales y procura conservar el marco físico aristotélico con una diferencia, nada sutil, pero razonable: cambiar el centro del universo por el centro de cada planeta (incluida la Tierra) como lugar al que tienden los graves (los cuerpos que caen). Ø A su vez, el aparente retraso diario del Sol con respecto a las estrellas se debería a la traslación terrestre: cada día que pasa, la Tierra se ha movido un poco hacia el oeste, lo cual genera la apariencia del avance paulatino del Sol hacia el este. Y lo mismo, en general, con el movimiento normal de los demás planetas. Ø La principal virtud del sistema copernicano, sin embargo, consiste en la explicación cualitativa de las retrogradaciones de los planetas. De acuerdo con la visión copernicana, la Tierra es el tercer planeta a partir del Sol. Más cercanos al Sol se encuentran Mercurio y Venus, y más lejanos, Marte, Júpiter y Saturno. A cada uno de los seis planetas le corresponde un círculo cuyo centro está en el Sol Ø Estas ideas no sólo permitían a Copérnico dar cuenta de las retrogradaciones de un modo cualitativo, también permitían calcular los tamaños de las órbitas planetarias, a partir del tiempo que demoraban los planetas en recorrerlas dando una vuelta, y el hecho de que los planetas interiores (ubicados entre el Sol y la Tierra) planteaban más retrogradaciones al año. Ø El sistema de Copérnico, no obstante, distaba de ser perfecto, especialmente a la hora de dar una explicación matemática precisa de los movimientos celestes 3
Ø Problema de la paralaje: Si la Tierra se moviese, razonaban por entonces, las posiciones relativas de las estrellas fijas deberían cambiar. ⦁
La astronomía de Brahe y Kepler
Ø La evidencia recogida por los Brahe sería fundamental para las discusiones posteriores no tanto porque favorecieran al copernicanismo o a sus críticos, sino porque pondría en crisis a ambos sistemas. Ø Tanto copernicanos como ptolemaicos debían incorporar un gran número de correcciones a sus ya complejos sistemas para poder dar cuenta de las observaciones de Brahe. Ø Primera ley de Kepler : enuncia su alternativa: los planetas se mueven en órbitas de forma elíptica (elipses) estando el Sol en uno de sus focos. Ø Segunda ley de Kepler : pone en cuestión la velocidad constante de los planetas. En su lugar, propone una regularidad distinta: los planetas no van a velocidad constante sino que barren áreas iguales de la elipse en tiempos iguales Ø Tercera ley de Kepler : que vinculaba los períodos de los planetas (cuánto tardan en dar una vuelta alrededor del Sol) con sus distancias al Sol. Afirmó que había una razón constante entre esos períodos y sus distancias al Sol. Los planetas mueven más lento, en tanto que los más cercanos lo hacen más velozmente. ⦁
Aporte Galileano
Ø Galileo contempló con gran detalle el paisaje de la superficie de la Luna, notó allí montañas y valles muy semejantes a los de la Tierra e incluso, viendo cómo variaban las sombras de las montañas lunares, calculó su altura. Esto iba en contra de la idea aristotélica de que la Luna era una esfera perfecta de éter. Ø En segundo lugar, además de observar numerosas estrellas que sin el telescopio no eran visibles, constató que su tamaño aparente no variaba por utilizar este instrumento y argumentó a favor de su casi infinita lejanía. Ø Galileo observó, en tercer lugar, que Júpiter tiene lunas, al igual que la Tierra, e incluso que tiene más, cuatro, lo cual mostraba fuera de casi toda duda que había movimientos cíclicos, cuyo centro no era el centro de la Tierra, ni del universo, ni tampoco del Sol. Ø En cuarto lugar, observó que Venus mostraba fases como la Luna y que, al igual que la Tierra, también reflejaba la luz del Sol de forma variable según su posición respecto de aquel. Ø Observó los anillos de Saturno, lo que también contribuía a descartar la idea de que todos los astros son esferas o tienen una forma esférica. ⦁
Galileo y la relatividad del movimiento
Ø Galileo argumentó razonablemente lo siguiente: cuando estamos en un barco (podría haber dicho en un tren, pero no había trenes en ese entonces), actuamos del 4
mismo modo que cuando estamos en nuestras casas. El hecho de que el barco se esté moviendo no hace que las cosas se nos caigan detrás. Nosotros, al igual que las cosas en el barco, compartimos el movimiento del barco, y no experimentamos su velocidad. Al estar en un barco cerrado, en la cabina de un barco, no podríamos saber si se encuentra avanzando en alguna dirección o quieto con respecto a un puerto cercano. ⦁
Epílogo: Newton
Ø Newton propuso además de la “Ley de inercia” otras dos: la llamada “Ley de acción y reacción” y la “Ley de la fuerza”. La primera sostiene que siempre que un cuerpo A ejerce una fuerza en una dirección sobre un cuerpo B, una fuerza de igual magnitud y sentido opuesto es ejercida por el cuerpo B sobre el cuerpo A. Ø La tercera, o “Ley de la fuerza”, establece que las fuerzas ejercen un cambio en la velocidad de los cuerpos, una aceleración que depende en parte de la masa del cuerpo. Esto significa que, si conocemos la masa de un cuerpo y la aceleración que experimenta, podemos calcular la fuerza a la que está sometido. Ø Consiguientemente, Newton complementa sus leyes considerando algunas fuerzas y modelos particulares. En especial, la fuerza gravitatoria. Ø Otro fenómeno, que no hemos mencionado hasta aquí, pero que Newton t ambién pudo incorporar dentro de su esquema, es el fenómeno de las mareas. Cualquiera que ha ido al mar sabe que a ciertas horas el agua sube sobre la costa y en otras se retira y que esto pasa más de una vez al día. Newton tuvo la habilidad de analizar este fenómeno considerando la relación entre la Tierra el Sol y la Luna. El Sol ejerce su influencia por su gran tamaño, pese a su distancia y la Luna por su cercanía, pese a su relativamente pequeño tamaño. Las posiciones relativas de ambos astros oponiéndose o contribuyendo entre sí, son los responsables de las mareas observándose un máximo cuando ambos astros están alineados y un mínimo cuando se hallan en oposición.
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