Historia De La Astronomia

ASTRONOMÍA ANTIGUA
Ing. Armando Guerrer
Al hablar de los Caldeos, generalmente se
incluyen varios pueblos que vivieron en las
entonces fértiles tierras de la Mesopotámia.
Entre los cuales podemos mencionar a los
Sumerios, Akkadienses, Asyrios y Caldeos.
Sus contribuciones a la Civilización fueron
enormes. Aquí solo abordamos sus grandes
Contribuciones a la Astronomía
Algunas de las Principales Contribuciones
Caldeas a la Astronomía:
• Distinguieron las 4 estaciones del año.
• Observaron el movimiento retrogrado de los planetas.
En el siglo VI describían el movimiento retrogrado de
Marte
• Aprendieron a calcular novilunios.
• Introdujeron el uso del calendario Luni-Solar, en el que el
año contaba con 13 meses.
• Elaboraron mapas celestes y dieron el nombre a muchas
de las estrellas.
Los Caldeos observaron eclipses lunares y
propusieron las series “Saros" para predecir
su ocurrencia. Aunque solo fue utilizado para
calcular eclipses Lunares, el ciclo de Saros es
también aplicable a eclipses Solares.
El periodo es de aproximadamente 6,585.3
días (18 años 11 días 8 horas) y se debe a los
siguientes períodos Lunares:
Mes sinódico (Luna nueva a Luna nueva) =
Mes dracónico (nodo a nodo) =
Mes anomalístico (perigeo a perigeo) =
29.53059 d = 29d 12h 44m
27.21222 d = 27d 05h 06m
27.55455 d = 27d 13h 19m
Registraron eclipses desde al menos el año 747 a.c
Ya para el siglo XII a.c habían definido las 12
constelaciones del zodiaco
Los caldeos observaron y calcularon la posición y el
movimiento de los planetas sobre la eclíptica (el
círculo aparente que traza el Sol sobre la esfera
celeste durante su trayectoria anual). Le dieron los
siguientes nombres a las constelaciones del zodiaco
y a los planetas:
Constelación
Capricornio
Significado
El Pez Cabra
Acuario
Piscis
Aries1
Tauro
Géminis
Cáncer
Leo
Virgo2
Libra
Escorpión
Sagitario3
El Gigante
El De Colas
Hombre contratado
Toro del Cielo
Grandes Gemelos
El Cangrejo
El León
El Tallo de Cebada
La Balanza
El Escorpión
Pabilsag (un dios)
1 Aries es posteriormente conocido como El Carnero
2 Identificada posteriormente con la virgen
3 conocido después como el arquero
Los 5 Planetas Conocidos por los
Caldeos
Nombre
Significado
Planeta
Neberu
el barco
Júpiter
Delebat
el desconocido Venus
Sithu, Ishtar el Saltador
Mercurio
Kayamanu
el Constante
Saturno
Salbatanu
el desconocido Marte
El primer registro de eclipse data del 19 de Marzo del año
721 a.C. En escritos de los astrónomos-astrólogos de la
corte de Ninive se lee:
El 14 del mes tendrá lugar un eclipse; desgracias
para los países de Elam y de Siria, fortuna para el rey;
el rey este tranquilo.
A mi rey y señor yo he escrito: un eclipse tendrá lugar.
Ahora este a tenido lugar, no ha faltado.
Lo cual se sugiere que fueron capaces de predecir eclipses
lunares.
A los caldeos debemos la división del día en 24 horas, de la
hora en 60 minutos, y los minutos en 60 segundos. También
a ellos se debe la división del círculo en 360 grados.
En Matemáticas:
Aprendieron a resolver las ecuaciones cuadráticas
alrededor del 2000 A.C. y poco después conocieron
el teorema de Pitágoras (12 siglos antes que él).
Afortunadamente sabemos mucho de los Caldeos,
gracias a que existe una gran cantidad de tabletas
de arcilla y objetos tales como la Piedra de
Hammurabi (1795-1950 A.C.)
Las gigantescas pirámides de Egipto nos revelan
el interés que los faraones egipcios tuvieron por
la astronomía (principalmente en lo que se
refiere a orientaciones).
En asuntos mas prácticos, los egipcios tenían
problemas muy serios con las inundaciones del
rió Nilo. Esto los llevo a estudiar las estaciones y
a elaborar un calendario sumamente preciso.
El año normal tenia 365 días, mientras que el
año vago antecesor de nuestro año bisiesto),
ocurría cada 4 años y contaba con 366 días.
Los egipcios denominaron a
los días de la semana, de
acuerdo al nombre que ellos
mismos le dieron a los objetos
mas brillantes del cielo:
Luna, Marte, Mercurio,
Júpiter, Venus, Saturno, Sol.
La escuela de astronomía
mas importante de la
antigüedad se localizo en
Alejandría, Egipto. Pero esto
ocurrió ya en tiempos
helénicos.
Thuban
Cinturón de Orión
Pirámide
de Giza
Construida para el faraón Cheops (Khu Fu).
Sus lados tienen una orientación casi perfecta
con los puntos cardinales.
La máxima desviación entre los ángulos del
cuadrado de su base es de 0.05%.
La astrónoma norteamericana Virginia Trimble
descubrió que los conductos de aire de la
cámara del faraón apuntaban a la estrella
Thuban (Alfa Dragón) y al Cinturón de Orión.
LA ASTRONOMÍA GRIEGA.
LA ESCUELA JÖNICA
• Tales de Mileto (nació en 640 a.C.)
Tales de Mileto pensaba que el Sol y las estrellas
estaban hechas de fuego, y que la Luna no tiene Luz
propia.
• Anaximandro (610-546 a.C.)
Su contribución mas importante fue su concepción
filosófica acerca de la naturaleza de la materia, de la
cual pensó que es inmutable y están formadas todas las
cosas del universo.
Fue quien introdujo el uso del nomon entre los griegos
LA ESCUELA PITAGÓRICA
Pitágoras (nació en Samos, cerca de Mileto, vivió entre VI-V a. C)
Es considerado como uno de los matemáticos más importantes de la
antigüedad. Posiblemente fue el primero en descubrir la importancia de
la demostración matemática.
Pensó que los planetas se mueven en orbitas independientes, inclinadas
con respecto al ecuador celeste.
Aparentemente primero en discutir que el circulo como la forma perfecta.
Filoláo (nació en Tarento, vivió a fines del siglo V a.c).
Filolao fue uno de los principales alumnos de la escuela Pitagórica. Llegó a la
concepción del movimiento de la Tierra (Copernico le da crédito).
Explicó correctamente, que los eclipses lunares son debidos al paso de la Luna
por la sombra de la Tierra.
Modelo de Filolao
• Anaxágoras (nació en 499 b.C. en
Clazomenae, Lidia, hoy Turquía y murió
en Lampsacus el 428 b. C.)
Fue otro Pitagórico, amigo del gran líder militar y político Perícles
Fue castigado por "impío" por haber dicho que el Sol no es un
dios, si no una piedra incandescente (rojiza) mucho mas grande
que Atenas. También propuso que la luz de la Luna se debe a la
reflexión de la luz solar. De esta forma fue el primero en explicar
correctamente las fases de la Luna
Fue también el primero en explicar la causa real de los eclipses.
Arístocles, más conocido como
Platón (427-347 A.C).
Nace y muere en Atenas Grecia.
Pensó que el círculo es la
figura más perfecta, y como el cielo
y los cuerpos celestes deben ser
también perfectos, propuso que los
planetas se mueven en orbitas
circulares a lo largo de las esferas
cristalinas que los sostienen en su
sitio. Esta teoría es la base del
modelo geocéntrico
• Aristóteles
(Nace en Estagira, Grecia en 384 a
C y muere en Chalcidice en 322a
C.)
El filosofo y científico griego mas
influyente de todos los tiempos. Su
influencia fue tan grande que llego
a ser considerado como una
autoridad definitiva durante la edad
media.
"Aristóteles es la regla y el ejemplo de
la perfección humana. La doctrina de
Aristóteles es la verdad misma,
Averroes no pretende hacer más que
exponerla y aclararla"
Ibn Rushd Averroes (1126-1198 d.C)
Resulta irónico que dicha influencia
haya retrasado el progreso de la
ciencia.
Oenopides (Chios, Grecia 450 A.C.)
• Autor de las reglas de construcciones geométricas
con demostraciones usando Regla y Compás.
• Descubrió que la eclíptica hace un ángulo de 24º
con respecto al ecuador celeste.
• Descubrió el período del Gran Año (59 años), que
es el tiempo que debe transcurrir para que los
movimientos del Sol y de la Luna vuelvan a
repetirse. Es decir, para que estos vuelvan a sus
posiciones originales respecto a la Tierra.
• Mejoró el sistema calendario en Grecia.
Euclides (alrededor del 325-265 A.C.)
Es considerado como el
más grande de los
matemáticos griegos.
Sus 13 libros de geometría: Los
Elementos, se cuentan entre los
documentos más influyentes de
la historia.
Entre sus muchos trabajos,
también se interesó por la
astronomía, sobre la cual escribió: Phaenomena
LA ESCUELA DE ALEJANDRÍA
• Erastóstenes nació en cirene (hoy Libia)
en 276 a.C. m. en 194 a.C. en Alejandría
Astrónomo, historiador, matemático, geógrafo, literato,...
y director de la famosa Biblioteca de Alejandría.
¡Destacó en todo!
Eratóstenes fue el primero en medir el tamaño de la
Tierra. La cual efectuó midiendo el ángulo de la sombra
proyectada por una estaca vertical en Alejandría el día
del solsticio de verano, así como la distancia a Siena.
Método de Eratóstenes Para
Medir el Tamaño de la Tierra
La distancia entre Tucson y Hermosillo es de cerca de 340 Km,
se encuentran prácticamente a la misma longitud; la diferencia
de latitud es de aproximadamente 3º. Entonces tenemos:
Tucson, Az
32º 7’ N 110º 56’
W
Hermosillo, Son
Tierra
29º 9’ N 110º 57’ W
C
340Km
C =(
=
360º
3º
360º
3º
) 340Km
C = 40,800 Km
R = 6,370 Km
Aristarco de Samos
(310 - 220 a. C.)
Propuso un modelo heliocéntrico del
sistema solar, según el cual, la Tierra gira
alrededor del Sol, rotando sobre su propio
eje.
Escribió el libro acerca de las dimensiones y distancias del Sol y la Luna y fue el primero
en la historia en proponer un método para
efectuar tales mediciones.
Las hipótesis de Aristarco son que el Sol y
las estrellas fijas son estacionarios, que la
Tierra es arrastrada en una trayectoria
circular alrededor del Sol, situado en el
centro de su órbita, y que la esfera de las
estrellas fijas, con centro en el Sol, tiene una
extensión tan grande que la órbita terrestre
es a la distancia de las estrellas lo que el
centro de la esfera es a su superficie
Tamaño de la Luna de Aristarco
Para medir el tamaño de la Luna relativo a la Tierra, Aristarco siguió la idea
de Aristóteles de que la sombra circular que se observa en la Luna durante
un eclipse lunar se debe a la forma esférica de la Tierra.
E tamaño de la sombra Terrestre
debe ser igual al tamaño de la
Tierra. Midiendo con cuidado el
radio de la sombra, se encuentra
que
RT
RT = 3.67 RL
RL
Luna
Substituyendo el valor del radio
Terrestre (RT = 6370 Km.), se
encuentra que el radio de la
Luna es:
RL = 1738 Km.
Sombra de la Tierra
Distancia Tierra-Luna por el
Método de Aristarco
Una vez que se ha determinado el tamaño de la Luna, es muy sencillo
medir la distancia de la Tierra a la Luna, debido a que es fácil medir el
tamaño angular de la Luna. Dicho tamaño angular resulta ser 0.5º.
Consideremos el siguiente triangulo.
RL
0.5º
RTL
2π RTL = (360º/0.5º) RL, substituyendo el valor del radio Lunar
obtenemos:
RTL = 384,000 Km.
(No es necesario aprenderse éste método, solo es para quien haya tenido la duda,
supiera de donde se dedujo la magnitud de la distancia)
Distancia Tierra-Sol por el
Método de Aristarco
α
RTS
Aristarco midió α = 87º
RTS =
RTL
Cos α
Método de la regla de los
Cosenos
RTS ≈ 19 RTL
Realmente, α = 89.85º
RTS ≈ 400 RTL
RTS = 150 millones de Km.
Tamaño del Sol por el
Método de Aristarco
Mediante un triángulo similar al que usamos previamente
para la Luna podemos determinar el tamaño del Sol.
El tamaño angular del Sol es igual al de la Luna (aún
no se sabe si esto se debe a la casualidad o si existe
una razón más profunda.
RS
0.5º
RTS
De cualquier forma:
2π RTS = (360º/0.5º) RS
RS = 696,000 Km.
Aproximadamente 110 radios Terrestres.
• Hiparco (nació en Nicea, conocida hoy
como Iznik, Turquía 190 a.C.) Se cree murió en Rodas,
Grecia 120 a.C.
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•
•
•
•
Construyo el primer catalogo de estrellas.
Explico la presesión de los equinoccios.
Mejoró la medida de la distancia de la
Tierra a la Luna.
Invento la trigonometría.
Invento los conceptos de longitud y
latitud
Inventó instrumentos, especialmente un
teodolito, para indicar posiciones y
magnitudes, de forma que fuese fácil
descubrir sí las estrellas morían o nacían,
si se movían o si aumentaban o
disminuían de brillo. De esta forma clasifico
a las estrellas según su grado de brillo.
Claudio Tolomeo
(Alejandría 100-170 d.C.)
Escribió el ALMAGESTO,
texto fundamental en la
edad media, donde se
describe el movimiento de
los planetas por medio del
sistema
de
epiciclos,
según el cual el Sol y los
planetas (incluida la luna)
giran en torno a la Tierra
en una combinación de
movimientos circulares.
Claudio Ptolomeo
Almagesto
Su aportación fundamental fue su modelo del
Universo: creía que la Tierra estaba inmóvil y
ocupaba el centro del Universo, y que el Sol,
la Luna, los planetas y las estrellas, giraban a
su alrededor. A pesar de ello, mediante la
técnica del epiciclo-deferente, cuya invención
se atribuye a Apolonio, trató de resolver con
bastante éxito los dos grandes problemas del
movimiento planetario:
1.- La retrogradación de los planetas y su
aumento de brillo, mientras retrogradan.
2.- La distinta duración de las revoluciones
siderales.
Sus teorías astronómicas influyeron en el
pensamiento astrónomo y matemático
científico hasta el siglo XVI.
Elementos básicos del sistema planetario de
Ptolomeo.
El planeta se mueve sobre el epiciclo (línea de
puntos pequeña), que a su vez se mueve sobre el
deferente (línea de puntos grande). El centro del
deferente es X, pero el movimiento angular del
epiciclo es uniforme sólo respecto al punto (equante)
LA
REVOLUCIÓN
COPERNICANA
LA REVOLUCIÓN
COPERNICANA
Fue un verdadero parte aguas en la
historia universal. Copérnico estableció
que el Sol es el centro del Sistema Solar,
con ésto el ser humano tiene que adoptar
una actitud mas realista (humilde) acerca
de
su
lugar
en
el
universo.
Históricamente, representa el golpe más
fuerte contra del antropocentrismo.
• Nicolás Copérnico,
nació en Torum,
Polonia 14 de febrero
de 1473 y muere en
Frombork, Polonia el
21 de Mayo de 1543.
Estudió en Italia. Cuando tenia
31 años observó la conjunción
de 5 planetas y la Luna. Se dio
cuenta que en esa ocasión las
posiciones planetarias diferían
mucho de las predicciones del
modelo de epiciclos.
Modelo
Heliocéntrico
de Copérnico
Giordano Bruno (Nola, Italia 1548-1600)
Giordano Bruno
Fue uno de los primeros en aceptar y difundir el
modelo heliocéntrico de Copérnico. Siguiendo la
lógica de que deberían existir infinidad de Mundos,
pensó en la probabilidad de vida en otras partes del
Universo.
Fue quemado en la hoguera el 17 de Febrero de
1600 en Campo di Fiori, Roma (después de estar
encarcelado durante 8 años) . Hay discrepancia de
opiniones acerca del motivo de la sentencia. La
Enciclopedia católica asegura que esta se debió a
“errores teológicos” y no por haber manifestado
públicamente sus ideas sobre heliocentrísmo y
multiplicidad de mundos. Desafortunadamente, no
ha podido encontrarse el archivo de su proceso.
• Tico Brahe
Nace en Dinamarca
en el año de
1546,dentro del seno
de una familia muy
rica. Construye el
famoso observatorio
de Uraniborg (Castillo
del Cielo), en una isla
cercana a
Copenhague.
Sextante de Tico
Johanes Kepler
(1571-1630)
• Usando los datos de
Brahe, se dio cuenta
que las orbitas de los
planetas no son
circulares sino
elípticas.
• Formuló las leyes
que llevan su nombre
y las publica en dos
libros: “Nueva
astronomía” (1609) y
“La armonía de los
mundos” (1619).
Leyes de Kepler
1.- Cada planeta se mueve en una orbita elíptica con el Sol
en uno de sus focos.
2.- La línea entre el Sol y un planeta recorre áreas iguales en
tiempos iguales.
3.- El cuadrado del periodo de un planeta es proporcional al
cubo del semieje mayor.
La nueva ciencia de la mecánica,
fundador: Galileo.
Galileo Galilei
Nació en Pisa, Italia en
1564, viviendo algunos
años en Padua, y después
muere en Arcetri, Florencia
en 1642.
Por muy diversas razones
es considerado como padre
de la Física. Sus
aportaciones a la
astronomía fueron
enormes, gracias a que fue
el primero en utilizar el
telescopio para hacer
investigaciones
astronómicas.
Galileo Galilei
Fue el primero en usar el
telescopio en Astronomía.
El mismo construyó el
telescopio que utilizó en
sus observaciones. Al
instrumento que el diseñó
se le conoce como:
Telescopio Refractor Galileano.
Dibujos de la luna de Galileo
Galileo descubrió que
Saturno presenta un
abultamiento (debido
a que tiene anillos).
Saturno
También descubrió
que Venus presenta
fases, parecidas a las
que observamos en
nuestra propia Luna.
Conoció los tamaños
angulares de los
planetas conocidos
Venus
Júpiter Marte
El dibujo de la derecha presenta
las observaciones efectuadas por
Galileo del 7-24 de Enero de 1610,
del movimiento de los 4 satélites
mas brillantes de Júpiter: Europa,
Io (que a veces no se ve por su
cercanía con Júpiter) , Calisto
(muchas veces fuera del campo).
El descubrimiento de estas lunas,
le dio un fuerte apoyo al modelo
geocéntrico de Copérnico, ya que
puede verse como un pequeño
sistema Solar, en el que en este
caso, Júpiter es el cuerpo central.
Io
Europa Júpiter
Ganímedes
Calisto
Observación de Manchas Solares
por Galileo
Conversando con Viviani,
su último estudiante
Dos de los Libros más famosos
de Galileo
Descubrimiento de Estrellas Débiles
en Orión.
Con observaciones como esta se da
cuenta que la Vía Láctea es mucho
mas grande que lo que se pensaba.
Isaac Newton
Nace en la navidad de 1642. Sus logros científicos
son muchísimos. Algunos de ellos:
Formula las tres leyes de Newton de la mecánica clásica.
Inventa el calculo diferencial e integral y descubre la ley de gravitación universal. Con
esto logra explicarlas leyes que Kepler descubrió empíricamente.
Inventó el telescopio reflector Newtoniano.
Importantes contribuciones a la óptica.
Explica el fenómeno de las mareas.
Las leyes de Newton son básicas para entender casi todos los movimientos que
ocurren en el sistema solar. Son fundamentales en la astronáutica. Todo satélite
obedece las leyes de Newton. Las mismas leyes sirven para entender el movimiento
de sistemas estelares en cúmulos a nivel galáctico, etc. es decir tienen un carácter
universal.
Importantes contribuciones a la
óptica.
Leyes de Newton
• 1.- Ley de la Inercia: Un cuerpo permanece en
reposo o en movimiento constante a menos que
se le aplique una fuerza externa.
• 2.- Ley de Fuerza: La fuerza es igual a la masa
por la aceleración (F=ma)
• 3.- Ley de Acción y Reacción: para cada fuerza
de acción corresponde una fuerza de reacción
que es igual pero en sentido contrario.
• Las leyes de Newton son básicas para
comprender los movimientos que ocurren en el
sistema solar.
• Son fundamentales en la astronáutica. Todo
satélite obedece las leyes de Newton.
• Las mismas leyes sirven para entender el
movimiento de sistemas estelares en cúmulos a
nivel galáctico, es decir tienen un carácter
universal.
Ley de Gravitación Universal
• Cada cuerpo en el Universo es atraído por
todos los demás cuerpos con una fuerza que
son iguales al producto de las masas de los
cuerpos divididos entre el cuadrado de la
distancia.
F = - G m1m2__
r2
Teoría Especial de la Relatividad
Creador: Albert Einstein
Nace el 14 de Marzo de 1879 en
Ulm, Alemania y muere en
Princeton, Pensilvania, USA en
1955.
Las 2 hipótesis:
1.- Las leyes de la física tienen las
misma forma en todos los
sistemas inerciales.
2.- La velocidad de la luz en el vacío
es constante en cualquier sistema
de referencia en que se propague.
Algunos Resultados de la T. E. de la
Relatividad
Contracción de la distancia
V
L = L0(1-v2/c2)1/2
Dilatación del tiempo
Δt = Δt0/(1-v2/c2)1/2
Paradoja de los gemelos.
ASTRONOMÍA MAYA
Venus
• Fue el objeto astronómico de mayor interés para los mayas. Es
muy probable que lo hayan conocido mejor que nadie.
• Conocieron a la perfección el periodo Sinódico de Venus (el
tiempo que tarda para que la Tierra y Venus se alineen con
respecto al Sol): 583.92 días.
• También se dieron cuenta que toma 2922 días para que Saturno,
Tierra y Venus se alineen con respecto a las estrellas.
• Para sus cálculos calendarios usaban los números enteros (584
para Venus).
LA VÍA LÁCTEA
• La llamaban el "Árbol de la Vida", y era representada por una
Ceiba. También se le conocía como Wakah Chan "La
Serpiente del Cielo" o "Serpiente de Nubes".
• Creían que toda la vida provenía de la Vía Láctea.
• El punto en el que la eclíptica se encuentra con la Vía Láctea,
tenia un significado especial para los Mayas.
• La eclíptica generalmente se representa con una barra cruzada
en eje mayor (algo parecido a una cruz cristiana).
El Sol
• En Chichen Itza, al meterse el sol, una serpiente sube
por los escalones de la pirámide "El Castillo" durante
los equinoccios de primavera y otoño. Esto nos dice
que conocían la referencia al movimiento aparente del
sol en la bóveda celeste.
• Conocían la eclíptica (la trayectoria del Sol en el cielo
enmarcada por las constelaciones del zodiaco).
Calendario Maya
Ritual: 220 días = 13 meses de 20 días
Cada DIA tenia un nombre
Nombre
Significado Nombre Significado Imix
Lirio
Chawen
Rana
Ik'
Viento
Eb
Cráneo
Ak'bal
Noche
Ben
Mata
Kan
Maiz
Ix
Jaguar
Chikchan
Serpiente
Men
Aguila
Kimi
Muerte
Kib
Conchita
Manik'
Mano
Kabah
Tierra
Lamat
Venus
Etanab
Piedra
Muluk
Agua
Kawak
Nube
Ok
Perro
Ahaw
Señor
Períodos utilizados por los Mayas
en la Cuenta Larga
1 Kin = 1 día
Uinales = 20 Kines
20 días (1 mes)
Tun = 18 Uinales
360 días (1 año)
Katun = 20 Tunes
20 años de 360 días
Baktun = 20 Katunes
400 años
Ejemplo del uso de la cuenta larga:
9 Baktunes
14 Katunes
9 - 14 - 12 - 2 - 17
12 Tunes
2 Uinals
17 Kines
Otros sitios megalíticos en América
Casi todas las alineaciones astronómicas se dirigían a puntos de
salida y puesta de astros brillantes.
•
•
•
•
•
E.U.A. (se dice que cada poblado indio tiene un espacio para la observación solar).
Cañón del Chaco, Nuevo México
Pueblo Tuni, Arizona
Cañón de Chelley (planetario sagrado)
Ruinas de Casa Grande, Arizona
Big ltorn Medicine Wheel, Wyoming
•
•
•
•
Meso America
Teotihuacan
Monte Alban, Oaxaca
Xochicalco, Guerrero
Maya (Copán, Chichen Itza, Uxmal, Vaxactun)