Los modelos históricos del Sistema Solar aparecieron por primera vez durante los períodos prehistóricos y se están actualizando hasta el día de hoy. Los modelos del Sistema Solar a lo largo de la historia se representaron por primera vez en forma temprana de marcas y dibujos en cuevas, calendarios y símbolos astronómicos. Luego, los libros y los registros escritos se convirtieron en la principal fuente de información que expresaba la forma en que la gente de la época pensaba sobre el Sistema Solar.
Los nuevos modelos del Sistema Solar generalmente se construyen sobre modelos anteriores, por lo que los intelectuales en astronomía siguen la pista de los primeros modelos, un progreso extendido desde el intento de perfeccionar el modelo geocéntrico utilizando eventualmente el modelo heliocéntrico del Sistema Solar. El uso del modelo del Sistema Solar comenzó como un recurso para indicar períodos particulares durante el año, así como una herramienta de navegación que fue explotada por muchos líderes del pasado.
Los astrónomos y grandes pensadores del pasado pudieron registrar observaciones e intentar formular un modelo que interprete con precisión las grabaciones. Este método científico de derivar un modelo del Sistema Solar es el que permitió avanzar hacia modelos más precisos para tener una mejor comprensión del Sistema Solar en el que nos encontramos.
Hacia el III milenio a. C. se desarrolla la astrología hindú , basada en los Navagraha , nueve cuerpos celestes y deidades que influyen en la vida humana en la Tierra: el Sol , la Luna , los cinco planetas entonces conocidos , más los nodos ascendentes y descendentes de la Luna . [1]
El Disco Celestial de Nebra es un plato de bronce con símbolos que se interpretan generalmente como el Sol o la luna llena , una media luna lunar y estrellas (incluido un cúmulo de siete estrellas interpretadas como las Pléyades ). El disco ha sido atribuido a un sitio en la actual Alemania cerca de Nebra , [2] Sajonia-Anhalt , y los arqueólogos lo fecharon originalmente en c. 1600 a. C. , según la procedencia proporcionada por los saqueadores que lo encontraron. [3] Los investigadores inicialmente sugirieron que el disco es un artefacto de la cultura Unetice de la Edad del Bronce, aunque también se ha propuesto una datación posterior a la Edad del Hierro . [4] [3]
Los antiguos hebreos, como todos los pueblos antiguos del Cercano Oriente, creían que el cielo era una cúpula sólida con el Sol , la Luna , los planetas y las estrellas incrustados en ella. [5] En la cosmología bíblica , el firmamento es la vasta cúpula sólida creada por Dios durante su creación del mundo para dividir el mar primitivo en porciones superior e inferior para que pudiera aparecer la tierra seca. [6] [7]
Los babilonios pensaban que el universo giraba alrededor del cielo y la Tierra. [8] Utilizaron observaciones metodológicas de los patrones de los movimientos de los planetas y las estrellas para predecir posibilidades futuras como los eclipses . [9] Los babilonios pudieron hacer uso de las apariciones periódicas de la Luna para generar una fuente de tiempo: un calendario. Esto se desarrolló cuando la aparición de la luna llena era visible todos los meses. [10] Los 12 meses surgieron al dividir la eclíptica en 12 segmentos iguales de 30 grados y recibieron nombres de constelaciones zodiacales que luego fueron utilizados por los griegos. [11]
Los chinos tenían múltiples teorías sobre la estructura del universo. [12] La primera teoría es la teoría gaitiana (tapa celestial), mencionada en un antiguo texto matemático llamado Zhou bei suan jing en el año 100 a. C., en el que la Tierra está dentro del cielo, donde el cielo actúa como una cúpula o una tapa. La segunda teoría es la teoría de Huntian (esfera celestial) durante el año 100 a.C. [12] Esta teoría afirma que la Tierra flota sobre el agua que contiene el Cielo, lo que fue aceptado como teoría predeterminada hasta el año 200 d.C. [12] La teoría de Xuanye (oscuridad ubicua) intenta simplificar la estructura implicando que el Sol, la Luna y las estrellas son sólo un vapor muy denso que flota libremente en el espacio sin movimiento periódico. [13]
Desde el año 600 a. C., los pensadores griegos notaron la forma periódica del Sistema Solar (entonces considerado como el " universo entero ") pero, al igual que sus contemporáneos, estaban desconcertados por el movimiento hacia adelante y hacia atrás de los planetas, las "estrellas errantes", durante mucho tiempo. tomados como deidades celestiales . Durante este período se anunciaron muchas teorías, en su mayoría puramente especulativas, pero progresivamente respaldadas por la geometría . [14]
Tales de Mileto supuestamente predijo el eclipse solar del año 586 a.C. [15] Alrededor del 475 a. C., Parménides afirmó que el universo es esférico y que la luz de la luna es un reflejo de la luz solar. [14] Poco después, alrededor del año 450 a. C., Anaxágoras sugirió que la Luna es rocosa , por lo tanto opaca , y más cercana a la Tierra que el Sol, dando una explicación correcta de los eclipses. [16] Para él, los cometas se forman por colisiones de planetas y que el movimiento de los planetas está controlado por el nous (mente). [14]
Anaximandro , alrededor del año 560 a. C., fue el primero en concebir un modelo mecánico del mundo. En su modelo, la Tierra flota muy quieta en el centro del infinito, sin sostenerse de nada. [17] Su curiosa forma es la de un cilindro [18] con una altura de un tercio de su diámetro. La cima plana forma el mundo habitado, que está rodeado por una masa oceánica circular.
En el origen, tras la separación del calor y el frío, apareció una bola de fuego que rodeaba la Tierra como la corteza de un árbol. Esta bola se rompió para formar el resto del Universo. Parecía un sistema de ruedas huecas concéntricas, llenas de fuego, con los bordes perforados por agujeros como los de una flauta. En consecuencia, el Sol era el fuego que se podía ver a través de un agujero del mismo tamaño que la Tierra en la rueda más alejada, y un eclipse correspondía a la oclusión de ese agujero. El diámetro de la rueda solar era veintisiete veces el de la Tierra (o veintiocho, según las fuentes) [19] y la rueda lunar, cuyo fuego era menos intenso, dieciocho (o diecinueve) veces. Su agujero podría cambiar de forma, explicando así las fases lunares . Las estrellas y los planetas, situados más cerca, [20] siguieron el mismo modelo. [21]
Anaximandro fue el primer astrónomo en considerar al Sol como un objeto enorme y, en consecuencia, en darse cuenta de lo lejos que podía estar de la Tierra, y el primero en presentar un sistema en el que los cuerpos celestes giraban a diferentes distancias.
Alrededor del año 400 a. C., los estudiantes de Pitágoras creían que el movimiento de los planetas era causado por un "fuego" oculto en el centro del universo (no el Sol) que los impulsa, y que el Sol y la Tierra orbitan ese Fuego Central a diferentes distancias. . El lado habitado de la Tierra siempre está opuesto al Fuego Central, lo que lo hace invisible para las personas. Así, la Tierra gira sobre sí misma de manera sincrónica con una órbita diaria alrededor de ese Fuego Central, mientras que el Sol la hace girar anualmente en una órbita más alta. De esta manera, el lado habitado de la Tierra mira al Sol una vez cada 24 horas. También afirmaron que la Luna y los planetas orbitan alrededor de la Tierra. [23] Este modelo suele atribuirse a Filolao .
Este modelo es el primero que representa una Tierra en movimiento, que simultáneamente gira y orbita alrededor de un punto externo (pero no alrededor del Sol), por lo que no es geocéntrica, contrariamente a la intuición común .
Por preocupaciones filosóficas sobre el número 10 (un " número perfecto " para los pitagóricos), también añadieron un décimo "cuerpo oculto" o Contra-Tierra ( Antichthon ), siempre en el lado opuesto del invisible Fuego Central y por tanto también invisible. de la tierra. [24]
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Alrededor del año 360 a. C., cuando Platón escribió en su Timeo su idea de explicar los movimientos. Afirmó que los círculos y las esferas eran la forma preferida del universo y que la Tierra estaba en el centro y las estrellas formaban la capa más externa, seguida de los planetas, el Sol y la Luna. [25] Este es el llamado modelo geocéntrico .
En la cosmogonía de Platón , [26] el demiurgo dio la primacía al movimiento de la Mismo y lo dejó indiviso; pero dividió el movimiento de la Diferencia en seis partes, para tener siete círculos desiguales. Prescribió que estos círculos se movieran en direcciones opuestas, tres de ellos con velocidades iguales, los otros con velocidades diferentes, pero siempre en proporción. Estos círculos son las órbitas de los cuerpos celestes: los tres que se mueven a velocidades iguales son el Sol, Venus y Mercurio, mientras que los cuatro que se mueven a velocidades diferentes son la Luna, Marte, Júpiter y Saturno. [27] [28] El complicado patrón de estos movimientos seguramente se repetirá nuevamente después de un período llamado año "completo" o "perfecto" . [29]
Entonces, Platón dispuso estos orbes celestes en el orden (hacia afuera desde el centro): Luna, Sol, Venus, Mercurio, Marte, Júpiter, Saturno y estrellas fijas , con las estrellas fijas ubicadas en la esfera celeste . Sin embargo, esto no fue suficiente para explicar el movimiento planetario observado.
Eudoxo de Cnido , alumno de Platón alrededor del año 380 a. C., introdujo una técnica para describir el movimiento de los planetas llamada método de agotamiento . [30] Eudoxo razonó que dado que las distancias de las estrellas, la Luna, el Sol y todos los planetas conocidos no parecen estar cambiando, están fijadas en una esfera en la que los cuerpos se mueven alrededor de la esfera pero con un radio constante y la La Tierra está en el centro de la esfera. [31] Para explicar la complejidad de los movimientos de los planetas, Eudoxo pensó que se mueven como si estuvieran unidos a una serie de esferas concéntricas e invisibles , cada una de ellas girando alrededor de su propio eje diferente y a diferentes ritmos. [32]
El modelo de Eudoxo tenía veintisiete esferas homocéntricas y cada esfera explicaba un tipo de movimiento observable para cada objeto celeste. Eudoxo asigna a las estrellas fijas una esfera que supuestamente explica su movimiento diario. Asigna tres esferas tanto al Sol como a la Luna y la primera esfera se mueve de la misma manera que la esfera de las estrellas fijas. La segunda esfera explica el movimiento del Sol y la Luna en el plano de la eclíptica. La tercera esfera debía moverse en un círculo "latitudinalmente inclinado" y explicar el movimiento latitudinal del Sol y la Luna en el cosmos. Se asignaron cuatro esferas a Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno, los únicos planetas conocidos en ese momento. La primera y segunda esferas de los planetas se movían exactamente como las dos primeras esferas del Sol y la Luna. Según Simplicius , se suponía que la tercera y cuarta esfera de los planetas se movían de una manera que creaba una curva conocida como hipopótamo . El hipopótamo era una forma de intentar explicar los movimientos retrógrados de los planetas.
Eudoxo enfatizó que se trata de una construcción puramente matemática del modelo en el sentido de que las esferas de cada cuerpo celeste no existen, solo muestra las posibles posiciones de los cuerpos. [33]
Alrededor del año 350 a. C., Aristóteles , en su principal tratado cosmológico De Caelo (Sobre los cielos) , modificó el modelo de Eudoxo suponiendo que las esferas eran materiales y cristalinas. Pudo articular las esferas de la mayoría de los planetas, sin embargo, las esferas de Júpiter y Saturno se cruzaron. Aristóteles resolvió esta complicación introduciendo una esfera desenrollada en el medio, aumentando el número de esferas necesarias muy por encima de las de Eudoxo. Los historiadores no están seguros de cuántas esferas pensaba Aristóteles que había en el cosmos, con teorías que van desde 43 hasta 55. [34]
Aristóteles también intentó determinar si la Tierra se mueve y concluyó que todos los cuerpos celestes caen hacia la Tierra por tendencia natural y como la Tierra es el centro de esa tendencia, es estacionaria. [35]
Hacia el año 330 a. C., Heráclides del Ponto dijo que la rotación de la Tierra sobre su eje, de oeste a este, una vez cada 24 horas, explicaba el movimiento diario aparente de la esfera celeste . Simplicio dice que Heráclides propuso que los movimientos irregulares de los planetas pueden explicarse si la Tierra se mueve mientras el Sol permanece quieto, [36] pero estas afirmaciones son controvertidas. [37]
Alrededor del 280 a. C., Aristarco de Samos ofrece la primera discusión definitiva sobre la posibilidad de un cosmos heliocéntrico , [38] y utiliza el tamaño de la sombra de la Tierra sobre la Luna para estimar el radio orbital de la Luna en 60 radios terrestres, y su radio físico como un tercio del de la Tierra. Hizo un intento impreciso de medir la distancia al Sol, pero suficiente para afirmar que el Sol es más grande que la Tierra y está más lejos que la Luna. Así, el cuerpo menor, la Tierra, debe orbitar al mayor, el Sol, y no al revés. [39]
Siguiendo las ideas heliocéntricas de Aristarco (pero sin apoyarlas explícitamente), alrededor del año 250 a. C. Arquímedes en su obra The Sand Reckoner calcula que el diámetro del universo centrado alrededor del Sol es de aproximadamente 10 14 estadios (en unidades modernas, aproximadamente 2 años luz) .18,93 × 10 12 kilómetros ,11,76 × 10 12 millas ). [40]
En palabras del propio Arquímedes:
Sus hipótesis [de Aristarco] son que las estrellas fijas y el Sol permanecen inmóviles, que la Tierra gira alrededor del Sol en la circunferencia de un círculo, el Sol se encuentra en el medio de la órbita, y que la esfera de las estrellas fijas, situada aproximadamente del mismo centro que el Sol, es tan grande que el círculo en el que supone que gira la Tierra guarda con la distancia de las estrellas fijas tal proporción como la que guarda el centro de la esfera con su superficie. [41]
Sin embargo, las opiniones de Aristarco no fueron ampliamente adoptadas y la noción geocéntrica permanecerá durante siglos.
Alrededor del 210 a. C., Apolonio de Perga muestra la equivalencia de dos descripciones de los movimientos retrógrados aparentes de los planetas (asumiendo el modelo geocéntrico), una utilizando excéntricas y otra deferente y epiciclos . [42] Esta última será una característica clave para los modelos futuros. El epiciclo se describe como una órbita pequeña dentro de una mayor, llamada deferente : así como un planeta orbita la Tierra, también orbita la órbita original, por lo que su trayectoria se asemeja a una epitrocoide , como se muestra en la ilustración de la izquierda. Esto podría explicar cómo el planeta parece moverse visto desde la Tierra.
En el siglo siguiente se mejoran las medidas de tamaños y distancias de la Tierra y la Luna. Alrededor del año 200 a. C., Eratóstenes determina que el radio de la Tierra es de aproximadamente 6.400 km. [43] Alrededor del año 150 a. C. Hiparco utiliza el paralaje para determinar que la distancia a la Luna es de aproximadamente 380.000 km. [44]
El trabajo de Hiparco sobre el sistema Tierra-Luna fue tan preciso que pudo pronosticar eclipses solares y lunares para los siguientes seis siglos. Además, descubre la precesión de los equinoccios y compila un catálogo estelar de unas 850 entradas. [45]
Durante el período del 127 al 141 d.C., Ptolomeo dedujo que la Tierra es esférica basándose en el hecho de que no todos registran el eclipse solar al mismo tiempo y que los observadores del Norte no pueden ver las estrellas del Sur. [46] Ptolomeo intentó resolver el dilema del movimiento planetario en el que las observaciones no eran consistentes con las órbitas circulares perfectas de los cuerpos. Ptolomeo adoptó como solución los epiciclos de Apolonio. [47] Ptolomeo enfatizó que el movimiento epiciclo no se aplica al Sol. Su principal contribución al modelo fueron los puntos ecuantes . También reorganizó las esferas celestes en un orden diferente al de Platón (desde la Tierra hacia afuera): Luna, Mercurio, Venus, Sol, Marte, Júpiter, Saturno y estrellas fijas, siguiendo una larga tradición astrológica y los períodos orbitales decrecientes.
La obra de Ptolomeo, Almagesto, consolidó el modelo geocéntrico en Occidente y siguió siendo el texto de astronomía más autorizado durante más de 1.500 años. Sus métodos eran lo suficientemente precisos como para mantenerlos en gran medida indiscutidos. [48]
Alrededor del año 420 d.C. Martianus Capella describe un modelo geocéntrico modificado, en el que la Tierra está en reposo en el centro del universo y rodeada por la Luna, el Sol, tres planetas y las estrellas, mientras que Mercurio y Venus giran alrededor del Sol. [49] Su modelo no fue ampliamente aceptado, a pesar de su autoridad; fue uno de los primeros desarrolladores del sistema de las siete artes liberales , el trivium ( gramática , lógica y retórica ) y el quadrivium ( aritmética , geometría , música , astronomía ), que estructuraron la educación medieval temprana. [50] No obstante, su única obra enciclopédica, De nuptiis Philologiae et Mercurii ("Sobre las bodas de la filología y Mercurio"), también llamada De septem disciplinis ("Sobre las siete disciplinas") fue leída, enseñada y comentada a lo largo del siglo XIX. Alta Edad Media y dieron forma a la educación europea durante el período medieval temprano y el Renacimiento carolingio . [51]
Este modelo implica cierto conocimiento sobre los tránsitos de Mercurio y Venus delante del Sol, [52] y el hecho de que también pasan periódicamente detrás de él, lo que no se puede explicar con el modelo de Ptolomeo. [53] Pero no está claro cómo se podría lograr ese conocimiento en esa época, debido a la dificultad de ver estos tránsitos a simple vista; [54] de hecho, no hay evidencia de que alguna cultura antigua conociera los tránsitos.
Alternativamente, visto desde la Tierra, Mercurio nunca se aleja del Sol, ni al Este ni al Oeste, a más de 28° [55] y Venus a no más de 47°, [56] hechos ambos conocidos desde la antigüedad que tampoco pudieron ser explicados por Ptolomeo. . Por lo que se podría inferir que orbitan alrededor del Sol y, por tanto, deberían existir estos tránsitos.
En el período de la edad de oro islámica en Bagdad , a partir del trabajo de Ptolomeo, se tomaron medidas más precisas seguidas de interpretaciones. En 1021 d.C., Ibn Al Haytham ajustó el modelo geocéntrico de Ptolomeo a su especialidad en óptica en su libro Al-shukuk 'ata Batlamyus, que se traduce como "Dudas sobre Ptolomeo". [57] Ibn al-Haytham afirmó que los epiciclos que introdujo Ptolomeo son planos inclinados, no en un movimiento plano que resolvió disputas conflictivas adicionales. [58] Sin embargo, Ibn Al Haytham estuvo de acuerdo con que la Tierra esté en el centro del Sistema Solar en una posición fija. [59]
Nasir al-Din, durante el siglo XIII, pudo combinar dos métodos posibles para que un planeta orbitara y, como resultado, derivó un aspecto rotacional de los planetas dentro de sus órbitas. [60] Copérnico llegó a la misma conclusión en el siglo XVI. [57] Ibn al-Shatir , durante el siglo XIV, en un intento de resolver la inconsistente teoría lunar de Ptolomeo, aplicó un modelo de doble epiciclo a la Luna que redujo el desplazamiento previsto de la Luna desde la Tierra. [61] Copérnico también llegó a la misma conclusión en el siglo XVI. [62]
En 1051, Shen Kua , un estudioso chino en matemáticas aplicadas , rechazó el movimiento circular de los planetas. Lo sustituyó por un movimiento diferente descrito con el término "hoja de sauce". Esto ocurre cuando un planeta tiene una órbita circular pero luego encuentra otra órbita circular pequeña dentro o fuera de la órbita original y luego regresa a su órbita original, como lo demuestra la figura de la derecha. [63]
Durante el siglo XVI, Nicolás Copérnico , al reflexionar sobre las interpretaciones de Ptolomeo y Aristóteles del Sistema Solar, creía que todas las órbitas de los planetas y la Luna debían ser un movimiento circular uniforme perfecto a pesar de las observaciones que mostraban el complejo movimiento retrógrado. [64] Copérnico introdujo un nuevo modelo que era consistente con las observaciones y permitía un movimiento circular perfecto. Esto se conoce como modelo heliocéntrico , en el que el Sol está situado en el centro del universo (de ahí el Sistema Solar) y la Tierra, como todos los demás planetas, lo orbita. El modelo heliocéntrico también resolvió el problema del brillo variable de los planetas. [65] Copérnico también apoyó la teoría de la Tierra esférica con la idea de que la naturaleza prefiere límites esféricos que se ven en la Luna, el Sol y también en las órbitas de los planetas. [66] Copérnico creía además que el universo tenía un límite esférico. [66] Copérnico contribuyó aún más a la astronomía práctica al producir técnicas avanzadas de observaciones [67] y mediciones y proporcionar procedimientos de instrucción. [68]
El modelo heliocéntrico implica que la Tierra también es un planeta, el tercero desde el Sol después de Mercurio y Venus, y antes de Marte, Júpiter y Saturno. Y también implícitamente, que los planetas son "mundos", como lo es la Tierra, no "estrellas". Pero la Luna todavía orbita alrededor de la Tierra.
El modelo heliocéntrico no fue adoptado inmediatamente. El conservadurismo junto con numerosas preocupaciones observacionales, filosóficas y religiosas lo impidieron durante más de un siglo.
En 1588, Tycho Brahe publica su propio sistema Tychonic , una mezcla entre el modelo geocéntrico clásico de Ptolomeo y el modelo heliocéntrico de Copérnico, en el que el Sol y la Luna giran alrededor de la Tierra, en el centro del universo, y todos los demás planetas giran alrededor del Sol. [69] Fue un intento de conciliar sus creencias religiosas con el heliocentrismo. Este fue el llamado modelo geoheliocéntrico, y fue adoptado por algunos astrónomos durante las disputas entre geocentrismo y heliocentrismo .
En 1609, Johannes Kepler , un defensor del modelo heliocéntrico, utilizando las medidas precisas de su mecenas Tycho Brahe, notó la inconsistencia de un modelo heliocéntrico en el que el Sol está exactamente en el centro. En cambio, Kepler desarrolló un modelo más preciso y consistente en el que el Sol no está ubicado en el centro sino en uno de los dos focos de una órbita elíptica . [70]
Kepler derivó las tres leyes del movimiento planetario que cambiaron el modelo del Sistema Solar y la trayectoria orbital de los planetas. Estas tres leyes del movimiento planetario son:
En notación moderna,
donde a es el radio de la órbita, T es el período, G es la constante gravitacional y M es la masa del Sol . La tercera ley explica los períodos que ocurren durante el año y relaciona la distancia entre la Tierra y el Sol. [74]
Además de una precisión sin precedentes, el modelo kepleriano también permite poner a escala el Sistema Solar. Si se pudiera tomar una medida fiable entre los cuerpos planetarios, se podría calcular el tamaño total del sistema. En ese momento, el Sistema Solar empezó a concebirse como algo más pequeño que el resto del universo. (Sin embargo, hasta 1596 el propio Kepler todavía creía en la esfera de estrellas fijas , como se ilustra en su libro Mysterium Cosmopgraphicum .)
Con la ayuda del telescopio que permite observar más de cerca el cielo, Galileo Galilei demostró la mayor parte del modelo heliocéntrico del Sistema Solar. Galileo observó las fases de la aparición de Venus con el telescopio y pudo confirmar la primera ley del movimiento planetario de Kepler y el modelo heliocéntrico de Copérnico, del que Galileo era defensor. [75] Galileo afirmó que el Sistema Solar no sólo está formado por el Sol, la Luna y los planetas, sino también por los cometas. [76] Al observar los movimientos alrededor de Júpiter, Galileo inicialmente pensó que se trataba de acciones de las estrellas. [77] Sin embargo, después de una semana de observación, notó cambios en los patrones de movimiento en los que concluyó que son lunas, cuatro lunas . [77]
Poco después, el propio Kepler demostró que las lunas de Júpiter se mueven alrededor del planeta de la misma manera que los planetas orbitan alrededor del Sol, haciendo así universales las leyes de Kepler. [78]
Después de todas estas teorías, la gente todavía no sabía qué hacía que los planetas orbitaran alrededor del Sol, ni por qué la Luna sigue a la Tierra. Hasta el siglo XVII cuando Isaac Newton introdujo La Ley de la Gravitación Universal . Afirmó que entre dos masas cualesquiera existe una fuerza de atracción proporcional a la inversa de la distancia al cuadrado. [79]
donde m 1 es la masa del Sol y m 2 es la masa del planeta, G es la constante gravitacional y r es la distancia entre ellos. [80] Esta teoría fue capaz de calcular la fuerza del Sol sobre cada planeta, lo que en consecuencia, explicó el movimiento elíptico de los planetas. [81]
El término " Sistema Solar " entró en el idioma inglés en 1704, cuando John Locke lo utilizó para referirse al Sol, los planetas y los cometas en su conjunto. [82] Para entonces se había establecido sin lugar a dudas que los planetas son otros mundos y las estrellas son otros soles distantes, por lo que todo el Sistema Solar es en realidad solo una pequeña parte de un universo inmensamente grande, y definitivamente algo distinto.
En 1672, Jean Richer y Giovanni Domenico Cassini midieron la unidad astronómica (UA), la distancia media Tierra-Sol, en aproximadamente 138.370.000 km, [83] (posteriormente refinada por otros hasta el valor actual de 149.597.870 km). Esto proporcionó por primera vez un tamaño bien estimado del entonces conocido Sistema Solar (es decir, hasta Saturno), siguiendo la escala derivada de la tercera ley de Kepler.
En 1798 Henry Cavendish mide con precisión la constante gravitacional en el laboratorio , lo que permite derivar la masa de la Tierra a través de la ley de gravitación universal de Newton y, por tanto, las masas de todos los cuerpos del Sistema Solar. [84]
Las observaciones telescópicas encontraron nuevas lunas alrededor de Júpiter y Saturno , así como un impresionante sistema de anillos alrededor de este último.
En 1705 Edmond Halley afirmó que el cometa de 1682 es periódico con una órbita elíptica muy alargada alrededor del Sol, y predice su regreso en 1757. [85] Johann Palitzsch observó en 1758 el regreso del cometa que Halley había anticipado. [86] La interferencia de la órbita de Júpiter había retrasado el regreso en 618 días. El astrónomo parisino La Caille sugiere que debería llamarse "Cometa Halley". [87] Los cometas se convirtieron en un objetivo popular para los astrónomos y fueron reconocidos como miembros del Sistema Solar.
En 1766, Johann Titius encontró una progresión numérica para las distancias planetarias, publicada en 1772 por Johann Bode , la llamada regla de Titius-Bode . [88]
Cuando en 1781 William Herschel descubrió un nuevo planeta, Urano , [89] se descubrió que se encuentra a una distancia más allá de Saturno que coincide aproximadamente con la predicha por la regla de Titius-Bode.
Esa regla observó una brecha entre Marte y Júpiter sin ningún planeta conocido. En 1801 Giuseppe Piazzi descubrió Ceres , un cuerpo que llenó el vacío y fue considerado como un nuevo planeta, [90] y en 1802 Heinrich Wilhelm Olbers descubrió Palas , aproximadamente a la misma distancia del Sol que Ceres. [91] Propuso que los dos objetos eran los restos de un planeta destruido , [92] y predijo que se encontrarían más de estas piezas. Debido a su apariencia de estrella, William Herschel sugirió que Ceres y Palas, y si se encontraran objetos similares, se colocaran en una categoría separada, denominada asteroides , aunque todavía se contaron entre los planetas durante algunas décadas. [93] En 1804 Karl Ludwig Harding descubrió el asteroide Juno , [94] y en 1807 Olbers descubrió el asteroide Vesta . [95] En 1845 Karl Ludwig Hencke descubrió un quinto cuerpo entre Marte y Júpiter, Astraea , [96] y en 1849 Annibale de Gasparis descubre el asteroide Hygiea , el cuarto asteroide más grande del Sistema Solar tanto por volumen como por masa. [97] A medida que se encontraron allí nuevos objetos de ese tipo a un ritmo acelerado, contarlos entre los planetas se volvió cada vez más engorroso. Con el tiempo, fueron eliminados de la lista de planetas (como sugirió por primera vez Alexander von Humboldt a principios de la década de 1850) y la acuñación de Herschel, "asteroides", gradualmente se volvió de uso común. [98] Desde entonces, la región que ocupan entre Marte y Júpiter se conoce como cinturón de asteroides .
Alexis Bouvard detectó irregularidades en la órbita de Urano en 1821. [99] Posteriormente, entre 1845 y 1846, John Adams y Urbain Le Verrier predijeron por separado la existencia y ubicación de un nuevo planeta a partir de irregularidades en la órbita de Urano. [100] Este nuevo planeta fue finalmente encontrado por Johann Galle y finalmente llamado Neptuno , siguiendo la posición predicha que le dio Le Verrier. Este hecho marcó el clímax de la mecánica newtoniana aplicada a la astronomía, pero la órbita de Neptuno no encaja con la regla de Titius-Bode, por lo que ha quedado en desuso a partir de entonces.
Finalmente, también se descubrieron lunas nuevas alrededor de Urano a partir de 1787 por Herschel, [101] alrededor de Neptuno a partir de 1846 por William Lassell [102] y alrededor de Marte en 1877 por Asaph Hall . [103]
En 1919, Arthur Stanley Eddington utiliza un eclipse solar para probar con éxito la Teoría General de la Relatividad de Albert Einstein , [104] que a su vez explica las irregularidades observadas en el movimiento orbital de Mercurio, [105] y refuta la existencia del hipotético planeta interior. Vulcano .
La Teoría General de la Relatividad reemplaza a la mecánica celeste de Newton. En lugar de fuerzas de atracción, la gravedad se ve como una curvatura del tejido del continuo espacio-tiempo producida por las masas de los cuerpos.
Clyde Tombaugh descubrió Plutón en 1930. [106] Fue considerado durante décadas como el noveno planeta del Sistema Solar. En 1978 James Christy descubre Caronte , la gran luna de Plutón. [107]
En 1950 Jan Oort sugirió la presencia de un reservorio cometario en los límites exteriores del Sistema Solar, la nube de Oort , [108] y en 1951 Gerard Kuiper defendió que se había formado un reservorio anular de cometas entre 40 y 100 unidades astronómicas del Sol. temprano en la evolución del Sistema Solar, pero no creía que tal cinturón todavía existiera hoy. [109] Décadas más tarde, esta región recibió su nombre, el cinturón de Kuiper .
Se descubrieron nuevas poblaciones de asteroides, como troyanos desde 1906 por Max Wolf , [110] y centauros desde 1977 por Charles Kowal , [111] entre muchos otros .
A partir de 1957, la tecnología permitió la exploración espacial directa de los cuerpos del Sistema Solar. Hasta la fecha, todos sus cuerpos principales conocidos han sido visitados al menos una vez por naves espaciales robóticas , proporcionando datos científicos de primera mano e imágenes de cerca. En algunos casos, sondas robóticas y rovers han aterrizado en satélites, planetas, asteroides y cometas. E incluso se han devuelto algunas muestras .
El Sol es una estrella solitaria de secuencia principal de tipo G dentro de la galaxia de la Vía Láctea , rodeada por ocho planetas principales que orbitan alrededor de la estrella por la influencia de la gravedad, la mayoría de ellos con una cohorte de satélites o lunas orbitándolos. Los planetas más grandes también tienen anillos , formados por multitud de pequeños objetos sólidos y polvo.
Los planetas son, en orden de distancia al Sol: Mercurio , Venus , Tierra , Marte , Júpiter , Saturno , Urano y Neptuno .
Hay tres cinturones principales de cuerpos menores:
Los más grandes de estos cuerpos menores se consideran planetas enanos : Ceres en el cinturón de asteroides, y Plutón , Eris , Haumea , Makemake , Gonggong , Quaoar , Sedna y Orcus (junto con otros candidatos ) en el cinturón de Kuiper.
Para completar el número diez, Filolao creó el antichthon o contra-tierra. Este décimo planeta siempre es invisible para nosotros, porque está entre nosotros y el fuego central y siempre sigue el ritmo de la Tierra.
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