A45 movimiento relativo del Sol y ... conocimientos científicos de ningún tipo?

A45 ¿Cuál crees que es la concepción intuitiva de la forma de la Tierra y del
movimiento relativo del Sol y la Tierra para un humano que no tiene
conocimientos científicos de ningún tipo?
Efectivamente la noción intuitiva es que la Tierra es plana e inmóvil y que el Sol
se mueve, saliendo al amanecer de un lugar de la Tierra o donde se acaba la
Tierra y ocultándose en un lugar opuesto. Esta es por ejemplo la concepción
que mantuvieron los egipcios antiguos durante mucho tiempo, que pensaban
que el Sol es un Dios que viaja por el cielo en una carreta alada y que al
ponerse viaja en una canoa por canales subterráneos hasta el lugar del orto,
donde vuelve a elevarse por el cielo par repetir el ciclo.
Esta explicación es característica del pensamiento mitológico, que interpreta la
realidad como la voluntad de seres sobrehumanos que llamamos dioses. Para
el pensamiento mitológico verdad es aquello que la tradición o los libros
sagrados dicen, y nadie debe cuestionarlo bajo pena de graves castigos.
Sin embargo aproximadamente en el sV aC surge en Grecia un nuevo tipo de
pensamiento, que solo cree en aquello que es lógico y se puede comprobar.
Ese nuevo tipo de pensamiento, la razón, tuvo sin embargo que convivir, y aún
convive
aunque
en
menor
medida,
con
el
pensamiento
mitológico.
Aproximadamente al mismo tiempo surgió (el embrión de) la ciencia, que es la
forma en que la razón intenta conocer y explicar el mundo objetivo, a partir de
conceptos medibles (y por tanto con el mismo significado preciso para todos).
Uno de los modelos propuestos y mantenidos por más tiempo acerca del
movimiento relativo del Sol y la Tierra es la teoría proto-científica de Ptolomeo
(sII dC), que ideó un sistema en el que la Tierra, esférica, estaba inmóvil y en el
centro, y el Sol y los demás planetas realizaban complejas y extrañas
trayectorias en el cielo.
Sin embargo antes de Ptolomeo, el también griego Aristarco (sIII AC) propuso
otro modelo que explicaba con mucha mayor sencillez el movimiento del Sol (y
los planetas) en el cielo. En este modelo (“heliocéntrico”) el Sol está en el
centro y los planetas, incluida la Tierra, giran en simples trayectorias circulares
(en ciencia la simplicidad y “elegancia” intelectual de una teoría suele ser un
bastante buen predictor de su corrección). Además, fue necesario proponer
que el eje alrededor del cual gira la Tierra esta inclinado 23º respecto al plano
de la trayectoria (llamada “eclíptica” porque los eclipses de Sol y Luna se dan
cuando también la Luna se encuentra en ese plano). Esta teoría sin embargo
no fue ampliamente aceptada debido a la oposición de aquellos que todavía
estaban anclados en el pensamiento mitológico (Aristarco fue condenado por
impío).
La Tierra está
inclinada 23º
respecto plano
eclíptica
Equinoccio de
PRIMAVERA
21 de marzo
Solsticio de
INVIERNO
21 de diciembre
Solsticio de
VERANO
21de junio
Equinoccio de
OTOÑO 21 de
septiembre
Vista superior
El pensamiento racional sufrió un retroceso en Occidente con la caída del
Imperio Romano y la creencia en el modelo de Ptolomeo se mantuvo inalterada
durante muchos siglos. Sin embargo con el Renacimiento el pensamiento
racional experimentó un nuevo impulso, ayudado por el desarrollo de las
ciudades, el comercio y la imprenta, y en el siglo XVI la teoría heliocéntrica fue
nuevamente propuesta por Copérnico y defendida por Galileo. Aunque fue de
nuevo virulentamente rechazada por los defensores de las concepciones
mitológicas, la simiente del heliocentrismo germinó definitivamente en el
propicio campo de cultivo del pensamiento renacentista.
Galileo (Galileo Galilei) (1564-1642), físico y
astrónomo italiano que, junto con el astrónomo
alemán Johannes Kepler, comenzó la revolución
científica que culminó con la obra del físico inglés
Isaac Newton. Su principal contribución a la
astronomía fue el uso del telescopio para la
observación y descubrimiento de las manchas
solares, valles y montañas lunares, los cuatro
satélites mayores de Júpiter y las fases de Venus.
En el campo de la física descubrió las leyes que
rigen la caída de los cuerpos y el movimiento de
los proyectiles. En la historia de la cultura, Galileo
ha pasado a representar el símbolo de la lucha
contra la autoridad y de la libertad en la
investigación (**)
Galileo fue llamado a Roma por la Inquisición a fin
de procesarle bajo la acusación de "sospecha
grave de herejía”
Johannes
Kepler
(1571-1630),
astrónomo y filósofo alemán, famoso por
A
principios
formular y verificar las tres leyes (descriptivas) observaciones
del
más
siglo
XVII,
precisas
del movimiento planetario conocidas como condujeron
a Kepler a concluir que la
leyes de Kepler. Dedujo que las órbitas de los trayectoria
de los planetas debía ser
planetas son elípticas. (**)
elíptica, inclusive la de la Tierra, con el
Sol en uno de los focos. Sin embargo
en la mayor parte de los casos dicha
elipticidad es muy baja. En la órbita de
la Tierra menos de un 1/1000 (por eso
el tamaño del Sol en la culminación
parece no variar a lo largo del año). Esto quiere decir que una representación
de la misma parece perfectamente circular y con el Sol en el centro; es
necesario una observación muy precisa para comprobar que no es así. Al ser
esta variación de la distancia tan pequeña su un efecto sobre el clima es muy
secundario; de hecho el Sol está más lejos cuando es verano en el hemisferio
norte.
La ardua tarea de los pioneros de la ciencia..
A.46 Representa a mano alzada
a) una órbita planetaria (marcadamente) elíptica y el Sol, visto desde
arriba.
b) una órbita planetaria (aproximadamente) circular y el Sol, visto desde
arriba.
c) una órbita planetaria (aproximadamente) circular y el Sol, visto en
una perspectiva inclinada.
¿Qué efecto óptico se produce al representar una órbita planetaria
(aproximadamente) circular en una perspectiva inclinada?
Ante una órbita (aparentemente) elíptica, ¿cómo podemos saber si estamos
contemplando
una
órbita
efectivamente
elíptica
o
una
órbita
(aproximadamente) circular vista en una perspectiva inclinada?
A.47 ¿Cuál de estos dibujos representa mejor al sol y la tierra cuando estamos
en invierno? (vista diagonal). ¿Qué distorsión sobreentendida posee?
N
N
El proceso de refinamiento del modelo heliocéntrico no se detuvo con Kepler
sino que dura hasta nuestros días. Así por ejemplo, el eje de la Tierra no está
fijo sino que gira alrededor de un eje perpendicular a la eclíptica (precesión);
además esa trayectoria no es circular sino que oscila sinusoidalmente
(nutación) ..
A.48 Representa mediante un dibujo el movimiento del eje de la Tierra.
N
La pregunta sobre las causas del movimiento elíptico de los planetas alrededor
del Sol encontró una respuesta satisfactoria en el siglo siguiente gracias al gran
científico inglés Isaac Newton, que propuso la fórmula de la Gravitación
Universal. Esta ley determina con gran sencillez la fuerza atractiva entre dos
cuerpos debida a su masa, estableciendo que es proporcional al producto de
las masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.
Newton, Isaac (1642-1727),
matemático
y
físico
considerado
uno
de
británico,
los
más
grandes científicos de la historia,
que hizo importantes aportaciones
en muchos campos de la ciencia.
Sus descubrimientos
y teorías
sirvieron de base a la mayor parte
de
los
avances
científicos
desarrollados desde su época.
Newton fue junto al matemático
alemán Gottfried Wilhelm Leibniz
uno de los inventores de la rama
de las matemáticas denominada
cálculo infinitesimal. También resolvió cuestiones relativas a la luz y la óptica, formuló las leyes
del movimiento y dedujo a partir de ellas la ley de la gravitación universal (**)
A.49 Escribe en notación matemática la fórmula de la gravitación de Newton a
partir de la descripción del párrafo anterior.
A.50 ¿Por qué crees que se llama de la gravitación universal?
La teoría de Newton no solo explicaba el movimiento de los planetas sino
también el movimiento de los objetos al caer sobre la superficie de la Tierra;
¡unificando por tanto el cielo y la Tierra! y abarcando por tanto a todo el
universo. Hasta entonces se había creído que cielo y Tierra eran lugares
totalmente separados: uno perfecto en el que moraban los dioses (la Trinidad,
la Virgen, los ángeles, los arcángeles, los serafines..), y otro corrupto en el que
vivían los hombres (la Tierra).
El incierto camino de la ciencia..
La teoría de Newton también hubo de refinarse y lo hizo otro gran científico,
Albert Einstein, en el siglo XX.
Einstein,
Albert
(18791955),
físico
alemán
nacionalizado estadounidense,
premiado con un Nobel, famoso
por ser el autor de las teorías
general y restringida de la
relatividad y por sus hipótesis
sobre la naturaleza corpuscular
de la luz. Es probablemente el
científico más conocido del siglo
XX. La teoría de la Relatividad
fue la última gran teoría
elaborada por un científico
trabajando aisladamente (**)
La teoría de Einstein explica con más precisión todos estos movimientos,
especialmente a velocidades muy altas en las que la teoría de Newton falla,
¡estableciendo que el espacio y el tiempo se deforman debido a la presencia de
objetos pesados! (de manera similar a como una bola pesada en una malla
elástica la deforma y con ello altera la trayectoria –de otra forma rectilínea- de
cualquier objeto que se deslice sobre ella). También establece que la fuerza
gravitatoria no se transmite instantáneamente sino que lo hace mediante ondas
(del espacio-tiempo) a la velocidad de la luz.