En astronomía , el modelo geocéntrico (también conocido como geocentrismo , a menudo ejemplificado específicamente por el sistema ptolemaico ) es una descripción reemplazada del Universo con la Tierra en el centro. Según la mayoría de los modelos geocéntricos, el Sol , la Luna , las estrellas y los planetas orbitan alrededor de la Tierra. El modelo geocéntrico fue la descripción predominante del cosmos en muchas civilizaciones antiguas europeas , como las de Aristóteles en la Grecia clásica y Ptolomeo en el Egipto romano, así como durante la Edad de Oro islámica .
Dos observaciones respaldaron la idea de que la Tierra era el centro del universo. En primer lugar, desde cualquier punto de la Tierra, el Sol parece girar alrededor de la Tierra una vez al día . Si bien la Luna y los planetas tienen sus propios movimientos, también parecen girar alrededor de la Tierra aproximadamente una vez al día. Las estrellas parecían estar fijas en una esfera celeste que rotaba una vez al día alrededor de un eje que pasaba por los polos geográficos de la Tierra. [1] En segundo lugar, la Tierra parece inmóvil desde la perspectiva de un observador terrestre; se siente sólida, estable y estacionaria.
Los filósofos de la antigua Grecia , la antigua Roma y la Edad Media solían combinar el modelo geocéntrico con una Tierra esférica , en contraste con el modelo más antiguo de Tierra plana implícito en alguna mitología . Sin embargo, el astrónomo y matemático griego Aristarco de Samos ( c. 310 - c. 230 a. C. ) desarrolló un modelo heliocéntrico que colocaba a todos los planetas conocidos en ese momento en su orden correcto alrededor del Sol. Los antiguos griegos creían que los movimientos de los planetas eran circulares , una visión que no fue cuestionada en la cultura occidental hasta el siglo XVII, cuando Johannes Kepler postuló que las órbitas eran heliocéntricas y elípticas ( primera ley de movimiento planetario de Kepler ). En 1687, Newton demostró que las órbitas elípticas podían derivarse de sus leyes de la gravitación.
Las predicciones astronómicas del modelo geocéntrico de Ptolomeo, desarrollado en el siglo II d. C., sirvieron como base para la preparación de mapas astrológicos y astronómicos durante más de 1500 años. El modelo geocéntrico prevaleció hasta principios de la Edad Moderna , pero a partir de finales del siglo XVI fue reemplazado gradualmente por el modelo heliocéntrico de Copérnico (1473-1543), Galileo (1564-1642) y Kepler (1571-1630). Hubo mucha resistencia a la transición entre estas dos teorías, ya que durante mucho tiempo el postulado geocéntrico produjo resultados más precisos. Además, algunos pensaban que una teoría nueva y desconocida no podía subvertir un consenso aceptado sobre el geocentrismo.
El modelo geocéntrico entró en la astronomía y la filosofía griegas en un punto temprano; se puede encontrar en la filosofía presocrática . En el siglo VI a. C., Anaximandro propuso una cosmología en la que la Tierra tenía la forma de una sección de un pilar (un cilindro), sostenida en alto en el centro de todo. El Sol, la Luna y los planetas eran agujeros en ruedas invisibles que rodeaban la Tierra; a través de los agujeros, los humanos podían ver fuego oculto. Casi al mismo tiempo, Pitágoras pensó que la Tierra era una esfera (de acuerdo con las observaciones de eclipses), pero no en el centro; creía que estaba en movimiento alrededor de un fuego invisible. Más tarde, estas opiniones se combinaron, por lo que la mayoría de los griegos cultos a partir del siglo IV a. C. pensaban que la Tierra era una esfera en el centro del universo. [2]
En el siglo IV a. C., dos influyentes filósofos griegos, Platón y su alumno Aristóteles , escribieron obras basadas en el modelo geocéntrico. Según Platón, la Tierra era una esfera, estacionaria en el centro del universo. Las estrellas y los planetas se movían alrededor de la Tierra en esferas o círculos , dispuestos en el orden (hacia afuera desde el centro): Luna, Sol, Venus, Mercurio, Marte, Júpiter, Saturno, estrellas fijas, con las estrellas fijas ubicadas en la esfera celeste. En su " Mito de Er ", una sección de la República , Platón describe el cosmos como el Huso de la Necesidad , atendido por las Sirenas y girado por las tres Parcas . Eudoxo de Cnido , que trabajó con Platón, desarrolló una explicación menos mítica y más matemática del movimiento de los planetas basada en el dictamen de Platón que afirma que todos los fenómenos en los cielos pueden explicarse con un movimiento circular uniforme. Aristóteles elaboró sobre el sistema de Eudoxo.
En el sistema aristotélico plenamente desarrollado, la Tierra esférica está en el centro del universo, y todos los demás cuerpos celestes están unidos a 47-55 esferas transparentes y giratorias que rodean la Tierra, todas concéntricas con ella. (El número es tan alto porque se necesitan varias esferas para cada planeta). Estas esferas, conocidas como esferas cristalinas, se movían todas a diferentes velocidades uniformes para crear la revolución de los cuerpos alrededor de la Tierra. Estaban compuestas de una sustancia incorruptible llamada éter . Aristóteles creía que la Luna estaba en la esfera más interna y, por lo tanto, toca el reino de la Tierra, lo que causa las manchas oscuras ( máculas ) y la capacidad de pasar por fases lunares . Describió además su sistema explicando las tendencias naturales de los elementos terrestres: tierra, agua, fuego, aire, así como el éter celestial. Su sistema sostenía que la tierra era el elemento más pesado, con el movimiento más fuerte hacia el centro, por lo que el agua formaba una capa que rodeaba la esfera de la Tierra. Por otra parte, la tendencia del aire y del fuego era la de moverse hacia arriba, alejándose del centro, siendo el fuego más ligero que el aire. Más allá de la capa de fuego, estaban las esferas sólidas de éter en las que se encontraban incrustados los cuerpos celestes. También estaban compuestos enteramente de éter.
La adhesión al modelo geocéntrico se debió en gran medida a varias observaciones importantes. En primer lugar, si la Tierra se movía, entonces se debería poder observar el desplazamiento de las estrellas fijas debido al paralaje estelar . Por lo tanto, si la Tierra se movía, las formas de las constelaciones deberían cambiar considerablemente en el transcurso de un año. Como no parecían moverse, o bien las estrellas estaban mucho más lejos que el Sol y los planetas de lo que se había concebido anteriormente, lo que hacía que su movimiento fuera indetectable, o bien la Tierra no se estaba moviendo en absoluto. Como las estrellas estaban en realidad mucho más lejos de lo que postulaban los astrónomos griegos (lo que hacía que el movimiento angular fuera extremadamente pequeño), el paralaje estelar no se detectó hasta el siglo XIX . Por lo tanto, los griegos eligieron la más sencilla de las dos explicaciones. Otra observación utilizada a favor del modelo geocéntrico en ese momento fue la aparente consistencia de la luminosidad de Venus, lo que implica que normalmente está aproximadamente a la misma distancia de la Tierra, lo que a su vez es más consistente con el geocentrismo que con el heliocentrismo. (De hecho, la consistencia luminosa de Venus se debe a que cualquier pérdida de luz causada por sus fases se compensa con un aumento en el tamaño aparente causado por su distancia variable de la Tierra.) Los objetores del heliocentrismo señalaron que los cuerpos terrestres tienden naturalmente a detenerse lo más cerca posible del centro de la Tierra. Además, salvo la oportunidad de caer más cerca del centro, los cuerpos terrestres tienden a no moverse a menos que sean forzados por un objeto externo o transformados en un elemento diferente por el calor o la humedad.
Se prefirieron las explicaciones atmosféricas para muchos fenómenos porque el modelo eudoxano-aristotélico basado en esferas perfectamente concéntricas no pretendía explicar los cambios en el brillo de los planetas debido a un cambio en la distancia. [3] Finalmente, las esferas perfectamente concéntricas se abandonaron porque era imposible desarrollar un modelo lo suficientemente preciso bajo ese ideal, con los métodos matemáticos entonces disponibles. Sin embargo, si bien proporcionaba explicaciones similares, el modelo posterior deferente y epicíclico ya era lo suficientemente flexible como para dar cabida a las observaciones.
Aunque los principios básicos del geocentrismo griego se establecieron en la época de Aristóteles, los detalles de su sistema no se convirtieron en estándar. El sistema ptolemaico, desarrollado por el astrónomo helenístico Claudio Ptolomeo en el siglo II d. C., finalmente estandarizó el geocentrismo. Su principal obra astronómica, el Almagesto , fue la culminación de siglos de trabajo de astrónomos helénicos , helenísticos y babilónicos . Durante más de un milenio, los astrónomos europeos e islámicos asumieron que era el modelo cosmológico correcto. Debido a su influencia, la gente a veces piensa erróneamente que el sistema ptolemaico es idéntico al modelo geocéntrico .
Ptolomeo sostuvo que la Tierra era una esfera en el centro del universo, a partir de la simple observación de que la mitad de las estrellas estaban sobre el horizonte y la otra mitad debajo del horizonte en cualquier momento (estrellas en una esfera estelar rotatoria), y la suposición de que las estrellas estaban todas a una distancia modesta del centro del universo. Si la Tierra estuviera sustancialmente desplazada del centro, esta división en estrellas visibles e invisibles no sería igual. [n 1]
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En el sistema ptolemaico, cada planeta se mueve mediante un sistema de dos esferas: una llamada deferente; la otra, su epiciclo . El deferente es un círculo cuyo punto central, llamado excéntrico y marcado en el diagrama con una X, está alejado de la Tierra. El propósito original del excéntrico era explicar la diferencia en la duración de las estaciones (el otoño boreal era unos cinco días más corto que la primavera durante este período de tiempo) colocando la Tierra lejos del centro de rotación del resto del universo. Otra esfera, el epiciclo, está incrustada dentro de la esfera deferente y está representada por la línea de puntos más pequeña a la derecha. Un planeta dado se mueve entonces alrededor del epiciclo al mismo tiempo que el epiciclo se mueve a lo largo del camino marcado por el deferente. Estos movimientos combinados hacen que el planeta dado se acerque y se aleje de la Tierra en diferentes puntos de su órbita, y explican la observación de que los planetas desaceleraban, se detenían y se movían hacia atrás en movimiento retrógrado , y luego volvían a invertirse para reanudar el movimiento normal o progrado.
El modelo de deferente y epiciclo había sido utilizado por los astrónomos griegos durante siglos junto con la idea del excéntrico (un deferente cuyo centro está ligeramente alejado de la Tierra), que era incluso más antigua. En la ilustración, el centro del deferente no es la Tierra sino el punto marcado con una X, lo que lo convierte en excéntrico (del griego ἐκ ec- que significa "desde" y κέντρον kentron que significa "centro"), de donde el punto toma su nombre. Desafortunadamente, el sistema que estaba disponible en la época de Ptolomeo no coincidía del todo con las observaciones , aunque era una mejora con respecto al sistema de Hiparco. Lo más notable era que el tamaño del bucle retrógrado de un planeta (especialmente el de Marte) sería menor, o a veces mayor, de lo esperado, lo que daría como resultado errores de posición de hasta 30 grados. Para aliviar el problema, Ptolomeo desarrolló el ecuante . El ecuante era un punto cercano al centro de la órbita de un planeta donde, si uno se paraba allí y observaba, el centro del epiciclo del planeta siempre parecía moverse a una velocidad uniforme; en todos los demás lugares se vería una velocidad no uniforme, como en la Tierra. Al utilizar un ecuante, Ptolomeo afirmaba mantener un movimiento uniforme y circular, aunque se apartaba del ideal platónico de movimiento circular uniforme . El sistema resultante, que finalmente llegó a ser ampliamente aceptado en Occidente, parece difícil de manejar para los astrónomos modernos; cada planeta requería un epiciclo que girara sobre un deferente, compensado por un ecuante que era diferente para cada planeta. Predijo varios movimientos celestes, incluido el comienzo y el final del movimiento retrógrado, con un margen de error máximo de 10 grados, considerablemente mejor que sin el ecuante.
El modelo con epiciclos es, de hecho, un modelo muy bueno de una órbita elíptica con baja excentricidad. La conocida forma de elipse no aparece de forma apreciable cuando la excentricidad es inferior al 5%, pero la distancia de desplazamiento del "centro" (de hecho, el foco ocupado por el Sol) es muy apreciable incluso con excentricidades bajas como las que poseen los planetas.
En resumen, Ptolomeo concibió un sistema compatible con la filosofía aristotélica y logró rastrear las observaciones reales y predecir el movimiento futuro, en su mayoría dentro de los límites de los próximos 1000 años de observaciones. Los movimientos observados y sus mecanismos para explicarlos incluyen:
El modelo geocéntrico fue finalmente reemplazado por el modelo heliocéntrico . El heliocentrismo copernicano pudo eliminar los epiciclos de Ptolomeo porque el movimiento retrógrado podía verse como el resultado de la combinación de los movimientos y velocidades de la Tierra y los planetas. Copérnico estaba convencido de que los ecuantes violaban la pureza aristotélica y demostró que la sustitución del ecuante por un par de nuevos epiciclos era completamente equivalente. Los astrónomos a menudo continuaron utilizando los ecuantes en lugar de los epiciclos porque los primeros eran más fáciles de calcular y daban el mismo resultado.
Se ha determinado [ ¿quién lo ha determinado? ] que los modelos copernicano, ptolemaico e incluso ticónico proporcionan resultados idénticos para entradas idénticas: son computacionalmente equivalentes. No fue hasta que Kepler demostró una observación física que podía demostrar que el Sol físico está directamente involucrado en la determinación de una órbita que se necesitó un nuevo modelo.
El orden ptolemaico de las esferas desde la Tierra hacia afuera es: [5]
Ptolomeo no inventó ni elaboró este orden, que se alinea con la antigua cosmología religiosa de los Siete Cielos, común a las principales tradiciones religiosas euroasiáticas. También sigue los períodos orbitales decrecientes de la Luna, el Sol, los planetas y las estrellas.
Los astrónomos musulmanes generalmente aceptaban el sistema ptolemaico y el modelo geocéntrico, [6] pero en el siglo X aparecieron regularmente textos cuyo tema eran dudas sobre Ptolomeo ( shukūk ). [7] Varios eruditos musulmanes cuestionaron la aparente inmovilidad de la Tierra [8] [9] y su centralidad dentro del universo. [10] Algunos astrónomos musulmanes creían que la Tierra gira alrededor de su eje , como Abu Sa'id al-Sijzi (fallecido alrededor de 1020). [11] [12] Según al-Biruni , Sijzi inventó un astrolabio llamado al-zūraqī basado en una creencia sostenida por algunos de sus contemporáneos "de que el movimiento que vemos se debe al movimiento de la Tierra y no al del cielo". [12] [13] La prevalencia de esta visión se confirma además por una referencia del siglo XIII que afirma:
Según los geómetras [o ingenieros] ( muhandisīn ), la Tierra está en constante movimiento circular, y lo que parece ser el movimiento de los cielos se debe en realidad al movimiento de la Tierra y no de las estrellas. [12]
A principios del siglo XI, Alhazen escribió una crítica mordaz del modelo de Ptolomeo en sus Dudas sobre Ptolomeo ( c. 1028 ), que algunos han interpretado como que estaba criticando el geocentrismo de Ptolomeo, [14] pero la mayoría está de acuerdo en que en realidad estaba criticando los detalles del modelo de Ptolomeo en lugar de su geocentrismo. [15]
En el siglo XII, Arzachel se apartó de la antigua idea griega de los movimientos circulares uniformes al plantear la hipótesis de que el planeta Mercurio se mueve en una órbita elíptica , [16] [17] mientras que Alpetragius propuso un modelo planetario que abandonaba los mecanismos ecuante , epiciclo y excéntrico , [18] aunque esto dio como resultado un sistema que era matemáticamente menos preciso. [19] Su sistema alternativo se extendió por la mayor parte de Europa durante el siglo XIII. [20]
Fakhr al-Din al-Razi (1149-1209), al tratar su concepción de la física y el mundo físico en su Matalib , rechaza la noción aristotélica y aviceniana de la centralidad de la Tierra dentro del universo, pero en su lugar argumenta que hay "mil mil mundos ( alfa alfi 'awalim ) más allá de este mundo de tal manera que cada uno de esos mundos sea más grande y más masivo que este mundo, además de tener lo mismo que este mundo tiene". Para apoyar su argumento teológico , cita el verso coránico , "Toda la alabanza pertenece a Dios, Señor de los Mundos", enfatizando el término "Mundos". [10]
La "Revolución Maragha" se refiere a la revolución de la escuela Maragha contra la astronomía ptolemaica. La "escuela Maragha" fue una tradición astronómica que comenzó en el observatorio Maragha y continuó con astrónomos de la mezquita de Damasco y el observatorio de Samarcanda . Al igual que sus predecesores andaluces , los astrónomos Maragha intentaron resolver el problema del ecuante (el círculo alrededor de cuya circunferencia se concibió que un planeta o el centro de un epiciclo se movía uniformemente) y producir configuraciones alternativas al modelo ptolemaico sin abandonar el geocentrismo. Tuvieron más éxito que sus predecesores andaluces en la producción de configuraciones no ptolemaicas que eliminaban el ecuante y los excéntricos, eran más precisos que el modelo ptolemaico en la predicción numérica de las posiciones planetarias y estaban en mejor acuerdo con las observaciones empíricas. [21] Los más importantes de los astrónomos maragha incluyeron a Mo'ayyeduddin Urdi (fallecido en 1266), Nasīr al-Dīn al-Tūsī (1201-1274), Qutb al-Din al-Shirazi (1236-1311), Ibn al-Shatir (1304-1375), Ali Qushji ( c. 1474 ), Al-Birjandi (fallecido en 1525) y Shams al-Din al-Khafri (fallecido en 1550). [22]
Sin embargo, la escuela Maragha nunca realizó el cambio de paradigma hacia el heliocentrismo. [23] La influencia de la escuela Maragha en Copérnico sigue siendo especulativa, ya que no hay evidencia documental que la demuestre. La posibilidad de que Copérnico desarrollara independientemente el par Tusi sigue abierta, ya que ningún investigador ha demostrado aún que conocía el trabajo de Tusi o el de la escuela Maragha. [23] [24]
No todos los griegos estaban de acuerdo con el modelo geocéntrico. El sistema pitagórico ya ha sido mencionado; algunos pitagóricos creían que la Tierra era uno de varios planetas que giraban alrededor de un fuego central. [25] Hicetas y Ecphantus , dos pitagóricos del siglo V a. C., y Heráclides Póntico en el siglo IV a. C., creían que la Tierra giraba sobre su eje pero permanecía en el centro del universo. [26] Un sistema así todavía califica como geocéntrico. Fue revivido en la Edad Media por Jean Buridan . Se pensó alguna vez que Heráclides Póntico había propuesto que tanto Venus como Mercurio giraban alrededor del Sol en lugar de la Tierra, pero ahora se sabe que no lo hizo. [27] Martianus Capella definitivamente puso a Mercurio y Venus en órbita alrededor del Sol. [28] Aristarco de Samos escribió una obra, que no ha sobrevivido, sobre el heliocentrismo , diciendo que el Sol estaba en el centro del universo, mientras que la Tierra y otros planetas giraban alrededor de él. [29] Su teoría no fue popular, y tuvo un seguidor nombrado, Seleuco de Seleucia . [30] Epicuro fue el más radical. Se dio cuenta correctamente en el siglo IV a. C. de que el universo no tiene un solo centro. Esta teoría fue ampliamente aceptada por los epicúreos posteriores y fue defendida notablemente por Lucrecio en su poema De rerum natura . [31]
En 1543, el sistema geocéntrico se enfrentó a su primer desafío serio con la publicación de De revolutionibus orbium coelestium ( Sobre las revoluciones de las esferas celestes ) de Copérnico , que postulaba que la Tierra y los demás planetas giraban alrededor del Sol. El sistema geocéntrico se mantuvo durante muchos años después, ya que en ese momento el sistema copernicano no ofrecía mejores predicciones que el sistema geocéntrico y planteaba problemas tanto para la filosofía natural como para las escrituras. El sistema copernicano no era más preciso que el sistema de Ptolomeo, porque todavía utilizaba órbitas circulares. Esto no se alteró hasta que Johannes Kepler postuló que eran elípticas ( primera ley de Kepler del movimiento planetario ).
Con la invención del telescopio en 1609, las observaciones realizadas por Galileo Galilei (como la de que Júpiter tiene lunas) pusieron en tela de juicio algunos de los principios del geocentrismo, pero no lo amenazaron seriamente. Debido a que observó "manchas" oscuras en la Luna, cráteres, remarcó que la Luna no era un cuerpo celeste perfecto como se había concebido anteriormente. Esta fue la primera observación detallada con telescopio de las imperfecciones de la Luna, que Aristóteles había explicado previamente como la contaminación de la Luna por la Tierra y sus elementos más pesados, en contraste con el éter de las esferas superiores. Galileo también pudo ver las lunas de Júpiter, que dedicó a Cosimo II de Médici , y afirmó que orbitaban alrededor de Júpiter, no de la Tierra. [32] Esta fue una afirmación significativa ya que significaría no solo que no todo giraba alrededor de la Tierra como se afirmaba en el modelo ptolemaico, sino que también mostraba que un cuerpo celeste secundario podía orbitar un cuerpo celeste en movimiento, lo que reforzaba el argumento heliocéntrico de que una Tierra en movimiento podía retener a la Luna. [33] Las observaciones de Galileo fueron verificadas por otros astrónomos de la misma época que rápidamente adoptaron el uso del telescopio, entre ellos Christoph Scheiner , Johannes Kepler y Giovan Paulo Lembo. [34]
En diciembre de 1610, Galileo Galilei utilizó su telescopio para observar que Venus mostraba todas las fases , al igual que la Luna . Pensó que, si bien esta observación era incompatible con el sistema ptolemaico, era una consecuencia natural del sistema heliocéntrico.
Sin embargo, Ptolomeo colocó el deferente y el epiciclo de Venus completamente dentro de la esfera del Sol (entre el Sol y Mercurio), pero esto era arbitrario; fácilmente podría haber intercambiado a Venus y Mercurio y ponerlos al otro lado del Sol, o haber hecho cualquier otra disposición de Venus y Mercurio, siempre que estuvieran siempre cerca de una línea que fuera desde la Tierra a través del Sol, como colocar el centro del epiciclo de Venus cerca del Sol. En este caso, si el Sol es la fuente de toda la luz, bajo el sistema ptolemaico:
Si Venus se encuentra entre la Tierra y el Sol, la fase de Venus debe ser siempre creciente o completamente oscura. Si Venus se encuentra más allá del Sol, la fase de Venus debe ser siempre gibosa o llena.
Pero Galileo vio a Venus al principio pequeña y llena, y después grande y en forma de medialuna.
Esto demostró que con una cosmología ptolemaica, el epiciclo de Venus no puede estar ni completamente dentro ni completamente fuera de la órbita del Sol. Como resultado, los ptolemaicos abandonaron la idea de que el epiciclo de Venus estaba completamente dentro del Sol, y más tarde, en el siglo XVII, la competencia entre cosmologías astronómicas se centró en variaciones del sistema ticónico de Tycho Brahe (en el que la Tierra todavía estaba en el centro del universo, y alrededor de ella giraba el Sol, pero todos los demás planetas giraban alrededor del Sol en un conjunto masivo de epiciclos), o variaciones del sistema copernicano.
Johannes Kepler analizó las famosas y precisas observaciones de Tycho Brahe y, posteriormente, formuló sus tres leyes en 1609 y 1619, basándose en una visión heliocéntrica según la cual los planetas se mueven en trayectorias elípticas. Utilizando estas leyes, fue el primer astrónomo que predijo con éxito un tránsito de Venus para el año 1631. El cambio de órbitas circulares a trayectorias planetarias elípticas mejoró drásticamente la precisión de las observaciones y predicciones celestiales. Debido a que el modelo heliocéntrico ideado por Copérnico no era más preciso que el sistema de Ptolomeo, se necesitaban nuevas observaciones para persuadir a quienes todavía se adherían al modelo geocéntrico. Sin embargo, las leyes de Kepler basadas en los datos de Brahe se convirtieron en un problema que los geocentristas no podían superar fácilmente.
En 1687, Isaac Newton enunció la ley de la gravitación universal , descrita anteriormente como una hipótesis por Robert Hooke y otros. Su principal logro fue derivar matemáticamente las leyes de Kepler del movimiento planetario a partir de la ley de la gravitación, ayudando así a demostrar esta última. Esto introdujo la gravitación como la fuerza que mantenía a la Tierra y los planetas en movimiento a través del universo y también evitaba que la atmósfera se alejara. La teoría de la gravedad permitió a los científicos construir rápidamente un modelo heliocéntrico plausible para el Sistema Solar. En sus Principia , Newton explicó su teoría de cómo la gravedad, que anteriormente se consideraba una fuerza oculta misteriosa e inexplicable, dirigía los movimientos de los cuerpos celestes y mantenía nuestro Sistema Solar en funcionamiento. Sus descripciones de la fuerza centrípeta [35] fueron un gran avance en el pensamiento científico, utilizando la disciplina matemática recientemente desarrollada del cálculo diferencial , reemplazando finalmente a las escuelas anteriores de pensamiento científico, que habían estado dominadas por Aristóteles y Ptolomeo. Sin embargo, el proceso fue gradual.
Entre 1673 y 1738 se fueron haciendo disponibles varias pruebas empíricas de la teoría de Newton, que explicaban el período más largo de oscilación de un péndulo en el ecuador y la diferencia de tamaño de un grado de latitud. Además, Robert Hooke observó la aberración estelar en 1674, y Jean Picard la puso a prueba en una serie de observaciones a lo largo de un período de diez años, que finalizaron en 1680. Sin embargo, no se explicó hasta 1729, cuando James Bradley proporcionó una explicación aproximada en términos de la revolución de la Tierra alrededor del Sol.
En 1838, el astrónomo Friedrich Wilhelm Bessel midió con éxito la paralaje de la estrella 61 Cygni y desmintió la afirmación de Ptolomeo de que no existía el movimiento de paralaje. Esto confirmó finalmente las suposiciones de Copérnico, proporcionando observaciones científicas precisas y fiables, y demostrando de manera concluyente cuán distantes están las estrellas de la Tierra.
Un marco geocéntrico es útil para muchas actividades cotidianas y la mayoría de los experimentos de laboratorio, pero es una opción menos apropiada para la mecánica del Sistema Solar y los viajes espaciales. Si bien un marco heliocéntrico es más útil en esos casos, la astronomía galáctica y extragaláctica es más fácil si se considera al Sol como si no estuviera estacionario ni fuera el centro del universo, sino que gira alrededor del centro de nuestra galaxia, mientras que, a su vez, nuestra galaxia tampoco está en reposo en el fondo cósmico .
Albert Einstein y Leopold Infeld escribieron en La evolución de la física (1938): “¿Podemos formular leyes físicas que sean válidas para todos los sistemas de coordenadas , no sólo para los que se mueven uniformemente, sino también para los que se mueven de forma bastante arbitraria, unos respecto de otros? Si esto se puede hacer, nuestras dificultades se habrán acabado. Entonces podremos aplicar las leyes de la naturaleza a cualquier sistema de coordenadas. La lucha, tan violenta en los primeros días de la ciencia, entre las opiniones de Ptolomeo y Copérnico carecería entonces de sentido. Cualquiera de los dos sistemas de coordenadas podría utilizarse con igual justificación. Las dos frases, “el Sol está en reposo y la Tierra se mueve”, o “el Sol se mueve y la Tierra está en reposo”, significarían simplemente dos convenciones diferentes relativas a dos sistemas de coordenadas diferentes. ¿Podríamos construir una física relativista real válida para todos los sistemas de coordenadas; una física en la que no hubiera lugar para el movimiento absoluto, sino sólo para el relativo? ¡Esto es, en efecto, posible!” [36]
A pesar de que la teoría geocéntrica es más respetable que la física newtoniana, [37] la relatividad no es geocéntrica, sino que afirma que el Sol, la Tierra, la Luna, Júpiter o cualquier otro punto podrían ser elegidos como centro del Sistema Solar con igual validez. [38]
La relatividad coincide con las predicciones newtonianas de que, independientemente de que se elija arbitrariamente al Sol o a la Tierra como centro del sistema de coordenadas que describe el Sistema Solar, las trayectorias de los planetas forman (aproximadamente) elipses con respecto al Sol, no a la Tierra. Con respecto al marco de referencia promedio de las estrellas fijas , los planetas se mueven efectivamente alrededor del Sol, que debido a su masa mucho mayor, se mueve mucho menos que su propio diámetro y cuya gravedad es dominante en la determinación de las órbitas de los planetas (en otras palabras, el centro de masa del Sistema Solar está cerca del centro del Sol). La Tierra y la Luna están mucho más cerca de ser un planeta binario ; el centro de masa alrededor del cual ambos giran todavía está dentro de la Tierra, pero está a unos 4.624 km (2.873 millas) o el 72,6% del radio de la Tierra de distancia del centro de la Tierra (por lo tanto, más cerca de la superficie que del centro). [ cita requerida ]
Lo que señala el principio de relatividad es que se pueden realizar cálculos matemáticos correctos independientemente del marco de referencia elegido, y todos ellos concordarán entre sí en cuanto a las predicciones de los movimientos reales de los cuerpos entre sí. No es necesario elegir el objeto del Sistema Solar con el mayor campo gravitatorio como centro del sistema de coordenadas para predecir los movimientos de los cuerpos planetarios, aunque hacerlo puede facilitar la realización o interpretación de los cálculos. Un sistema de coordenadas geocéntricas puede ser más conveniente cuando se trata únicamente de cuerpos influenciados principalmente por la gravedad de la Tierra (como los satélites artificiales y la Luna ), o cuando se calcula cómo se verá el cielo cuando se lo mire desde la Tierra (a diferencia de un observador imaginario que mira hacia abajo a todo el Sistema Solar, donde un sistema de coordenadas diferente podría ser más conveniente). [ cita requerida ]
El modelo ptolemaico del sistema solar se mantuvo vigente hasta la edad moderna temprana ; desde finales del siglo XVI en adelante fue reemplazado gradualmente como descripción de consenso por el modelo heliocéntrico . Sin embargo, el geocentrismo como creencia religiosa separada nunca se extinguió por completo. En los Estados Unidos, entre 1870 y 1920, por ejemplo, varios miembros de la Iglesia Luterana-Sínodo de Misuri publicaron artículos que menospreciaban la astronomía copernicana y promovían el geocentrismo. [39] Sin embargo, en el Theological Quarterly de 1902 , AL Graebner observó que el sínodo no tenía una posición doctrinal sobre el geocentrismo, el heliocentrismo o cualquier modelo científico, a menos que fuera contradictorio con las Escrituras. Afirmó que cualquier posible declaración de los geocentristas dentro del sínodo no establecía la posición del cuerpo eclesiástico en su conjunto. [40]
En algunos boletines de la ciencia creacionista aparecieron artículos que argumentaban que el geocentrismo era la perspectiva bíblica [ ¿cuál? ] y que señalaban algunos pasajes de la Biblia que, cuando se toman literalmente, indican que los movimientos aparentes diarios del Sol y la Luna se deben a sus movimientos reales alrededor de la Tierra en lugar de a la rotación de la Tierra sobre su eje. Por ejemplo, en Josué 10:12, se dice que el Sol y la Luna se detienen en el cielo, y en los Salmos se describe al mundo como inmóvil. [41] El Salmo 93:1 dice en parte: "el mundo está establecido, firme y seguro". Los defensores contemporáneos de tales creencias religiosas incluyen a Robert Sungenis (autor del libro de 2006 Galileo Was Wrong y la película pseudodocumental de 2014 The Principle ). [42] Estas personas suscriben la opinión de que una lectura simple de la Biblia contiene un relato preciso de la manera en que se creó el universo y requiere una cosmovisión geocéntrica. La mayoría de las organizaciones creacionistas contemporáneas rechazan tales perspectivas. [n 2]
Según un informe publicado en 2014 por la National Science Foundation , el 26% de los estadounidenses encuestados cree que el Sol gira alrededor de la Tierra. [44] Morris Berman cita una encuesta de 2006 que muestra que actualmente alrededor del 20% de la población estadounidense cree que el Sol gira alrededor de la Tierra (geocentrismo) en lugar de que la Tierra gire alrededor del Sol (heliocentrismo), mientras que otro 9% afirmó no saberlo. [45] Las encuestas realizadas por Gallup en la década de 1990 encontraron que el 16% de los alemanes, el 18% de los estadounidenses y el 19% de los británicos sostienen que el Sol gira alrededor de la Tierra. [46] Un estudio realizado en 2005 por Jon D. Miller de la Universidad Northwestern , un experto en la comprensión pública de la ciencia y la tecnología, [47] encontró que alrededor del 20%, o uno de cada cinco, de los adultos estadounidenses creen que el Sol orbita la Tierra. [48] Según la encuesta VTSIOM de 2011 , el 32% de los rusos cree que el Sol orbita la Tierra. [49]
El famoso caso Galileo enfrentó el modelo geocéntrico con las afirmaciones de Galileo . En cuanto a la base teológica de tal argumento, dos papas abordaron la cuestión de si el uso del lenguaje fenomenológico obligaría a uno a admitir un error en las Escrituras. Ambos enseñaron que no sería así. El papa León XIII (1878-1903) escribió:
Debemos luchar contra aquellos que, haciendo un mal uso de la ciencia física, examinan minuciosamente el Libro Sagrado para descubrir a los escritores en un error y aprovechar la ocasión para vilipendiar su contenido... En realidad, nunca puede haber una discrepancia real entre el teólogo y el físico, mientras cada uno se limite a sus propias líneas y ambos tengan cuidado, como nos advierte San Agustín, de "no hacer afirmaciones temerarias, o de afirmar como conocido lo que no se sabe". Si surgiera una disensión entre ellos, he aquí la regla también establecida por San Agustín para el teólogo: "Todo lo que puedan demostrar como verdad de naturaleza física, debemos demostrar que es capaz de conciliarse con nuestras Escrituras; y todo lo que afirmen en sus tratados que sea contrario a estas Escrituras nuestras, es decir, a la fe católica, debemos o probarlo lo mejor que podamos como completamente falso, o en todo caso debemos, sin la menor vacilación, creerlo como tal". Para entender cuán justa es la regla aquí formulada, debemos recordar, en primer lugar, que los escritores sagrados, o para hablar más exactamente, el Espíritu Santo, "que habló por medio de ellos, no pretendió enseñar a los hombres estas cosas (es decir, la naturaleza esencial de las cosas del universo visible), cosas que de ninguna manera son útiles para la salvación". Por lo tanto, no intentaron penetrar en los secretos de la naturaleza, sino que más bien describieron y trataron las cosas en un lenguaje más o menos figurado, o en términos que eran de uso común en la época y que en muchos casos se usan diariamente en nuestros días, incluso por los hombres de ciencia más eminentes. El lenguaje ordinario describe primariamente y propiamente lo que llega a los sentidos; y un poco del mismo modo los escritores sagrados -como nos recuerda también el Doctor Angélico- "se basaron en lo que aparecía sensiblemente", o escribieron lo que Dios, hablando a los hombres, significaba, en la forma que los hombres podían entender y estaban acostumbrados a ello.
Maurice Finocchiaro, autor de un libro sobre el caso Galileo, observa que se trata de «una visión de la relación entre interpretación bíblica e investigación científica que corresponde a la planteada por Galileo en la « Carta a la Gran Duquesa Cristina »». [50] El Papa Pío XII (1939-1958) repitió la enseñanza de su predecesor:
El primer y mayor cuidado de León XIII fue exponer la doctrina sobre la verdad de los Libros Sagrados y defenderla de los ataques. Por eso, con palabras graves, proclamó que no hay error alguno si el autor sagrado, hablando de las cosas del orden físico, "se atenía a lo que aparecía sensiblemente", como dice el Doctor Angélico, hablando o "en lenguaje figurado, o en términos que se usaban comúnmente en su tiempo y que en muchos casos se usan diariamente en nuestros días, incluso entre los hombres de ciencia más eminentes". En efecto, "los autores sagrados, o para hablar con más exactitud -las palabras son de San Agustín- el Espíritu Santo, que habló por medio de ellos, no pretendieron enseñar a los hombres estas cosas, es decir, la naturaleza esencial de las cosas del universo, cosas que no son de ninguna utilidad para la salvación", principio que "se aplicará a las ciencias afines, y especialmente a la historia", es decir, refutando "de un modo algo similar las falacias de los adversarios y defendiendo la verdad histórica de la Sagrada Escritura de sus ataques".
— Divino afflante Spiritu , 3
En 1664, el papa Alejandro VII volvió a publicar el Index Librorum Prohibitorum ( Lista de libros prohibidos ) y adjuntó los diversos decretos relacionados con esos libros, incluidos los relacionados con el heliocentrismo. Afirmó en una bula papal que su propósito al hacerlo era que "la sucesión de cosas hechas desde el principio pudiera darse a conocer [ quo rei ab initio gestae series innotescat ]". [51]
La postura de la curia evolucionó lentamente a lo largo de los siglos hacia la aceptación de la perspectiva heliocéntrica. En 1757, durante el papado de Benedicto XIV, la Congregación del Índice retiró el decreto que prohibía todos los libros que enseñaban el movimiento de la Tierra, aunque el Diálogo y algunos otros libros siguieron estando explícitamente incluidos. En 1820, la Congregación del Santo Oficio, con la aprobación del Papa, decretó que el astrónomo católico Giuseppe Settele podía tratar el movimiento de la Tierra como un hecho establecido y eliminó cualquier obstáculo para que los católicos defendieran el movimiento de la Tierra:
El Asesor del Santo Oficio ha remitido a Su Santidad, por la Divina Providencia, el Papa Pío VII, la petición de Giuseppe Settele, Profesor de Óptica y Astronomía en la Universidad La Sapienza, sobre el permiso para publicar su obra Elementos de Astronomía en la que abraza la opinión común de los astrónomos de nuestro tiempo sobre los movimientos diarios y anuales de la Tierra. Anteriormente, Su Santidad había remitido esta petición a la Suprema Sagrada Congregación y concurrentemente a la consideración del Muy Eminente y Muy Reverendo Cardenal Inquisidor General. Su Santidad ha decretado que no existen obstáculos para aquellos que sostienen la afirmación de Copérnico sobre el movimiento de la Tierra en la forma en que se afirma hoy, incluso por autores católicos. Además, ha sugerido la inserción de algunas anotaciones en esta obra, destinadas a demostrar que la mencionada afirmación [de Copérnico], tal como ha llegado a entenderse, no presenta ninguna dificultad; [52] El Papa Pío VII ha recomendado que la ejecución de estas decisiones se encargue al Cardenal Secretario de la Sagrada Congregación Suprema y Maestro del Sagrado Palacio Apostólico, a quien se ha encomendado poner fin a las preocupaciones y críticas sobre la impresión de este libro y, al mismo tiempo, procurar que en el futuro, para la publicación de tales obras, se pida permiso al Cardenal Vicario, cuya firma no se dará sin la autorización del Superior de su Orden .
En 1822, la Congregación del Santo Oficio eliminó la prohibición de publicar libros que trataran del movimiento de la Tierra de acuerdo con la astronomía moderna y el Papa Pío VII ratificó la decisión:
Los excelentísimos cardenales han decretado que no se debe negar, por los actuales o futuros Maestros del Sagrado Palacio Apostólico, el permiso para imprimir y publicar obras que traten de la movilidad de la Tierra y de la inmovilidad del Sol, según la opinión común de los astrónomos modernos, mientras no haya otras indicaciones contrarias, sobre la base de los decretos de la Sagrada Congregación del Índice de 1757 y de este Supremo Santo Oficio de 1820; y que aquellos que se muestren reacios o desobedezcan, deben ser obligados a castigos a elección de esta Sagrada Congregación, con derogación de los pretendidos privilegios, cuando sea necesario. [53]
La edición de 1835 de la Lista Católica de Libros Prohibidos omite por primera vez el Diálogo de la lista. [50] En su encíclica papal de 1921 , In praeclara summorum , el Papa Benedicto XV afirmó que, "aunque esta Tierra en la que vivimos puede no ser el centro del universo como se pensó en un tiempo, fue el escenario de la felicidad original de nuestros primeros antepasados, testigo de su infeliz caída, como también de la Redención de la humanidad a través de la Pasión y Muerte de Jesucristo". [54] En 1965, el Concilio Vaticano II declaró que, "En consecuencia, no podemos dejar de deplorar ciertos hábitos mentales, que a veces se encuentran también entre los cristianos, que no atienden suficientemente a la legítima independencia de la ciencia y que, por los argumentos y controversias que provocan, llevan a muchas mentes a concluir que la fe y la ciencia se oponen mutuamente". [55] La nota a pie de página sobre esta declaración es para Mons. Pio Paschini, Vita e opere di Galileo Galilei , 2 volúmenes, Vatican Press (1964). El Papa Juan Pablo II lamentó el trato que recibió Galileo, en un discurso ante la Academia Pontificia de Ciencias en 1992. El Papa declaró que el incidente se basó en una "trágica incomprensión mutua". Afirmó además:
El cardenal Poupard nos ha recordado también que la sentencia de 1633 no era irreformable y que el debate, que no había dejado de desarrollarse a partir de entonces, se cerró en 1820 con el imprimatur dado a la obra del canónigo Settele. ... El error de los teólogos de la época, cuando sostenían la centralidad de la Tierra, era pensar que nuestra comprensión de la estructura del mundo físico estaba, de algún modo, impuesta por el sentido literal de la Sagrada Escritura. Recordemos la célebre frase atribuida a Baronio: "Spiritui Sancto mentem fuisse nos docere quomodo ad coelum eatur, non quomodo coelum gradiatur". De hecho, la Biblia no se ocupa de los detalles del mundo físico, cuya comprensión es competencia de la experiencia y del razonamiento humanos. Existen dos reinos del conocimiento, uno que tiene su fuente en la Revelación y otro que la razón puede descubrir por sus propias fuerzas. A este último pertenecen especialmente las ciencias experimentales y la filosofía. La distinción entre los dos reinos del conocimiento no debe entenderse como una oposición. [56]
Algunos líderes judíos ortodoxos mantienen un modelo geocéntrico del universo basado en los versículos bíblicos antes mencionados y en una interpretación de Maimónides en el sentido de que dictaminó que la Tierra está orbitada por el Sol. [57] [58] El Rebe de Lubavitch también explicó que el geocentrismo es defendible basándose en la teoría de la relatividad , que establece que "cuando dos cuerpos en el espacio están en movimiento uno respecto del otro, ... la ciencia declara con absoluta certeza que desde el punto de vista científico ambas posibilidades son igualmente válidas, a saber, que la Tierra gira alrededor del Sol, o el Sol gira alrededor de la Tierra", aunque también continuó refiriéndose a las personas que creían en el geocentrismo como "permaneciendo en el mundo de Copérnico". [59]
El Zohar afirma: “El mundo entero y quienes lo habitan, giran en círculo como una pelota, tanto los que están en la parte inferior de la pelota como los que están en la parte superior. Todas las criaturas de Dios, dondequiera que vivan en las diferentes partes de la pelota, se ven diferentes (en color, en sus rasgos) porque el aire es diferente en cada lugar, pero se mantienen erguidos como todos los demás seres humanos, por lo tanto, hay lugares en el mundo donde, cuando algunos tienen luz, otros tienen oscuridad; cuando algunos tienen día, otros tienen noche”. [60]
Si bien el geocentrismo es importante en los cálculos del calendario de Maimónides, [61] la gran mayoría de los eruditos religiosos judíos, que aceptan la divinidad de la Biblia y aceptan muchas de sus decisiones como legalmente vinculantes, no creen que la Biblia o Maimónides exijan creer en el geocentrismo. [58] [62]
Después del movimiento de traducción que incluyó la traducción del Almagesto del latín al árabe, los musulmanes adoptaron y perfeccionaron el modelo geocéntrico de Ptolomeo , que creían que estaba correlacionado con las enseñanzas del Islam. [63] [64] [65]
Algunos eruditos islámicos modernos han promovido el geocentrismo. Uno de ellos fue Ahmed Raza Khan Barelvi , un erudito sunita del subcontinente indio . Rechazó el modelo heliocéntrico y escribió un libro [66] que explica el movimiento del Sol, la Luna y otros planetas alrededor de la Tierra.
Muchos planetarios pueden cambiar entre modelos heliocéntricos y geocéntricos. [67] [68] En particular, el modelo geocéntrico todavía se utiliza para proyectar la esfera celeste y las fases lunares en educación [69] y, a veces, para la navegación.
Se sabe que todos los astrónomos islámicos desde Thabit ibn Qurra en el siglo IX hasta Ibn al-Shatir en el siglo XIV, y todos los filósofos naturales desde al-Kindi hasta Averroes y más tarde, aceptaron... la imagen griega del mundo como compuesto de dos esferas, de las cuales una, la esfera celestial... envuelve concéntricamente a la otra.
