La nave de Galileo hace referencia a dos experimentos de física , un experimento mental y un experimento real, realizados por Galileo Galilei , físico y astrónomo de los siglos XVI y XVII . Los experimentos se crearon para defender la idea de una Tierra en rotación en contraposición a una Tierra estacionaria alrededor de la cual giraban el Sol , los planetas y las estrellas.
Un argumento que se utilizó en esa época fue que si la Tierra estuviera rotando, habría efectos detectables en las trayectorias de los proyectiles o cuerpos que caían.
En 1616, después de que Galileo ya se preocupara de ser objeto de sospechas por parte de la Inquisición , recibió una carta de monseñor Francesco Ingoli en la que se enumeraban argumentos científicos y teológicos contra el copernicanismo. Como parte de una extensa respuesta de 1624, Galileo describió el experimento de dejar caer una piedra desde el mástil de un barco que se movía suavemente y observar si la piedra golpeaba en la base del mástil o detrás de él. Varias personas habían discutido el experimento en términos teóricos, y algunas afirmaron haberlo hecho, con informes contradictorios en cuanto al resultado. Por ejemplo, experimentos reales o mentales similares a este habían sido discutidos previamente por Jean Buridan , [1] Nicolas Oresme , [2] Nicolaus Cusanus , [3] Clavius [4] y Giordano Bruno . [5]
Galileo le dijo a Ingoli (traducido por Stillman Drake): [6]
He sido doblemente buen filósofo que aquellos otros, porque ellos, al decir lo que es lo opuesto del efecto, han añadido también la mentira de haberlo visto mediante experimentos, y yo he hecho el experimento, antes del cual el razonamiento físico me había persuadido de que el efecto debía resultar como en efecto resulta.
Galileo también analizó el experimento en su Diálogo sobre los dos principales sistemas del mundo (día 2), [7] pero sin ninguna afirmación de que se llevó a cabo realmente. Un experimento similar analizado por Galileo y otros autores como Oresme, Clavius y Bruno es uno en el que se lanza un proyectil directamente hacia arriba desde la superficie de la Tierra. Un argumento aristotélico-escolástico común era que si la superficie de la Tierra se movía hacia el este, entonces en este experimento el proyectil caería al oeste del punto de lanzamiento, contrariamente a la observación.
En su libro Diálogo sobre los dos principales sistemas del mundo, Galileo (1632 ) analizaba (el segundo día) todos los argumentos que se utilizaban entonces contra la idea de que la Tierra se mueve. Uno de ellos es que si la Tierra girara sobre su eje , todos nos moveríamos hacia el este a miles de kilómetros por hora, de modo que una bala lanzada desde una torre caería al oeste de la torre, que se habría movido cierta distancia hacia el este en el ínterin. De manera similar, el argumento era que una bala de cañón disparada hacia el este caería más cerca del cañón que una disparada hacia el oeste, porque el cañón que se mueve hacia el este alcanzaría parcialmente a la bala. Para rebatir estos argumentos, el libro observa que una persona en un barco que se mueve de manera uniforme no tiene sentido del movimiento, por lo que una bala de cañón lanzada desde lo alto del mástil caería directamente al pie. Para demostrarlo, el ficticio defensor de Galileo, Salviati, propuso el experimento que se describe a continuación para demostrar el principio clásico de la relatividad según el cual no hay observación interna (es decir, sin, por así decirlo, mirar por la ventana) por la que se pueda distinguir entre un sistema que se mueve uniformemente y uno en reposo. Por lo tanto, dos sistemas cualesquiera que se muevan sin aceleración son equivalentes, y el movimiento no acelerado es relativo. Casi tres siglos después, Albert Einstein aplicó esta noción a las leyes de la electricidad y el magnetismo ( las ecuaciones de Maxwell ) . Esto condujo a la formulación de la teoría especial de la relatividad , una reformulación del argumento de Galileo teniendo en cuenta las leyes de la gravitación y el electromagnetismo, entonces conocidas.
El experimento de Salviati es el siguiente: [8]
Enciérrate con algún amigo en el camarote principal de un gran barco, bajo cubierta, y lleva contigo algunas moscas, mariposas y otros pequeños animales voladores. Ten un cuenco grande con agua y algunos peces dentro; cuelga una botella que se vacíe gota a gota en un recipiente ancho debajo de él. Con el barco parado, observa con atención cómo los pequeños animales vuelan con la misma velocidad hacia todos los lados del camarote. Los peces nadan indistintamente en todas direcciones; las gotas caen en el recipiente que está debajo; y, al arrojar algo a tu amigo, no necesitas lanzarlo con más fuerza en una dirección que en otra, siendo las distancias iguales; saltando con los pies juntos, recorres espacios iguales en todas las direcciones. Cuando hayas observado todas estas cosas con atención (aunque sin duda cuando el barco está parado todo debe suceder de esta manera), haz que el barco avance a la velocidad que quieras, siempre que el movimiento sea uniforme y no fluctúe de un lado a otro. No descubrirás el menor cambio en todos los efectos mencionados, ni podrás determinar por ninguno de ellos si el barco se movía o estaba parado. Al saltar, pasarás por el suelo los mismos espacios que antes, y no darás saltos mayores hacia la popa que hacia la proa , aunque el barco se mueva con bastante rapidez, a pesar de que durante el tiempo que estés en el aire, el suelo debajo de ti irá en una dirección opuesta a tu salto. Al arrojar algo a tu compañero, no necesitarás más fuerza para hacérselo llegar, ya esté en dirección a la proa o a la popa, estando tú situado enfrente. Las gotas caerán como antes en el barco que está debajo, sin caer hacia la popa, aunque mientras las gotas estén en el aire, el barco recorra muchos palmos. Los peces en su agua nadarán hacia la parte delantera de su pecera sin más esfuerzo que hacia la parte trasera, y se dirigirán con igual facilidad hacia el cebo colocado en cualquier parte alrededor de los bordes de la pecera. Finalmente, las mariposas y las moscas continuarán sus vuelos indiferentemente hacia todos los lados, y nunca ocurrirá que se concentren hacia la popa, como si estuvieran cansadas de seguir el rumbo del barco, del que se habrán separado durante largos intervalos manteniéndose en el aire. Y si se hace humo quemando incienso, se verá que sube en forma de una pequeña nube, que permanece quieta y no se mueve más hacia un lado que hacia el otro. La causa de todas estas correspondencias de efectos es el hecho de que el movimiento del barco es común a todas las cosas que contiene, y también al aire. Por eso dije que deberíais estar bajo cubierta; porque si esto ocurriera arriba, al aire libre, que no seguiría la marcha del barco, se verían diferencias más o menos notables en algunos de los efectos observados.
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