El diálogo sobre los dos principales sistemas mundiales ( Diálogo sopra i due massimi sistemi del mondo ) es un libro en italiano de 1632 de Galileo Galilei que compara el sistema copernicano con el sistema ptolemaico tradicional . Fue traducido al latín como Systema cosmicum [1] ( Sistema Cósmico ) en 1635 por Matthias Bernegger . [2] El libro estaba dedicado al mecenas de Galileo, Fernando II de Médicis, gran duque de Toscana , quien recibió el primer ejemplar impreso el 22 de febrero de 1632. [3]
En el sistema copernicano , la Tierra y otros planetas orbitan alrededor del Sol, mientras que en el sistema ptolemaico , todo en el Universo gira alrededor de la Tierra. El Diálogo se publicó en Florencia con una licencia formal de la Inquisición . En 1633, se descubrió que Galileo era "vehementemente sospechoso de herejía " basándose en el libro, que luego fue incluido en el Índice de Libros Prohibidos , del cual no fue eliminado hasta 1835 (después de que se permitió la impresión de las teorías que discutía en 1822). [4] En una acción que no fue anunciada en ese momento, la publicación de cualquier otra cosa que hubiera escrito o pudiera escribir también fue prohibida en los países católicos. [5]
Mientras escribía el libro, Galileo se refirió a él como su Diálogo sobre las mareas , y cuando el manuscrito fue a la Inquisición para su aprobación, el título era Diálogo sobre el flujo y reflujo del mar . Se le ordenó eliminar toda mención de mareas del título y cambiar el prefacio porque otorgar la aprobación a tal título parecería como la aprobación de su teoría de las mareas utilizando el movimiento de la Tierra como prueba. Como resultado, el título formal en la portada es Diálogo , seguido del nombre de Galileo, sus puestos académicos y un subtítulo largo. El nombre por el que ahora se conoce la obra fue extraído por el impresor de la descripción en la portada cuando se dio permiso para reimprimirla con un prefacio aprobado por un teólogo católico en 1744. [6] Esto debe tenerse en cuenta al discutir Los motivos de Galileo para escribir el libro. Aunque el libro se presenta formalmente como una consideración de ambos sistemas (como era necesario para ser publicado), no hay duda de que el lado copernicano saca lo mejor del argumento. [7]
El libro se presenta como una serie de debates, a lo largo de cuatro días, entre dos filósofos y un profano:
La discusión no se limita estrictamente a temas astronómicos, sino que abarca gran parte de la ciencia contemporánea. Parte de esto es para mostrar lo que Galileo consideraba buena ciencia, como la discusión del trabajo de William Gilbert sobre el magnetismo. Otras partes son importantes para el debate, ya que responden a argumentos erróneos contra el movimiento de la Tierra.
Un argumento clásico contra el movimiento de la Tierra es la falta de sensación de velocidad de la superficie terrestre, aunque se mueve, debido a la rotación de la Tierra, a unos 1.700 km/h en el ecuador. En esta categoría hay un experimento mental en el que un hombre está bajo la cubierta de un barco y no puede decir si el barco está atracado o se mueve suavemente en el agua: observa agua que gotea de una botella, peces nadando en un tanque, mariposas volando , etcétera; y su comportamiento es el mismo ya sea que el barco esté en movimiento o no. Esta es una exposición clásica del marco de referencia inercial y refuta la objeción de que si nos moviéramos cientos de kilómetros por hora mientras la Tierra giraba, cualquier cosa que uno dejara caer rápidamente se quedaría atrás y se desplazaría hacia el oeste.
La mayor parte de los argumentos de Galileo se pueden dividir en tres clases:
En general, estos argumentos se han mantenido bien en términos del conocimiento de los siguientes cuatro siglos. Qué tan convincentes deberían haber sido para un lector imparcial en 1632 sigue siendo una cuestión polémica.
Galileo intentó una cuarta clase de argumento:
Como explicación de la causa de las mareas o como prueba del movimiento de la Tierra, es un fracaso. El argumento fundamental es internamente inconsistente y en realidad lleva a la conclusión de que las mareas no existen. Pero a Galileo le gustó el argumento y le dedicó el "cuarto día" de discusión. El grado de su fracaso es, como casi todo lo que tiene que ver con Galileo, un tema de controversia. Por un lado, todo esto ha sido descrito recientemente en la prensa como "una locura". [12] Por otro lado, Einstein utilizó una descripción bastante diferente:
Fue el anhelo de Galileo de obtener una prueba mecánica del movimiento de la Tierra lo que le llevó a formular erróneamente una teoría errónea de las mareas. Los fascinantes argumentos de la última conversación difícilmente habrían sido aceptados como prueba por Galileo si su temperamento no lo hubiera vencido. [Énfasis añadido] [13] [14]
El Diálogo no trata el sistema Tychonic , que en el momento de esta publicación se estaba convirtiendo en el sistema preferido de muchos astrónomos y que finalmente se demostró que era incorrecto. El sistema Tychonic es un sistema terrestre inmóvil pero no un sistema ptolemaico; es un sistema híbrido de los modelos copernicano y ptolemaico. Mercurio y Venus orbitan alrededor del Sol (como en el sistema copernicano) en pequeños círculos, mientras que el Sol, a su vez, orbita alrededor de una Tierra estacionaria; Marte, Júpiter y Saturno orbitan alrededor del Sol en círculos mucho más grandes, lo que significa que también orbitan alrededor de la Tierra. El sistema Tychoniano es matemáticamente equivalente al sistema copernicano, excepto que el sistema copernicano predice un paralaje estelar , mientras que el sistema Tychoniano no predice ninguno. El paralaje estelar no fue mensurable hasta el siglo XIX y, por lo tanto, en ese momento no había una refutación válida del sistema tychónico sobre bases empíricas, ni ninguna evidencia observacional decisiva para el sistema copernicano.
Galileo nunca tomó en serio el sistema de Tycho, como puede verse en su correspondencia, considerándolo un compromiso inadecuado y físicamente insatisfactorio. Una razón para la ausencia del sistema de Tycho (a pesar de muchas referencias a Tycho y su trabajo en el libro) puede buscarse en la teoría de las mareas de Galileo, que proporcionó el título original y el principio organizador del Diálogo . Si bien los sistemas copernicano y tychónico son equivalentes geométricamente, son bastante diferentes dinámicamente. La teoría de las mareas de Galileo implicaba el movimiento físico real de la Tierra; es decir, de ser cierto, habría proporcionado el tipo de prueba que aparentemente proporcionó el péndulo de Foucault dos siglos después. Sin referencia a la teoría de las mareas de Galileo, no habría diferencia entre los sistemas copernicano y tychónico.
Galileo tampoco analiza la posibilidad de órbitas no circulares, aunque Johannes Kepler le había enviado una copia de su libro de 1609, Astronomia nova , en el que propone órbitas elípticas, calculando correctamente la de Marte. [15] La carta del príncipe Federico Cesi a Galileo de 1612 trataba las dos leyes del movimiento planetario presentadas en el libro como de conocimiento común; [16] [17] La tercera ley de Kepler se publicó en 1619. Cuatro décadas y media después de la muerte de Galileo, Isaac Newton publicó sus leyes del movimiento y la gravedad , de las que se puede deducir un sistema heliocéntrico con planetas en órbitas aproximadamente elípticas.
Prefacio: Para el lector exigente se refiere a la prohibición de la "opinión pitagórica de que la Tierra se mueve" y dice que el autor "se pone del lado copernicano con una hipótesis puramente matemática". Presenta a los amigos Sagredo y Salviati con quienes había tenido conversaciones, así como al filósofo itinerante Simplicio .
Comienza con la prueba de Aristóteles de la plenitud y perfección del mundo (es decir, el universo) debido a sus tres dimensiones. Simplicio señala que los pitagóricos preferían tres, mientras que Salviati no puede entender por qué tres patas son mejores que dos o cuatro. Sugiere que los números eran "bagatelas que luego se difundieron entre el vulgo" y que sus definiciones, como las de líneas rectas y ángulos rectos, eran más útiles para establecer las dimensiones. La respuesta de Simplicio fue que Aristóteles pensaba que en cuestiones físicas no siempre era necesaria la demostración matemática.
Salviati ataca la definición de Aristóteles de los cielos como incorruptibles e inmutables, mientras que sólo la zona lunar muestra cambios. Señala los cambios observados en los cielos: las nuevas estrellas de 1572 y 1604 y las manchas solares , vistas a través del nuevo telescopio . Existe una discusión sobre el uso que hace Aristóteles de argumentos a priori . Salviati sugiere que Aristóteles utiliza la experiencia personal de Aristóteles para elegir un argumento apropiado para demostrar lo que otros hacen y que Aristóteles cambiaría de opinión en las circunstancias actuales.
Simplicio sostiene que las manchas solares podrían ser simplemente pequeños objetos opacos que pasan delante del Sol, pero Salviati señala que algunas aparecen o desaparecen al azar y las que están en el borde son aplanadas, a diferencia de los cuerpos separados. Por lo tanto, "es mejor filosofía aristotélica decir 'El cielo es alterable porque mis sentidos me lo dicen' que 'El cielo es inalterable porque Aristóteles así lo persuadió mediante el razonamiento'".
Se utilizan experimentos con un espejo para demostrar que la superficie de la Luna debe ser opaca y no una esfera de cristal perfecta como cree Simplicio. Se niega a aceptar que las montañas de la Luna provoquen sombras, o que la luz reflejada de la Tierra sea responsable del tenue contorno de una luna creciente.
Sagredo sostiene que considera noble la Tierra por los cambios en ella mientras que Simplicio dice que los cambios en la Luna o las estrellas serían inútiles porque no benefician al hombre. Salviati señala que los días en la Luna duran un mes y, a pesar del terreno variado que ha revelado el telescopio, no sustentaría la vida. Los humanos adquieren verdades matemáticas lenta y vacilantemente, mientras que Dios conoce intuitivamente toda su infinidad. Y cuando uno mira las cosas maravillosas que los hombres han comprendido e ideado, entonces claramente la mente humana es una de las más excelentes obras de Dios.
El segundo día comienza repitiendo que Aristóteles cambiaría de opinión si viera lo que ellos estaban viendo. "Son los seguidores de Aristóteles quienes lo coronaron con autoridad, no él quien la usurpó o se la apropió."
Hay un movimiento supremo: aquel por el cual el Sol, la Luna, los planetas y las estrellas fijas parecen moverse de este a oeste en el espacio de 24 horas. Esto puede lógicamente pertenecer sólo a la Tierra como al resto del universo. Aristóteles y Ptolomeo, que entendieron esto, no argumentan en contra de ningún otro movimiento que no sea el diurno.
El movimiento es relativo: la posición de los sacos de grano en un barco puede ser idéntica al final del viaje a pesar del movimiento del barco. ¿Por qué deberíamos creer que la naturaleza mueve todos estos cuerpos extremadamente grandes con velocidades inconcebibles en lugar de simplemente mover la Tierra de tamaño moderado? Si se quita la Tierra del cuadro, ¿qué pasa con todo el movimiento?
El movimiento de los cielos de este a oeste es lo contrario de todos los demás movimientos de los cuerpos celestes que son de oeste a este; hacer que la Tierra gire la alinea con todos los demás. Aunque Aristóteles sostiene que los movimientos circulares no son contrarios, aún así podrían provocar colisiones.
Las grandes órbitas de los planetas tardan más que las más cortas: Saturno y Júpiter tardan muchos años, Marte dos, mientras que la Luna sólo tarda un mes. Las lunas de Júpiter tardan aún menos. Esto no cambia si la Tierra gira todos los días, pero si la Tierra está estacionaria, de repente nos encontramos con que la esfera de las estrellas fijas gira en 24 horas. Dadas las distancias, lo más razonable sería que fueran miles de años.
Además, algunas de estas estrellas tienen que viajar más rápido que otras: si la Estrella Polar estuviera exactamente en el eje, entonces sería completamente estacionaria, mientras que las del ecuador tienen una velocidad inimaginable. La solidez de esta supuesta esfera es incomprensible. Hagamos de la Tierra el móvil primum y la necesidad de esta esfera adicional desaparecerá.
Consideran tres objeciones principales al movimiento de la Tierra: que un cuerpo en caída sería dejado atrás por la Tierra y, por tanto, caería muy al oeste de su punto de liberación; que una bala de cañón disparada hacia el oeste volaría de manera similar mucho más lejos que una disparada hacia el este; y que una bala de cañón disparada verticalmente también caería muy hacia el oeste. Salviati muestra que éstos no tienen en cuenta el impulso del cañón.
También señala que intentar demostrar que la Tierra no se mueve mediante la caída vertical comete el error lógico de paralogismo (suponiendo lo que se debe demostrar), porque si la Tierra se mueve entonces es sólo en apariencia que está cayendo verticalmente. ; de hecho, cae inclinado, como sucede con una bala de cañón que se eleva a través del cañón (en la imagen).
Al refutar un trabajo que afirma que una bola que caiga de la Luna tardaría seis días en llegar, se introduce la regla de los números impares: un cuerpo que caiga 1 unidad en un intervalo caería 3 unidades en el siguiente intervalo y 5 unidades en el siguiente. uno, etc. Esto da lugar a la regla por la cual la distancia caída es según el cuadrado del tiempo. Con esto calcula que el tiempo es en realidad poco más de 3 horas. También señala que la densidad del material no supone mucha diferencia: una bola de plomo sólo puede acelerar dos veces más rápido que una de corcho.
De hecho, una pelota que cayera desde tal altura no quedaría por detrás sino por delante de la vertical porque el movimiento de rotación sería en círculos cada vez menores. Lo que hace que la Tierra se mueva es similar a lo que mueve a Marte o Júpiter y es lo mismo que atrae la piedra hacia la Tierra. Llamarlo gravedad no explica qué es.
Salviati comienza desestimando los argumentos de un libro contra las novas que ha estado leyendo durante la noche. [18] A diferencia de los cometas, estos eran estacionarios y su falta de paralaje se comprobaba fácilmente y, por lo tanto, no podían haber estado en la esfera sublunar.
Simplicio da ahora el mayor argumento contra el movimiento anual de la Tierra: si se mueve entonces ya no puede ser el centro del zodíaco, el mundo. Aristóteles da pruebas de que el universo es finito, limitado y esférico. Salviati señala que estos desaparecen si le niega la suposición de que es mueble, pero permite la suposición inicialmente para no multiplicar las disputas.
Señala que si algo es el centro debe ser el Sol y no la Tierra, porque todos los planetas están más cerca o más lejos de la Tierra en diferentes momentos, Venus y Marte hasta ocho veces. Anima a Simplicio a hacer un plano de los planetas, empezando por Venus y Mercurio, que se ven fácilmente girando alrededor del Sol. Marte también debe girar alrededor del Sol (así como de la Tierra), ya que nunca se lo ve con cuernos , a diferencia de Venus que ahora se ve a través del telescopio; lo mismo ocurre con Júpiter y Saturno. La Tierra, que se encuentra entre Marte con un período de dos años y Venus con nueve meses, tiene un período de un año que puede atribuirse más elegantemente al movimiento que a un estado de reposo.
Sagredo plantea otras dos objeciones comunes. Si la Tierra girara, las montañas pronto estarían en una posición en la que habría que descender en lugar de ascender. En segundo lugar, el movimiento sería tan rápido que alguien que se encontrara en el fondo de un pozo sólo tendría un breve instante para vislumbrar una estrella a su paso. Simplicio puede ver que lo primero no es diferente a viajar alrededor del globo, como cualquiera que haya circunnavegado pero aunque se da cuenta de que lo segundo es lo mismo como si los cielos estuvieran girando, todavía no lo entiende. Salviati dice que los primeros no se diferencian de los que niegan las antípodas. Para el segundo, anima a Simplicio a decidir qué fracción del cielo se puede ver desde el fondo del pozo.
Salviati plantea otro problema, y es que Marte y Venus no son tan variables como sugeriría la teoría. Explica que el tamaño de una estrella para el ojo humano se ve afectado por el brillo y los tamaños no son reales. Esto se resuelve mediante el uso del telescopio que también muestra la forma de media luna de Venus. Otra objeción al movimiento de la Tierra, la existencia única de la Luna, ha sido resuelta con el descubrimiento de las lunas de Júpiter , que a cualquier joviano le parecerían la Luna de la Tierra.
Copérnico logró reducir algunos de los movimientos desiguales de Ptolomeo, quien tuvo que lidiar con movimientos que a veces eran rápidos, a veces lentos y a veces hacia atrás, mediante vastos epiciclos . Marte, por encima de la esfera del Sol, a menudo cae muy por debajo de ella y luego se eleva por encima de ella. Estas anomalías se curan con el movimiento anual de la Tierra. Esto se explica mediante un diagrama en el que se muestra el movimiento variable de Júpiter teniendo en cuenta la órbita de la Tierra.
Simplicio produce otro folleto en el que se mezclan argumentos teológicos con astronómicos, pero Salviati se niega a abordar las cuestiones de las Escrituras. Por eso argumenta que las estrellas fijas deben estar a una distancia inconcebible, siendo la más pequeña mayor que toda la órbita de la Tierra. Salviati explica que todo esto proviene de una tergiversación de lo que dijo Copérnico, lo que resultó en un enorme cálculo excesivo del tamaño de una estrella de sexta magnitud. Pero muchos otros astrónomos famosos sobreestimaron el tamaño de las estrellas ignorando el factor de brillo. Ni siquiera Tycho, con sus precisos instrumentos, se propuso medir el tamaño de ninguna estrella excepto el Sol y la Luna. Pero Salviati (Galileo) pudo hacer una estimación razonable simplemente colgando una cuerda para oscurecer la estrella y midiendo la distancia entre el ojo y la cuerda.
Pero todavía muchos no pueden creer que las estrellas fijas puedan ser individualmente tan grandes o más grandes que el Sol. ¿Con qué fin son éstos? Salviati sostiene que "es una temeridad para nuestra debilidad intentar juzgar las razones de las acciones de Dios y llamar vano y superfluo en el universo todo lo que no nos sirve".
¿Ha intentado Tycho o alguno de sus discípulos investigar de algún modo fenómenos que pudieran afirmar o negar el movimiento de la Tierra? ¿Alguno de ellos sabe cuánta variación se necesita en las estrellas fijas? Simplicio se opone a admitir que la distancia de las estrellas fijas es demasiado grande para que sea detectable. Salviati señala lo difícil que es incluso detectar las diferentes distancias de Saturno. Muchas de las posiciones de las estrellas fijas no se conocen con precisión y se necesitan instrumentos mucho mejores que los de Tycho: digamos, usar una mira con una posición fija a 60 millas de distancia.
Luego, Sagredo le pide a Salviati que le explique cómo el sistema copernicano explica las estaciones y las desigualdades del día y la noche. Esto lo hace con la ayuda de un diagrama que muestra la posición de la Tierra en las cuatro estaciones. Señala que es mucho más sencillo que el sistema ptolemaico. Pero Simplicio cree que Aristóteles hizo bien en evitar demasiada geometría. Prefiere el axioma de Aristóteles para evitar más de un movimiento simple a la vez.
Están en la casa de Sagredo en Venecia , donde las mareas son un tema importante, y Salviati quiere mostrar el efecto del movimiento de la Tierra sobre las mareas. Señala en primer lugar los tres períodos de las mareas: diaria (diurna) , generalmente con intervalos de 6 horas de subida y seis más de bajada; mensualmente , aparentemente de la Luna, que aumenta o disminuye estas mareas; y anual , lo que lleva a diferentes tamaños en los equinoccios.
Considera primero el movimiento diario. Se observan tres variedades: en algunos lugares las aguas suben y bajan sin ningún movimiento hacia adelante; en otros se mueven hacia el este y regresan al oeste sin subir ni bajar; en otros hay una combinación de ambas cosas: esto sucede en Venecia, donde las aguas suben al entrar y bajan al salir. En el estrecho de Mesina hay corrientes muy rápidas entre Escila y Caribdis . En el Mediterráneo abierto la alteración de altura es pequeña pero las corrientes son notables.
Simplicio contraataca con las explicaciones peripatéticas , que se basan en las profundidades del mar y el dominio de la Luna sobre el agua, aunque esto no explica las salidas cuando la Luna está debajo del horizonte. Pero admite que podría ser un milagro.
Cuando el agua en Venecia sube, ¿de dónde viene? En Corfú y Dubrovnik apenas hay subidas. ¿Desde el océano a través del Estrecho de Gibraltar ? Está demasiado lejos y las corrientes son demasiado lentas.
Entonces, ¿podría el movimiento del contenedor causar la perturbación? Consideremos las barcazas que traen agua a Venecia. Cuando topan con un obstáculo, el agua corre hacia adelante; cuando aceleren, irá hacia atrás. A pesar de todo este disturbio, no hay necesidad de agua nueva y el nivel en el medio se mantiene prácticamente constante, aunque el agua corre hacia adelante y hacia atrás.
Consideremos un punto de la Tierra bajo la acción conjunta de los movimientos anuales y diurnos. En un momento dado, estos se suman y 12 horas después actúan uno contra el otro, por lo que hay una aceleración y desaceleración alternas. Así, las cuencas oceánicas se ven afectadas del mismo modo que la barcaza, especialmente en dirección este-oeste. La longitud de la barcaza influye en la velocidad de las oscilaciones, del mismo modo que la longitud de una plomada cambia su velocidad. La profundidad del agua también influye en la magnitud de las vibraciones.
El efecto primario sólo explica las mareas una vez al día; hay que buscar en otra parte el cambio de seis horas, los períodos de oscilación del agua. En algunos lugares, como el Helesponto y el Egeo, los períodos son más breves y variables. Pero un mar de norte a sur como el Mar Rojo tiene muy poca marea, mientras que el Estrecho de Messina tiene el efecto reprimido de dos cuencas.
Simplicio objeta que si esto tiene en cuenta el agua, ¿no debería verse aún más en los vientos? Salviati sugiere que los recipientes que los contienen no son tan efectivos y el aire no sostiene su movimiento. Sin embargo, estas fuerzas se manifiestan en los vientos constantes de este a oeste en los océanos de la zona tropical .
Parece que la Luna también participa en la producción de los efectos diarios, pero eso le repugna. Los movimientos de la Luna han causado grandes dificultades a los astrónomos. Es imposible dar cuenta completa de estos hechos dada la naturaleza irregular de las cuencas marinas.
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