2009 - año internacional de la astronomia
Anuncio
1 INDICE Historia de la astronomía…………………………………………………………. 1 Nuestra guía de lectura sobre astronomía……………………………………. 15 Galería de fotos……………………………………………………………………….. 22 2 Historia de la Astronomía La Astronomía nació casi al mismo tiempo que la humanidad. Los hombres primitivos ya se maravillaron con el espectáculo que ofrecía el firmamento y los fenómenos que allí se presentaban. Ante la imposibilidad de encontrarles una explicación, estos se asociaron con la magia, buscando en el cielo la razón y la causa de los fenómenos sucedidos en la Tierra. Esto, junto con la superstición y el poder que daba el saber leer los destinos en las estrellas dominarían las creencias humanas por muchos siglos. Muchos años de observación sentaron las bases científicas de la Astronomía con explicaciones más aproximadas sobre el universo. Sin embargo, las creencias geocentristas apoyadas por los grupos religiosos y políticos impusieron durante muchos siglos un sistema erróneo, impidiendo además el análisis y estudio de otras teorías. Hoy, la evolución y difusión de las teorías científicas han llevado a la definitiva separación entre la superstición (astrología) y la ciencia (Astronomía). Esta evolución no ha ocurrido pacíficamente, muchos de los primeros astrónomos "científicos" fueron perseguidos y juzgados 3 La Astronomía en la Europa Antigua Antiguos pueblos que habitaron Europa tuvieron conocimientos avanzados de los movimientos de los astros, matemática y geometría. Realizaron grandes construcciones para la práctica de la astronomía observacional, determinaron los solsticios y equinoccios y pudieron predecir los eclipses. Los astrónomos de las culturas megalíticas tuvieron unos conocimientos realmente sorprendentes de los movimientos de los astros y de la geometría práctica. Nos demuestran que poseyeron ese gran saber los grupos de grandes piedras erectas (megalitos, algunos de más de 25 toneladas de peso), dispuestas de acuerdo con esquemas geométricos regulares, hallados en muchas partes del mundo. Algunos de esos círculos de piedras fueron erigidos de modo que señalasen la salida y la puesta del Sol y de la Luna en momentos específicos del año; señalan especialmente las ocho posiciones extremas de la Luna en sus cambios de declinación del ciclo de 21 días que media entre una luna llena y la siguiente. Varios de estos observatorios se han preservado hasta la actualidad siendo los más famosos los de Stonehenge en Inglaterra y Carnac en Francia. Stonehenge ha sido uno de los más extensamente estudiados. Se construyó en varias fases entre los años 2200 y 1600 a.C. Su utilización como instrumento astronómico permitió al hombre del megalítico realizar un calendario bastante preciso y predecir eventos celestes como eclipses lunares y solares. Stonehenge fue erigido a 51º de latitud norte y se tuvo en cuenta el hecho de que el ángulo existente entre el punto de salida del Sol en el solsticio de verano y el punto más meridional de salida de la Luna es un ángulo recto. El círculo de piedras, que se dividía en 56 segmentos, podía utilizarse para determinar la posición de la Luna a lo largo del año. Y también para averiguar las fechas de los solsticios de verano e invierno y para predecir los eclipses solares. Los círculos de piedras le dieron al hombre del megalítico en Europa un calendario bastante seguro, requisito esencial para su asentamiento en comunidades organizadas agrícolas tras el último periodo glacial, unos 10.000 años a.C. 4 La Astronomía en la Grecia clásica En Grecia comenzó a desarrollarse lo que ahora conocemos como astronomía occidental. En los primeros tiempos de la historia de Grecia se consideraba que la tierra era un disco en cuyo centro se hallaba el Olimpo y en torno suyo el Okeanos, el mar universal. Las observaciones astronómicas tenían como fin primordial servir como guía para los agricultores por lo que se trabajó intensamente en el diseño de un calendario que fuera útil para estas actividades. La Odisea de Homero ya se refiere a constelaciones como la Osa Mayor y Orión, y describe cómo las estrellas pueden servir de guía en la navegación. La obra "Los trabajos y los días" de Hesíodo informa sobre las constelaciones que salen antes del amanecer en diferentes épocas del año, para indicar el momento oportuna para arar, sembrar y recolectar. Las aportaciones científicas griegas más importantes se asocian con los nombres de los filósofos Tales de Mileto y Pitágoras, pero no se conserva ninguno de sus escritos. La leyenda de que Tales predijo un eclipse total de Sol el 28 de mayo de 585 a.C., parece ser apócrifa. Hacia el año 450 a.C., los griegos comenzaron un fructífero estudio de los movimientos planetarios. Filolao (siglo V a.C.), discípulo de Pitágoras, creía que la Tierra, el Sol, la Luna y los planetas giraban todos alrededor de un fuego central oculto por una ‘contratierra’ interpuesta. De acuerdo con su teoría, la revolución de la Tierra alrededor del fuego cada 24 horas explicaba los movimientos diarios del Sol y de las estrellas. El más original de los antiguos observadores de los cielos fue otro griego, Aristarco de Samos. Creía que los movimientos celestes se podían explicar mediante la hipótesis de que la Tierra gira sobre su eje una vez cada 24 horas y que junto con los demás planetas gira en torno al Sol. Esta explicación fue rechazada por la mayoría de los filósofos griegos que contemplaban a la Tierra como un globo inmóvil alrededor del cual giran los ligeros objetos celestes. Esta teoría, conocida como sistema geocéntrico, permaneció inalterada unos 2.000 años. Sus bases eran: - Los Planetas, el Sol, la Luna y las Estrellas se mueven en orbitas circulares perfectas. -La velocidad de los Planetas, el Sol, la Luna y las estrellas son perfectamente uniformes. -La Tierra se encuentra en el centro exacto del movimiento de los cuerpos celestes. Bajo estos principios Eudoxo (408 - 355 a.C) fue el primero en concebir el universo como un conjunto de 27 esferas concéntricas que rodean la tierra, la cual a su vez también era una esfera. Platón y uno de sus mas adelantados alumnos Aristóteles (384 - 322 a.C.) mantuvieron el sistema ideado por Eudoxo agregándole no menos de cincuenta y cinco esferas en cuyo centro se encontraba la Tierra inmóvil. Pero el centro de la vida intelectual y científica se trasladó de Atenas a Alejandría, ciudad fundada por Alejandro Magno u y modelada según el ideal griego. 5 La Astronomía se traslada a Alejandría En el siglo II d.C. los griegos combinaban sus teorías celestes con observaciones trasladadas a planos. Los astrónomos Hiparco de Nicea y Tolomeo determinaron las posiciones de unas 1.000 estrellas brillantes y utilizaron este mapa estelar como base para medir los movimientos planetarios. Al sustituir las esferas de Eudoxo por un sistema más flexible de círculos, plantearon una serie de círculos excéntricos, con la Tierra cerca de un centro común, para representar los movimientos generales hacia el Este alrededor del zodíaco a diferentes velocidades del Sol, la Luna y los planetas. Para explicar las variaciones periódicas en la velocidad del Sol y la Luna y los retrocesos de los planetas, decían que cada uno de estos cuerpos giraba uniformemente alrededor de un segundo círculo, llamado epiciclo, cuyo centro estaba situado en el primero. Mediante la elección adecuada de los diámetros y las velocidades de los dos movimientos circulares atribuidos a cada cuerpo se podía representar su movimiento observado. En algunos casos se necesitaba un tercer cuerpo. Ptolomeo compiló el saber astronómico de su época en los trece tomos del «Almagesto». Expuso un sistema en donde la Tierra, en el centro, estaba rodeada por esferas de cristal de los otros 6 astros conocidos. La tierra no ocupaba exactamente el centro de las esferas y los planetas tenían un epiciclo (sistema creado por Apolonio de Pérgamo y perfeccionado por Hiparco) cuyo eje era la línea de la órbita que giraba alrededor de la tierra llamada deferente. Como el planeta gira alrededor de su epiciclo se aproxima y se aleja de la tierra mostrando a veces un movimiento retrogrado. Este sistema permitía realizar predicciones de los movimientos planetarios, aunque tenía una precisión muy pobre. A pesar de esto fue popularizado y aceptado más que como modelo verdadero como una ficción matemática útil. Se calcula que el universo ptolemaico solo media 80 millones de kilómetros. Otra pensadora que, como Tolomeo, mantuvo viva la tradición de la astronomía griega en Alejandría en los primeros siglos de la era cristiana, fue Hipatia, discípula de Platón. Escribió comentarios sobre temas matemáticos y astronómicos y está considerada como la primera científica y filósofa de Occidente. Otros logros de la Astronomía en Alejandría fueron el cálculo de la circunferencia de la tierra por Eratóstenes y las primeras mediciones de las distancias al Sol y la Luna. Se diseñaron catálogos estelares como los de Hiparco de Nicea y el descubrimiento de la presesión de los equinoccios. 6 La Astronomía en Roma El imperio Romano, tanto en sus épocas paganas como cristiana, dio poco o ningún impulso al estudio de las ciencias. Roma era una sociedad práctica que respetaba la técnica pero consideraba la ciencia tan poco útil como la pintura y la poesía. Los conocimientos astronómicos durante este período son los que ya se conocían en época helena, es decir, algunas teorías geocéntricas (Aristóteles) y la existencia de los planetas visibles a simple vista Venus, Marte, Júpiter y Saturno, con especial mención a nuestro satélite natural, la Luna conocida desde siempre y considerada como un Dios. No podemos dejar de mencionar al filósofo romano Lucrecio, del siglo I a.C., y su famosa obra De Rerum Natura, en la que encontramos una concepción del Universo muy cercana a la moderna, en algunos sentidos, y extrañamente retrógrada, en otros. Según Lucrecio, la materia estaba constituida de átomos imperecederos. Éstos se encuentran eternamente en movimiento, se unen y se separan constantemente, formando y deshaciendo tierras y soles, en una sucesión sin fin. Nuestro mundo es sólo uno entre un infinito de mundos coexistentes; la Tierra fue creada por la unión casual de innumerables átomos y no está lejano su fin, cuando los átomos que la forman se disgreguen. Pero Lucrecio no podía aceptar que la Tierra fuera redonda. En realidad, cuando Lucrecio hablaba de un número infinito de mundos se refería a sistemas semejantes al que creía era el nuestro: una tierra plana contenida en una esfera celeste. Pero indudablemente, a pesar de sus desaciertos, la visión cósmica de Lucrecio no deja de ser curiosamente profética. Se cree que los cristianos fanáticos destruyeron la Biblioteca de Alejandría en donde se concentraba el saber de la humanidad hasta ese momento, la academia de Platón fue cerrada, el Serapetum de Alejandría, centro del saber, fue destruido y fueron asesinados muchos de los sabios que se encontraban en sus campos. Los estudiosos huyeron de Alejandría y Roma hacia Bizancio y la ciencia tuvo una nueva etapa de desarrollo en el ámbito del Islam. 7 La Astronomía Árabe Los Árabes fueron quienes después de la decadencia de los estudios Griegos y la entrada de occidente en una fase de oscurantismo durante los siglos X a XV, continuaron con las investigaciones en astronomía dejando un importante legado: tradujeron el Almagesto y catalogaron muchas estrellas con los nombres que se utilizan aun en la actualidad, como Aldebarán, Rigel y Deneb. Entre los astrónomos árabes mas destacados se encuentran Al Batani, Al Sufi y Al Farghani, una autoridad en el sistema solar que calculó que la distancia a Saturno era de 130 millones de kilómetros (su distancia es 10 veces mayor). Los omeyas, una de las tribus fronterizas árabes, que habían servido como soldados auxiliares romanos y se habían helenizado, constituyen la punta de lanza para la introducción de la actividad científica en el mundo árabe. En el año 700 los Omeyas fundaron en Damasco un observatorio astronómico. En 773 AlMansur mandó traducir las obras astronómicas hindúes, los Siddhantas. En el año 829 Al-Mamúm fundó el observatorio astronómico de Bagdad, en donde se desarrollaron estudios sobre la oblicuidad de la Eclíptica. Por su parte, Al-Farghani confecciona, poco después, "El libro de reunión de las estrellas", un extraordinario catálogo con medidas muy precisas de las estrellas. Al-Battani, uno de los genios astronómicos de la época, trabajó en su observatorio ArRaqqa, a orillas del río Eufrates, para determinar y corregir las principales constantes astronómicas. Sus mediciones sobre la oblicuidad de la Eclíptica y Precesión de los Equinoccios, fueron más exactas que las de Claudio Ptolomeo. En 995 Al-Hakin fundó en la ciudad de El Cairo, la "Casa de la Ciencia" y, poco después, alrededor del año 1000, Ibn Yunis recopiló las observaciones astronómicas de los últimos 200 años y publicó las "Tablas Hakenitas", llamadas así por su protector, Al-Hakin. Al mismo tiempo, Avicena o Ibn Sina elaboró su "Compendio del Almagesto" y un ensayo sobre "la inutilidad de la adivinación astrológica". En 1080 Azarquiel elaboró las "Tablas Toledanas", utilizadas durante más de un siglo para establecer el movimiento de los planetas. Los astrónomos árabes comenzaron a rechazar la concepción de los Epiciclos de Ptolomeo mucho antes del renacimiento en Europa, ya que según sus estudios, los planetas debían girar alrededor de un cuerpo central y no en torno a un punto. En esta concepción jugaron especial papel Averroes, Abúqueber y Alpetragio. En 1262 Nasir al-Din al-Tusi (Mohammed Ibn Hassan), asistido con astrónomos chinos, culminó con éxito la construcción del observatorio de Maragheh. Modificó el modelo de Ptolomeo, realizando trazados de gran precisión de los movimientos de los planetas. 8 La Astronomía en la Edad Media La astronomía griega se transmitió hacia el Este a los sirios, indios y árabes después de la caída del Imperio Romano. Los astrónomos árabes recopilaron nuevos catálogos de estrellas en los siglos IX y X y desarrollaron tablas del movimiento planetario. El astrónomo árabe Azarquiel, máxima figura de la escuela astronómica de Toledo del siglo XI, fue el responsable de las Tablas toledanas, que influyeron notablemente en Europa. En 1085, año de la conquista de la ciudad de Toledo por el rey Alfonso VI, se inició un movimiento de traducción del árabe al latín, que despertó el interés por la astronomía (entre otras ciencias) en toda Europa. En la Escuela de traductores de Toledo se tradujeron las Tablas toledanas y el Almagesto de Tolomeo y, en 1272, se elaboraron las Tablas alfonsíes bajo el patrocinio de Alfonso X el Sabio; estas tablas sustituyeron a las de Azarquiel en los centros científicos europeos. Junto a la obra histórica y jurídica, Alfonso X fomentó la traducción de libros astronómicos y astrológicos, en especial de procedencia árabe y judía, traducidos por lo general al latín y de esta lengua al castellano. Entre éstos pueden citarse los Libros del saber de astronomía. La crítica ha aceptado que su labor se redujo, en la mayoría de las ocasiones, a la de organizador, director e inspirador del trabajo. Los trabajos de investigación y traducción de esta admirable escuela permitieron que obras fundamentales de la antigua cultura griega fueran rescatadas del olvido y transmitidas a la Europa medieval a través de España. A partir de estas versiones, y gracias a las mismas, España transmitió a Europa todos aquellos saberes que cubrían campos como la geografía, la astronomía, la cartografía, la filosofía, la teología, la medicina, la aritmética, la astrología o la botánica, entre otros. Esta escuela fue el origen y la base del renacer científico y filosófico de las famosas escuelas de Chartres y, más tarde, de la Sorbona. Durante este periodo en Europa dominaron las teorías geocentristas promulgadas por Ptolomeo y no se presentó ningún desarrollo importante de la astronomía. Solamente Johannes Müller (llamado Regiomontanus) comenzó a realizar y reunir nuevas mediciones y observaciones. En el siglo XV comenzaron a surgir dudas sobre la teoría de Tolomeo: el filósofo y matemático alemán Nicolás de Cusa y el artista y científico italiano Leonardo da Vinci cuestionaron los supuestos básicos de la posición central y la inmovilidad de la Tierra. Había empezado el Renacimiento 9 La Astronomía en el Renacimiento En 1492 se descubrió América y se amplió de gran forma la navegación, lo que empezó a requerir mejores instrumentos navales, así como una mejoría en las técnicas de cartografía terrestre y estelar, lo que significo un importante estimulo para el estudio de la geografía, la astronomía y las matemáticas. El siglo XVI supuso un giro drástico en todas las áreas del conocimiento, la literatura y el arte. Después de un milenio oscuro y bastante inculto, Europa volvió su mirada hacia los clásicos, sobre todo, de la antigua Grecia. Es el Renacimiento. En astronomía, las aportaciones de Nicolás Copérnico supusieron un cambio radical y un nuevo impulso para una ciencia que estaba dormida. Copérnico analizó críticamente la teoría de Tolomeo de un Universo geocéntrico y demostró que los movimientos planetarios se pueden explicar mejor atribuyendo una posición central al Sol, más que a la Tierra. En principio no se prestó mucha atención al sistema de Copérnico (heliocéntrico) hasta que Galileo descubrió pruebas sobre el movimiento de la Tierra cuando se inventó el telescopio en Holanda. En 1609 construyó un pequeño telescopio de refracción, lo dirigió hacia el cielo y descubrió las fases de Venus, lo que indicaba que este planeta gira alrededor del Sol. También descubrió cuatro lunas girando alrededor de Júpiter. Convencido de que estos planetas no giraban alrededor de la Tierra, comenzó a defender el sistema de Copérnico, lo que le llevó ante un tribunal eclesiástico. Aunque se le obligó a renegar de sus creencias y de sus escritos, esta teoría no pudo ser suprimida. Desde el punto de vista científico la teoría de Copérnico sólo era una adaptación de las órbitas planetarias, tal como las concebía Tolomeo. La antigua teoría griega de que los planetas giraban en círculos a velocidades fijas se mantuvo en el sistema de Copérnico. El observador más importante del siglo XVI fue Ticho Brahe, quien tenía el don de la observación y el dinero para construir los equipos más avanzados y precisos de su época. Desde 1580 hasta 1597, Tycho observó el Sol, la Luna y los planetas en su observatorio situado en una isla cercana a Copenhague y después en Alemania. Sus observaciones, que eran las más exactas disponibles, darían después de fallecido las herramientas para que se pudieran determinar las leyes del movimiento celeste, dadas por su ayudante y uno de los más grandes científicos de la historia: Johannes Kepler. Pero el hecho más trascendente del Renacimiento no fueron estos descubrimientos, sino el cambio de actitud y mentalidad en los científicos. La experimentación empezó a hacerse filosóficamente respetable en Europa, y fue Galileo quien acabó con la teoría de los griegos y efectuó la revolución. Galileo era un lógico convincente y genial publicista. Describía sus experimentos y sus puntos de vista de forma tan clara y espectacular, que conquistó a la comunidad erudita europea. Y sus métodos fueron aceptados, junto con sus resultados. Galileo fue el primero en realizar experimentos cronometrados y en utilizar la medición de una forma sistemática. Su revolución consistió en situar la inducción por encima de la deducción, como el método lógico de la Ciencia. Galileo puede considerarse, por tanto, el padre de las ciencias modernas ya que sus ideas se basaban en experimentos. 10 La astronomía moderna Utilizando los datos recopilados por Brahe, su ayudante, Johannes Kepler, formuló las leyes del movimiento planetario, afirmando que los planetas giran alrededor del Sol y no en órbitas circulares con movimiento uniforme, sino en órbitas elípticas a diferentes velocidades, y que sus distancias relativas con respecto al Sol están relacionadas con sus periodos de revolución. Kepler trabajó durante muchos años tratando de encontrar un modelo que permitiese explicar los movimientos planetarios utilizando para tal efecto los pensamientos neoplatónicos y el sistema heliocéntrico de Copérnico. Después de probar, sin éxito, con infinidad de formas geométricas "perfectas", lo intentó con variaciones del círculo: las elipses, con las cuales concordaban exactamente los datos obtenidos durante las observaciones. Esto contradecía uno de los paradigmas pitagóricos que seguían siendo considerados como ciertos después de 2000 años. Las leyes de Kepler se pueden resumir así: 1.- Los planetas giran alrededor del Sol en orbitas elípticas y éste en uno de sus focos. 2.- Una línea dibujada entre un planeta y el sol barre áreas iguales en tiempos iguales. 3.- El cubo de la distancia media de cada planeta al Sol es proporcional al cuadrado del tiempo que tarda en completar una órbita. Pero la victoria de la Ciencia moderna no fue completa hasta que se estableció un principio más esencial: el intercambio de información libre y cooperador entre los científicos. A pesar de que esta necesidad nos parece ahora evidente, no lo era tanto para los filósofos de la Antigüedad y para los de los tiempos medievales. Uno de los primeros grupos en representar tal comunidad científica fue la «Royal Society of London for Improving Natural Knowledge» (Real Sociedad de Londres para el Desarrollo del Conocimiento Natural), conocida en todo el mundo, simplemente, por «Royal Society». Nació, hacia 1645, a partir de reuniones informales de un grupo de caballeros interesados en los nuevos métodos científicos introducidos por Galileo. En 1660, la «Society» fue reconocida formalmente por el rey Carlos II de Inglaterra. Sin embargo, todavía no gozaba de prestigio entre los eruditos de la época. Esta mentalidad cambió gracias a la obra de Isaac Newton, el cual fue nombrado miembro de la «Society». A partir de las observaciones y conclusiones de Galileo, Tycho Brahe y Kepler, Newton llegó, por inducción, a sus tres leyes simples del movimiento y a su mayor generalización fundamental: la ley de la gravitación universal. El mundo erudito quedó tan impresionado por este descubrimiento, que Newton fue idolatrado, casi deificado, ya en vida. Este nuevo y majestuoso Universo, construido sobre la base de unas pocas y simples presunciones, hacía palidecer ahora a los filósofos griegos. La revolución que iniciara Galileo a principios del siglo XVII, fue completada, espectacularmente, por Newton, a finales del mismo siglo. Newton además modificó los telescopios creando los telescopios reflectores Newtonianos que permitieron la observación mas claras de objetos muy tenues. El desarrollo de este y otros sistemas ópticos, dieron a la astronomía un vuelco fundamental y se comenzaron a descubrir, describir y catalogar miles de objetos celestes nunca observados. 11 En el Siglo XVII esta gran revolución dio a conocer a grandes astrónomos que fueron construyendo la astronomía moderna y actual: Simon Marius (detectó de la Nebulosa de Andrómeda en 1612), Christoph Scheiner (Estudió las manchas solares 1630), Johannes Hevelius (Realizó precisas observaciones de la luna y cometas desde su observatorio en Dantzing), Christian Huygens (descubrió el anillo de Saturno y su satélite Titán), Giovanni Domenico Cassini (descubridor de 4 satélites de Saturno), Olaus Römer (determinó la velocidad de la luz a partir de los eclipses de los satélites de Júpiter en 1676) y John Flamsteed (fundó el Observatorio de Greenwich en 1675 y realizó un gran catálogo celeste). La Astronomía en el siglo XVIII Tras la época de Newton, la astronomía se ramificó en diversas direcciones. Con la ley de la gravitación universal, el viejo problema del movimiento planetario se volvió a estudiar como mecánica celeste. El perfeccionamiento del telescopio permitió la exploración de las superficies de los planetas, el descubrimiento de muchas estrellas débiles y la medición de distancias estelares. El sistema de medición mas adecuado era el de triangulación o paralaje, que consiste en realizar dos observaciones del mismo objeto en lugares diferentes y a la misma hora. El objeto observado parecerá desplazarse con respecto al fondo estrellado de acuerdo a su distancia. Al calcular el ángulo de desplazamiento y conociendo la distancia que separa los dos puntos de observación se puede encontrar la distancia al objeto. La realización del paralaje requirió la utilización de sistemas de medida de tiempo precisas, así como de medición exacta de las distancias geográficas, esto solo se logró cuando las necesidades principalmente navieras llevaron al desarrollo de cronómetros mas exactos y de la ciencia de la cartografía. En 1718 el astrónomo inglés Edmund Halley (que ya había calculado la órbita elíptica de "su" cometa, en 1682), descubrió que tres de las estrellas más brillantes - Sirio, Proción y Arturo - no se hallaban en la posición registrada por los astrónomos griegos. Halley llegó a la conclusión de que las estrellas no se hallaban fijas en el firmamento, sino que se movían de una forma independiente. El movimiento es muy lento y tan imperceptible que, hasta que pudo usarse el telescopio, parecían encontrarse fijas. En 1785, Herschel sugirió que las estrellas se hallaban dispuestas de forma lenticular en el firmamento. Si contemplamos la Vía Láctea, vemos un enorme número de estrellas; pero cuando miramos el cielo en ángulos rectos a esta rueda, divisamos relativamente menor número de ellas. Herschel dedujo de ello que los cuerpos celestes formaban un sistema achatado, con el eje longitudinal en dirección a la Vía Láctea. Hoy sabemos que, dentro de ciertos límites, esta idea es correcta, y llamamos a nuestro sistema estelar Galaxia, otro término utilizado para designar la Vía Láctea (galaxia, en griego, significa «leche»). Herschel intentó valorar el tamaño de la Galaxia. El recuento de muestras de estrellas en diferentes puntos de la Vía Láctea permitió a Herschel estimar que debían de existir unos 100 millones de estrellas en toda la Galaxia. Y por los valores de su brillo decidió que el diámetro de la Galaxia era de unas 850 veces la distancia a la brillante estrella Sirio, mientras que su espesor correspondía a 155 veces aquella distancia. 12 Por su parte, el matemático y astrónomo francés Joseph Louis Lagrange dirige la comisión para el establecimiento de un nuevo sistema de pesos y medidas, el Sistema métrico decimal). En 1788 publica "Mecánica analítica", que servirá de base para futuras investigaciones astronómicas. Entre sus investigaciones en astronomía también destacan los cálculos de la libración de la Luna y los movimientos de los planetas. También durante este siglo, Charles Messier publica el valioso catálogo de objetos celestes con aspecto nebuloso que recopiló desde 1758 hasta 1784. Kant atribuye en 1755 la génesis del sistema solar a un proceso mecánico. Lagrange estudia en 1788 el conocido problema de los tres cuerpos y algunos casos especiales con solución. Laplace publica en 1799 su Mecánica Celeste y descubre la invariabilidad del eje mayor de las órbitas planetarias La Astronomía del siglo XIX Giuseppe Piazza descubrió en la noche de fin de año 1800/1801, en el espacio entre Marte y Júpiter, el primer pequeño planeta bautizado con el nombre de Ceres. Numerosos pequeños planetas (asteroides, planetoides) se descubrieron a continuación. Se realizaron los paralajes de los planetas exteriores y de los interiores durante los tránsitos y posteriormente se realizaron los paralajes de las primeras estrellas como fue 61 del Cisne por Fiedrich Bessel en el año de 1838, dando como resultado una distancia de 11 años luz. Después se estudió Alfa Centauro desde el hemisferio sur, con una distancia de 4.3 años luz. De esta manera el tamaño del universo se extendió hasta el infinito. El interés de los astrónomos por los cometas y al cálculo de sus órbitas aumenta con el regreso, entre otros, del famoso cometa de Halley y en el año 1835. Schiaparelli, en Milán, descubre la conexión entre los enjambres meteoríticos y los cometas. Así, avanzan paso a paso la comprensión de nuestro sistema planetario y de las estrellas fijas. Friedrich Bessel consigue medir por primera vez la distancia de una estrella fija, 61 Cygni, en la constelación del Cisne. Bessel calcula una distancia de 9,3 años luz lo que se acerca a la realidad. Con ello se consigue poco a poco una imagen de la distancia de las estrellas fijas. Bessel deduce en 1844, por las perturbaciones del movimiento propio de Sirio, la existencia de su compañera desconocida, que efectivamente es observada en 1862. Friedrich Argelander, director del observatorio de Bonn, elabora el «Bonner Durchmusterung», un meritorio inventario estelar del hemisferio norte (con Atlas) y da a la investigación de las estrellas variables una base científica. Leverrier y Adams predicen la existencia de Neptuno por las perturbaciones que sufre Urano y el planeta es descubierto en 1846 en el Observatorio de Berlín. Joseph Fraunhofer, vidriero de mucha inteligencia y de gran agudeza visual, llegó a fabricar los espejos de telescopios más perfectos para su época. Hacia 1814 en experimentos dirigidos a corregir las aberraciones cromáticas de sus telescopios utilizó las líneas espectrales de la luz y pronto se sintió fascinado por ellas. Detectó centenares de rayas verticales en el espectro del Sol e idénticas irregularidades en los espectros de la Luna y los Planetas. También, la técnica instrumental maduró en el siglo XIX, lo mismo que las técnicas y métodos de medida experimentan un avance continuo. Con las investigaciones sobre el espectro solar y las rayas oscuras, con la creación del análisis espectral y con la introducción de los métodos de fotografía y los fotómetros en la segunda mitad del siglo XIX, se funda la astrofísica. 13 La Astronomía en el siglo XX (I) Los avances en astronomía (en realidad, en todas las ciencias) durante el siglo XX superan con creces las de todos los siglos anteriores. Se construyeron telescopios de reflexión cada vez mayores. Los estudios realizados con estos instrumentos revelaron la estructura de enormes y distantes agrupamientos de estrellas, denominados galaxias, y de cúmulos de galaxias. Al llegar a este siglo, varias de las creencias precopernicanas habían resurgido al hablar de las galaxias, se consideraba que el Sol se encontraba cerca del centro de la Vía Láctea, que constituía el universo entero. Más allá de los confines de la galaxia se consideraba que no existía nada mas que un vacío infinito. El estudio bajo espectroscopia de las nebulosas elípticas a principios de siglo, demostró que no tenían características de ser nubes de gases sino mas bien características estelares, lo que señaló que al menos algunas nebulosas espirales estaban constituidas por estrellas. El estudio de estrellas variables por parte de Harlow Shapley lo llevo a descubrir variables cefeidas, estrellas que pulsan cambiando de brillo. El ciclo de variación de brillo de las cefeidas esta dilectamente relacionado con su brillo intrínseco, descubrimiento realizado por Henretta Swan Leavitt. Esta propiedad de las cefeidas permitió conocer su magnitud absoluta. Shapley al estudiar las variables de los cúmulos globulares se dio cuenta que su distancia era mucho mayor de la que se creía y que se hallaban hacia el centro de la galaxia, al calcular su distancia al Sol, este debería estar localizado en la periferia de la Vía Láctea. de esta manera se desplazo el Sol del centro del universo conocido a una periferia de el. Aunque varios astrónomos defendían la teoría de los Universos Islas expuesta por Kant y seguida por Herschel, no se tenía prueba confirmatoria del hecho. Esta prueba provendría de las observaciones de Edwin Hubble, quien el 19 de Febrero de 1924 escribió a Shapley: "Seguramente le interesará saber que he hallado una variable cefeida en la nebulosa de Andrómeda". de esta manera se reabatió la idea de Shapley de una única galaxia, la nuestra, como constituyente del universo entero y reveló la presencia de otras galaxias en el espacio. La Astronomía en el siglo XX (II) En trabajos independientes a principios del siglo XX Albert Einstein propuso su Teoría de la Relatividad General en la que se deduce que el universo no debe ser estático sino que se encuentra en expansión, sin embargo, esto no coincidía con lo que se creía era realmente un universo estático, de esta manera Einstein introdujo en su formula la constante cosmológica para adecuarla a las teorías vigentes. Vesto Slipher, miembro del observatorio Lowell bajo las ordenes del celebre Percival Lowell, fue encargado de estudiar el movimiento circular de las nubes de gas durante la formación de estrellas, teoría que era defendida por su jefe. Encontró aparte de la rotación de dichas nebulosas un corrimiento al rojo persistente en sus espectros, este hallazgo se debió a que el efecto Doppler indica que las longitudes de onda emitidas por un objeto que se aleja del observador, se alargan corriéndose hacia el rojo en el espectro estudiado. 14 Sin embargo Slipher no encontró la explicación a su hallazgo. Fue nuevamente Hubble quien al medir las distancias de 25 galaxias encontró una correlación directa entre su distancia y el grado de corrimiento o en otras palabras la velocidad en que se alejan. Acababa de descubrir la expansión del Universo. El Hombre que unió los hallazgos de Slipher, Hubble y Einstein fue un matemático sacerdote llamado Georges Lemaitre, quien en 1927 publicó un artículo donde desarrollaba la relación del corrimiento al rojo con un universo en expansión. Posteriormente cuando su articulo se promulgo entre la comunidad científica se comenzó a pensar que si el universo se encuentra en expansión alguna vez todo debió estar unido en un punto de luz al cual llamó singularidad o "átomo primordial" y su expansión "Gran Ruido". Mas tarde el astrónomo Fred Hoyle, quien era opuesto a esta propuesta, la llamo despectivamente "Big Bang". Así es como se conoce a la teoría mas aceptada actualmente como origen del universo. En la segunda mitad del siglo XX los progresos en física proporcionaron nuevos tipos de instrumentos astronómicos, algunos de los cuales se han emplazado en los satélites que se utilizan como observatorios en la órbita de la Tierra. Estos instrumentos son sensibles a una amplia variedad de longitudes de onda de radiación, incluidos los rayos gamma, los rayos X, los ultravioletas, los infrarrojos y las regiones de radio del espectro electromagnético. Los astrónomos no sólo estudian planetas, estrellas y galaxias, sino también plasmas (gases ionizados calientes) que rodean a las estrellas dobles, regiones interestelares que son los lugares de nacimiento de nuevas estrellas, granos de polvo frío invisibles en las regiones ópticas, núcleos energéticos que pueden contener agujeros negros y radiación de fondo de microondas, que puede aportar información sobre las fases iniciales de la historia del Universo. En la actualidad conocemos que vivimos en un sistema solar localizado en la periferia de la vía Láctea compuesta por miles de millones de soles, la cual hace parte de un conjunto galáctico llamado grupo local, el cual, a su vez, se localiza en un supercúmulo de galaxias distribuidas por un universo de mas de 15 mil millones de años luz que se encuentra en expansión. Internet y la astronomía Los astrónomos han utilizaron Internet desde sus orígenes, mucho antes de que llegara al gran público, cuando era una forma rudimentaria de comunicación, hace más de veinte años. Posteriormente, con la explosión de la "web", se ha potenciado y extendido su uso en esta y en todas las ciencias. Generalmente, los observatorios astronómicos están situados en lugares remotos, por lo que la comunicación es esencial. Por otro lado, los elevados costes de los proyectos requieren la colaboración de varios países, y los medios proporcionados por Internet lo hacen posible. Además, el elevado número de imágenes digitales tomadas por telescopios terrestres y espaciales, ha permitido la creación de archivos accesibles a través de la red, especialmente, el contenido proporcionado por las agencias espaciales NASA y ESA. La divulgación de imágenes y datos astronómicos se justifica plenamente por la curiosidad que suscita la astronomía. Además, la calidad de las fotos contribuye de forma decisiva a su popularidad. Por ejemplo, la campaña de observaciones que tuvo lugar en julio de 1994, con motivo del impacto del cometa Shoemaker-Levy con Júpiter fue impresionante. Nunca un acontecimiento astronómico había sido divulgado de forma tan rápida y eficaz. 15 Después, la distribución de imágenes de Marte proporcionadas por la misión Pathfinder saturó ciertos servidores de información por el elevado número de accesos. Los aficionados, en solitario o formando grupos y asociaciones, han sido siempre muy relevantes en Astronomía. Astrónomos aficionados han descubierto multitud de nuevos objetos estelares, como novas y supernovas, y continuamente proporcionan observaciones de estrellas variables. Internet es importante para estos grupos de aficionados, ya que permite la coordinación de campañas de observación, así como el intercambio de ideas, proyectos, datos, y programas astronómicos. Por otra parte, hay unos 12.000 científicos y técnicos especializados, localizados fundamentalmente en centros de investigación y universidades de Europa, Estados Unidos y Japón. Prácticamente todos los observatorios tienen sistemas de información sobre Internet. En ellos es posible encontrar una descripción detallada de los instrumentos, los planes de observación y las observaciones realizadas. Se está investigando sobre nuevas formas de observación remota, que permitan cierta interacción con el telescopio en tiempo real. Con todos los datos circulando por Internet se han llenado muchos archivos y bases de datos astronómicas que son herramientas fundamentales de investigación. Las técnicas de almacenamiento masivo, junto con el desarrollo actual de Internet, hacen posible su realización a bajo coste. Temas actuales de investigación son los nuevos métodos de análisis estadístico para aplicación en cosmología, evolución estelar, o clasificación de objetos. También las principales revistas astronómicas, tanto profesionales como de divulgación, publican los artículos de forma electrónica en el red. Además, existen multitud de "sitios", más o menos independientes, que ofrecen información detallada sobre aspectos concretos o bien organizan esta información de distintas formas y en todos los idiomas. Existen otros servicios de información interesantes, como el canal de televisión de NASA, que proporciona continuamente imágenes de las misiones espaciales a través de Internet; los servicios de información de sociedades astronómicas, desde la Unión Astronómica Internacional a las innumerables asociaciones amateurs; los relativos a Historia de la Astronomía; y otros centros que almacenan y distribuyen imágenes para divulgación. Para intentar poner un poco de orden, a mediados de la década de 1990 se creó AstroWeb, un consorcio que intenta mantener una lista unificada. Sin embargo, el vertiginoso crecimiento de Internet hace que sea imposible mantenerla al día. Hoy contiene unas 3.000 direcciones dedicadas a Astronomía, clasificadas de acuerdo con una o más categorías temáticas. En el área de divulgación, hay un problema debido a que la mayor parte de la información disponible en Internet está escrita en inglés. Afortunadamente, las asociaciones astronómicas están haciendo contribuciones fundamentales en este campo, y no podemos olvidar la creciente presencia en Internet de museos de ciencias y planetarios, que les permite realizar una excelente labor de divulgación. En este sentido, AstroMía aporta una visión de la astronomía "para todos los públicos", con vocación educativa y, por supuesto, en español. 16 NUESTRA GUIA DE LECTURA SOBRE ASTRONOMIA * Un viaje maravilloso por la astronomía: los orígenes, los enigmas, los grandes descubrimientos, los genios científicos... La ciencia al alcance de todos. ¿Cuál es la edad del Universo? ¿Hay vida más allá del sistema solar? ¿De qué están hechos los planetas? ¿Qué es la luz del sol? ¿Qué es un asteroide? ¿Qué son las nebulosas? ¿Qué es el efecto Doppler? ¿Existe un centro del Universo? ¿Qué es un cometa? ¿Cómo se produjo el Big Bang? ¿Qué es un agujero negro? ¿Se mueven las galaxias? ¿Qué es una supernova? ¿Qué produjo los cráteres lunares? ¿Cuál es la edad de la Tierra? ¿Cuál es el origen de terremotos y volcanes? ¿Por qué sopla el viento? ¿Se puede agotar la energía? ¿Qué son las mareas? ¿Cómo se formó la Tierra? ¿Continuará indefinidamente la expansión del Universo?... 111 preguntas fundamentales de la astronomía respondidas con claridad y brillantes por Isaac Asimov, maestro indiscutido de la divulgación científica * Entre los cientos de leyes que describen el universo, hay cuatro que destacan especialmente: son las leyes de la termodinámica, que resumen las propiedades de la energía y sus distintas transformaciones. A pesar de que el término no sugiere una lectura sencilla, el autor consigue ofrecer, al final del libro, un conocimiento bastante completo del papel que juega la energía en el mundo. La termodinámica interviene en una enorme variedad de fenómenos, desde la eficiencia de los motores térmicos, las bombas de calor y los frigoríficos, con la química que les acompaña, hasta el propio proceso de la vida. * Los enigmas del Cosmos» reúne, por vez primera en un libro, los grandes misterios astronómicos para los que la ciencia aún no ha obtenido una explicación, como el de Némesis, una posible estrella compañera del Sol que podría ser la causa de extinciones masivas; el de Tunguska, un enclave de la Siberia central donde cayó un gigantesco cuerpo celeste que se trocó en un no menos gigantesco enigma; el fenómeno de la caída de bloques de hielo; la Estrella de Belén, un portento que alumbró una nueva era; la presencia de hielo en nuestra luna o las investigaciones sobre Marte, que han pasado del desengaño de sus "canales" al descubrimiento de signos de agua líquida en la superficie 17 * Una magnífica ayuda para el astrónomo aficionado, que le permite obtener de su telescopio más rendimiento en la observación. Muestra prácticamente todo lo que se puede ver con un pequeño telescopio, cuándo y dónde se verá y cómo va a verse. * Durante todo el transcurso de su carrera, la inclinación de Gamow hacia dar un toque ligero a todas las cosas le valió un considerable éxito en el mundo de los libros y, en el proceso, sacó su esotérica teoría fuera de su torre de marfil y la hizo penetrar en la conciencia pública. «La creación del universo», publicado en 1952, se convirtió en un best-seller. Creó su propio personaje, Mr Tompkins, un hombre absolutamente singular, con quien Gamow describía sus argumentos. Explicó, a través de la pluma, teorías complejas y difíciles de una manera simple y; solamente usó matemáticas, cuando era realmente esencial. Por ejemplo, en su obra «Tompkins en el país de las maravillas», en la cual explicó la teoría general de la relatividad, para los lectores no sólo fue libro de extensión cultural, si no que también de esparcimiento y gozo. En un poema dirigido a su esposa e insertado en ese libro, en el que describe la aversión de Fred Hoyle hacia sus propuestas, deja de manifiesto las habilidades literarias de Gamow. * Es una de las introducciones más lúcidas y de fácil lectura sobre uno de los grandes problemas de la física actual: la búsqueda de la unificación de las leyes de la naturaleza. Se puede considerar el libro de cosmología más importante después de la Historia del tiempo de Hawking. <> 18 * En este libro se nos describe la fascinante experiencia de hombres y mujeres que han vivido la aventura de ser exploradores del espacio y responde a cuestiones como: detectaron otras formas de vida; cuánto tiempo soporta el organismo humano la falta de gravedad; qué comen; cómo duermen; ¿Se ve el mundo de otra manera cuando se regresa del espacio? * En 1988 apareció un libro que iba a cambiar de arriba abajo nuestra concepción del Universo y que se convirtió en uno de los mayores best-sellers científicos: HISTORIA DEL TIEMPO, de Stephen Hawking, el mayor genio del siglo XX después de Einstein. Pese a su éxito colosal, aquel libro presentaba algunas dificultades de comprensión para el público menos familiarizado con los principios de la física teórica. Ahora, diecisiete años después, el profesor Hawking ha escrito este libro maravilloso y sencillo que, potenciado por increíbles imágenes, pone al alcance del común de los mortales los grandes misterios del mundo y de la vida. Todos sus libros se convierten rápidamente en best-seller. . En este libro, prodigio de sabiduría y de capacidad divulgativa el profesor Hawking se plantea las eternas preguntas sobre la naturaleza del tiempo y el universo. Libro asequible para el gran público y profusamente ilustrado en cuatro dimensiones. * Hawking pasa revista a las grandes teorías cosmológicas desde Aristóteles hasta nuestros días. Tras explicar con gran claridad las aportaciones de Galileo y Newton, nos lleva paso a paso, hasta la teoría de la relatividad de Einstein y hasta la otra gran teoría física del siglo XX, la mecánica cuántica. Finalmente explora las posibilidades de combinar ambas teorías en una sola teoría unificada completa que nos permita verificar inquietantes reflexiones: ¿Cuál es la naturaleza del tiempo? Al colapsarse un universo en expansión ¿viaja el tiempo hacia atrás? ¿Puede ser el universo un continuum sin principios ni fronteras? Todo está en este libro mítico, reconocido por el mundo entero como una aportación de primer orden al pensamiento científico y a la entera cultura universal, en el que Hawking nos explica, con asombrosa sencillez, las leyes que desvelan la compleja danza geométrica creadora del mundo y de la vida. 19 * El universo en una cáscara de nuez es imprescindible para cuantos deseamos comprender el universo en que vivimos. Como ya sucedió con la Historia del tiempo, el nuevo libro de Hawking nos ilumina y nos conmueve porque a través de su lectura experimentamos también nosotros la misma emoción que embarga a la comunidad científica a medida que va arrancando al cosmos sus secretos. * Este libro, que contiene más de doscientas cincuenta ilustraciones a todo color verdaderamente asombrosas, está basado en un programa de trece capítulos que el profesor Carl Sagan realizó para la televisión. Narrado con la proverbial habilidad que tenía Sagan para conseguir que las ideas científicas fuesen comprensibles y apasionantes, Cosmos trata de la ciencia en su contexto humano más amplio y explica cómo la ciencia y la civilización se desarrollan conjuntamente. La obra aborda también el tema de las misiones espaciales destinadas a explorar los planetas más próximos a la Tierra, se ocupa de Ia antigua Biblioteca de Alejandría, del cerebro humano, de los jeroglíficos egipcios, del origen de la vida, de la muerte del Sol, de la evolución de las galaxias y de los orígenes de la materia, los soles y los mundos. Se nos habla aquí de una evolución cósmica de quince mil millones de años que ha transformado la materia en vida y consciencia, haciendo posible que el Cosmos se interrogara acerca de sí mismo. Se comentan también los más recientes descubrimientos sobre la vida fuera de la Tierra, y cómo podemos comunicarnos con los habitantes de otros mundos. Sagan contemplaba así nuestro planeta desde un privilegiado punto de vista extraterrestre, y lo veía como un mundo azul habitado por una forma de vida que apenas acaba de descubrir su propia unidad y se aventura en el vasto océano del espacio. * El profesor Stewart, a partir del desafío que ha supuesto la física del siglo XX a las explicaciones mecanicistas, nos lleva hacia una nueva concepción de la regularidad -la de la matemática del caos- que da sentido a la complejidad de la vida real: desde las inexplicables volteretas de un satélite de Saturno a los latidos de nuestro corazón, desde la previsión meteorológica al crecimiento de las poblaciones de insectos. 20 * «A veces», escribe el autor de este libro, Arthur Upgren, «deseo que pudiese ver de nuevo el cielo como lo hacía cuando era un niño antes de que una vida de estudio me suministrase algunas de las respuestas». Y aunque es cierto que toda una vida de investigación y observación astronómica ha hecho que perdiese algo de la inocencia que le daba la juventud y la ignorancia científica, todavía mantiene la capacidad de emocionarse y de conmover a sus lectores; al explicarles, por ejemplo, detalles de cómo se mueven los cuerpos del sistema solar, cual el tamaño de nuestro universo y las maneras en que se miden distancias en él; por qué el cielo es negro por las noches, o si podremos alguna vez, presionados por el aumento de población, crear un medio parecido al que existe en la Tierra en Marte o en la Luna, e instalarnos en ellos. Claro que para lograr conmover y atraer, casi irresistiblemente, a sus lectores, Upgren despliega una serie de recursos tan poco frecuentes como queridos para los miembros de nuestra especie: así, cuando explica cual es la naturaleza de la luz (esa misma luz sin la cual nada habríamos podido saber del universo), aprovecha para recordar la impresión que le produjo la luz crepuscular (esto es, el espectro luminoso) en la catedral de Chartres, nos deleita contándonos cómo la luz artificial altera los ritmos vitales de tortugas de Costa Rica, y cuando trata el tema de la casi redondez de la Tierra y cómo se puede demostrar su achatamiento, habla también del Chimborazo y del Polo Norte, de Colón y de Newton, de cómo Goethe pudo ver el campanario de San Marcos en Venecia desde Padua en un día claro, o Galileo Padua cuando demostró al Dogo veneciano su telescopio en 1609. La tortuga y las estrellas es, en definitiva, un libro de ciencia, sí, de lo que la ciencia nos dice hoy sobre el universo, pero también es, al mismo tiempo, un brillante ejercicio narrativo, en el que ciencia, historia y literatura se reúnen en una maravillosa combinación. * El número especial trimestral de la revista Muy Interesante aborda en su estilo de gran divulgación lo último que se sabe sobre el universo. Las misiones a Marte y el origen de los cometas son algunos de sus contenidos. Incluye un dossier sobre el sistema solar. 21 GALERIA DE FOTOS AURORA BOREAL APOLO VIII EN ÓRBITA 22 ANILLO DE NEBULOSAS DIBUJO DE AGUJERO NEGRO 23 COMETA HOLMES COMETA LULLIN 24 CÚMULO GLOBULAR NGC 1850 CÚMULO GLOBULAR OMEGA CENTAURI 25 ECLIPSE TOTAL LEÓNIDAS SOBRE EL ULURU 26 GALAXIA DE ANDRÓMEDA GALAXIA M31 27 GALAXIA 3370 GALAXIA DEL GRUPO LOCAL NGC 6822 28 GALAXIA M 64 GALAXIA RELOJ DE ARENA 29 GALAXIA ESPIRAL NGC GALAXIA REMOLINO 30
