UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
ESCUELA NACIONAL PREPRATORIA Nº 9
PEDRO DE ALBA
ASTRONOMÍA ANTIGUA
PROFESOR: SAÚL PÉREZ ORTIZ
GRUPO: 602
CICLO: 2008 - 2009
Por miles de años el hombre ha dirigido la mirada al cielo nocturno y se ha llenado de espanto y admiración. Las incontables estrellas que se extienden de horizonte a horizonte, las fases de una luna plateada y los planetas errantes entre las constelaciones del zodíaco, han inspirado al hombre a estudiar la Astronomía.
La Astronomía tiene el doble mérito de ser la ciencia más antigua y uno de los campos más fascinantes de la investigación moderna. A mediados del siglo XX, muchos científicos jóvenes y veteranos volvieron su atención a una diversidad de problemas de gran interés astronómico. Como resultado de estos esfuerzos parece que se ha llegado al borde de numerosos cambios en la concepción del universo como un todo. En particular, la Teoría de la relatividad general parece un asunto de capital importancia para cualquier conocimiento profundo de la realidad física. Por otro lado, el desarrollo de nuevos instrumentos para observar y estudiar fenómenos en el Universo tales como radiotelescopios, telescopios en satélites, etc, ha permitido el avance sin precedentes en esta ciencia.
Una de las consecuencias desafortunadas de este rápido desarrollo en la Astronomía y sus diferentes ramas de estudio, es que ha menudo resulta difícil estar al día con lo que está sucediendo; es raro que pase un mes sin que se anuncie algún nuevo descubrimiento de importancia. A este paso, el astrónomo profesional simplemente debe trabajar más para estar informado, los aficionados o los estudiantes casuales quedan siempre rezagados.
Los presentes apuntes son una compilación de algunos libros que hablan sobre la materia. Algunos libros son de la colección La Ciencia para todos del Fondo de Cultura Económica, otros, son libros que pertenecen al Colegio de Física de la ENP No 9 y el resto, son parte de la colección privada de un servidor. Además de algunas páginas de Internet.
El orden de los mismos está apegado íntegramente al programa de la materia de Astronomía impartida en la ENP de la UNAM.
Considerando que no existe un libro de texto, la intención de este trabajo es ofrecer una base informativa no exhaustiva a los estudiantes de 6º año que cursan la materia. En apego a los propósitos del curso contemplados en el programa oficial, se pretende mostrar un panorama general de la Astronomía a nivel básico para complementar la cultura científica del alumno.
La mayoría de los estudiantes está cursando Astronomía por convicción, porque le encuentran algo de misterio, fascinación y belleza al cielo que nos envuelve todos los días. Para ellos es este trabajo.
Para el artista y para el hombre de ciencia existen un problema y una esperanza especiales, pues en sus caminos extraordinariamente distintos, en sus vidas que tienen un carácter cada vez más divergente, sigue habiendo un vínculo, una analogía que ellos sienten. Tanto el hombre de ciencia como el de arte viven siempre al borde del misterio, rodeados por él; ambos, siempre, como medida de su creación, han tenido que armonizar lo que es nuevo con lo que es familiar, equilibrar la novedad y la síntesis, luchar por dar un orden parcial al caos total. Ellos pueden, en su obra y en su vida, ayudarse a sí mismos, ayudarse unos a otros y ayudar a todos los hombres. Pueden hacer que los senderos que conectan las esferas de las artes y de las ciencias entre sí y con el mundo en general sean los nexos múltiples variados e inapreciables de una comunidad auténtica y mundial.
Está vida no puede ser fácil. Pasamos momentos difíciles para abrir nuevas mentes y mantenerlas profundas, para conservar nuestro sentido de la belleza y nuestra capacidad de crearla, y nuestra capacidad ocasional de ver en lugares remotos y extraños y desconocidos; pasamos un tiempo difícil, todos nosotros, cuidando estos jardines de nuestras aldeas, al mantener abiertos los diversos e intrincados senderos, para que florezcan en un mundo grande, abierto, expuesto a los vientos; pero ésta es, según la veo, la condición del hombre.
J. Robert Oppenheimer
La Astronomía como se le conoce en estos tiempos es el estudio de los procesos físicos que suceden en el universo: el tratar de entender cómo suceden, qué son, cómo se forman en términos de las ciencias exactas, como la Física y las Matemáticas.
La Astronomía, que significa etimológicamente "el conocimiento de las estrellas", es la ciencia encargada de observar y explicar los cuerpos y los eventos fuera de la Tierra.
Según el fin que se persiga en el estudio de los astros, la Astronomía se puede dividir en varias ramas:
- Astronomía práctica, que estudia los aparatos y técnicas precisas para el desarrollo de las demás ramas de la astronomía.
-
Cosmogonía (Cosmología), que, del estado actual del universo, infiere cual fue su origen y cómo ha evolucionado.
-
Astrofísica, que investiga la constitución y propiedades físicas y químicas de los componentes del universo.
-
Astronomía esférica o de posición, que tiene por objeto establecer sistemas de coordenadas que permitan fijar las posiciones de los astros.
-
Mecánica Celeste, que estudia los movimientos de los astros en relación con las causas que los producen (fuerzas), y, apoyándose en la astronomía esférica, calcula las órbitas y trayectorias que seguirán los astros, o la posición de ellos en un determinado momento del pasado.
- Arqueoastronomía, que combina herramientas metodológicas y de análisis de la Astronomía y de la Arqueología, estudiando las evidencias arqueológicas e históricas de las diversas culturas humanas en busca de reconstruir las antiguas astronomías y sus diversos aspectos culturales.
1.2 Astronomía antigua
La existencia de los primeros conglomerados humanos ya organizados en sociedades sedentarias se remonta a unos 15 000 años. Una vez cubiertas sus necesidades básicas de comida y protección, el hombre primitivo se dio tiempo para contemplar el cielo. En la antigüedad, observación significaba ver el cielo. Con el tiempo, estas observaciones se volvieron más organizadas y metódicas hasta el momento que se inició la observación de ciertos grupos de objetos para relacionarlos con la navegación, viajes, es decir, como guía para saber dónde dirigirse, y en la observación relacionada con la agricultura, servía ésta como guía de control del tiempo.
Aunque los primeros hombres poseyeron una capacidad mental no muy distinta de la nuestra, se encontraron ante un mundo físico y psíquico del que poco entendían. Las fuerzas erráticas e impredecibles de la naturaleza les inspiraban pavor y respeto, por lo que pensaban que el mundo se encontraba poblado de espíritus que controlaban todos sus ritmos vitales.
Esta concepción animista sobre los fenómenos de la naturaleza fue un método universal de explicación simple. En esencia, el animismo introdujo la creencia de que toda manifestación de vida o movimiento era debida a la presencia de espíritus que se posesionaban de los animales, plantas y de las cosas. Espíritus que manifestaban su poder a través de las violentas fuerzas de la naturaleza. Esta explicación sencilla fue resultado del escaso acervo cultural en los albores de la civilización. La acumulación lenta pero constante de conocimiento durante los primeros milenios de desarrollo hizo que el universo mágico se fuera transformando en un universo mítico, donde dioses, héroes humanos o semihumanos forjaron un cosmos más complicado.
La complejidad adquirida al paso del tiempo por sociedades que florecieron en las márgenes de los ríos Tigris, Eufrates, Nilo, Ganges, o en las planicies y montañas de China, Grecia y América se reflejó directamente en las explicaciones que sobre el cosmos produjeron.
En sus mitologías fue factor común y permanente la lucha entre las fuerzas del bien y del mal, representadas por dioses portadores de luz o de tinieblas, respectivamente. Las concepciones cosmogónicas surgieron como un concepto de equilibrio (o desequilibrio) entre ambas fuerzas.
Aunque es imposible conocer las ideas que los hombres primitivos tenían acerca del universo, por estudios comparativos de las culturas primitivas que todavía existen, tales como las de Borneo, Australia, Kalahari y el Amazonas, pueden inferirse muchas de las características sociales y culturales que identificaron a esos grupos primigenios.
Verbigracia, los aborígenes australianos creen que mucho antes de que hubiera el menor signo de vida, la Tierra ya existía y que era plana
. De generación en generación han transmitido el siguiente mito sobre la creación: en un tiempo muy antiguo, seres gigantescos y de aspecto humanoide, llamados los wandjimas, con características animales pero de comportamiento humano, brotaron milagrosamente en diferentes partes de la llanura australiana y se dieron a la tarea de crear montañas, costas, marismas y ríos para que después fuera habitada por los verdaderos hombres que también fueron creados por ellos. Tales seres míticos vivirían eternamente transformándose en diferentes especies animales y vegetales. Una vez realizado el acto creador, plasmaron su imagen en las pinturas rupestres, decretando que los aborígenes debían conservarlas si querían recibir el beneficio de las lluvias. El cielo, que cobija la Tierra, es el lugar donde moran los dioses australianos, y están sentados en un trono de cristal. Para llegar a ellos hay que escalar el Arco Iris.
La observación de la bóveda celeste enseñó a nuestros ancestros que en ella había un orden, pues así lo mostraban la regularidad y continuidad de las fases lunares, la salida y puesta diaria del Sol y la inmutabilidad de las estrellas. Y fue este orden el que se tomó como referencia para la edificación de las diferentes estructuras que actualmente siguen en pie.
Desde hace tiempo se sabe que Stonehenge fue orientado en dirección de la salida del Sol
y del solsticio de verano y que un centenar de monumentos megalíticos de Europa muestran una gran variedad de alineaciones astronómicas.
La arqueología moderna ha logrado distinguir tres etapas en la construcción de Stonehenge, que cubren el periodo de 2750-2075 a.c. y se dice que no sólo fue un lugar para observar los solsticios y otros fenómenos solares y lunares y, desde luego, como escenario para celebración o culto asociados a él, sino que también funcionaba para predecir eclipses.
La información astronómica y caléndarica almacenada en tantos monumentos antiguos por todo el mundo nos dice que el interés del hombre primitivo en los cielos no se limitó a leyendas sobre estrellas o mitos de creación sino que en verdad realizaron minuciosas y continuas observaciones de ciertos fenómenos astronómicos y que esta información quedó plasmada en edificios y monumentos.
LOS SUMERIOS
Los escritos astronómicos más antiguos que se conocen pertenecen a la cultura mesopotámica, que se desarrolló entre los ríos Tigris y Eufrates, en el Oriente Medio, a los largo de 5000 años antes de nuestra era. Aunque se les suele dar el nombre genérico de “caldeos” o “babilonios”, se establecieron primero los sumerios, después los acadios y por más de 2000 años, babilonios y asirios se disputaron la supremacía.
Cosmogonía: en un principio, estaban mezcladas el agua del mar, el agua de los ríos y la niebla, cada una representada por tres dioses: la madre Tiamat, el padre Apsu, de cuya unión surgieron los hombres y los animales, y el sirviente Mummu. El agua de mar y el agua de los ríos engendraron a Lhamu y Lahamu, dioses que representaban el sedimento y estos engendraron a Anshar y Kishar, los dos horizontes. En una lucha entre Marduk (Júpiter) dios principal de los babilonios, y las deidades protectoras de Tiamat, éste las aniquiló, incluyéndola a ella, después partió su cadáver en dos, levantando una parte formó el cielo y con la otra la Tierra.
Concepción: el universo era una región completamente cerrada. La Tierra se encontraba en el centro flotando sobre un gran mar. Conteniendo al mar había una muralla alta e impenetrable. El cielo estaba formado por una gran bóveda semiesférica que descansaba sobre la muralla.
Aportaciones: elaboraron mapas celestes, dividieron el cielo en constelaciones, registraron los movimientos retrógrados planetarios, pudieron predecir eclipses de luna, distinguieron las cuatro estaciones del año,
dividieron el año en meses, días , horas, minutos, segundos, la semana en 7 días: Sol (domingo), Luna (lunes), Marte (martes), Mercurio (miércoles), Júpiter (jueves), Venus (viernes) y Saturno (sábado),
dividieron el día en 24 horas, la hora en 60 minutos, y los minutos en 60 segundos.
También a ellos se debe la división del círculo en 360 grados.
Ya para el siglo XII a.c habían definido las 12 constelaciones del zodiaco.
Los caldeos observaron y calcularon la posición y el movimiento de los planetas sobre la eclíptica (el círculo aparente que traza el Sol sobre la esfera celeste durante su trayectoria anual).
Los caldeos miraron el firmamento
pensando que los cuerpos celestes habían sido puestos ahí por los dioses para el beneficio humano, y que el propósito de su presencia era dar indicaciones sobre la fortuna de individuos y naciones. Por esta razón los llamaron Intérpretes de los dioses. Esta actitud los convierte en verdaderos observadores del movimiento de los cuerpos celestes y originó la pseudociencia llamada Astrología.
EGIPCIOS
Contemporáneos de los mesopotámicos, tuvieron una actitud diferente hacia la Astronomía, usándola sobre todo para su medida del tiempo, lo que les permitió desarrollar un calendario civil, considerado el más avanzado de la antigüedad. Tal actitud se debió a que los sacerdotes se centraron en el más allá, haciendo del culto a los muertos su verdadera religión.
Cosmogonía: el universo egipcio era ordenado en su concepción pero no hubo una cosmogonía dominante. Heliópolis, Menfis y Tebas tenían, cada una, su propia cosmología y su propio dios creador que a la postre creó al dios Sol. En Heliópolis era Atum, el dios primigenio, a la vez el todo y la nada, el vacío sobrecargado y, Ra-Atum, el dios-sol. Atum engendró a Chu y Tefnut, el aire y la humedad, y éstos engendraron a Nut y Geb, el cielo y la Tierra, quienes a su vez engendraron al resto de los dioses como Osiris, Isis y Seth. En un principio, el cielo y la Tierra estaban unidos, pero Chu, el aire, los separó, formando así el mundo habitable. En Tebas, en el reino medio, el principal dios fue Amón quien se convirtió en Amón-Ra, rey de los dioses. En Menfis, fue Path, que creo todo con su propio aliento.
Concepción: pensaron que la Tierra era el fondo plano de una caja
Alargada de Norte a Sur y que en ella alternaban las tierras y los mares. Egipto se encontraba en el centro del plano, mientras que en la parte superior de la caja estaba el cielo, formado por una superficie metálica plana sostenida por cuatro grandes montañas localizadas en los extremos de la caja. Decían que el cielo era una superficie convexa en donde había un gran número de agujeros de los que colgaban las estrellas suspendidas por cables. Al Sol, encarnación del dios Ra, se le representaba por un disco de fuego que se desplazaba por el firmamento flotando en una barca.
Aportaciones: la historia nos ha mostrado que los egipcios estaban capacitados para construir monumentos y que las pirámides, en particular, eran simples tumbas. Hasta la fecha no se ha encontrado ninguna evidencia de que hayan hecho observaciones sistemáticas de la luna, de los planetas o las estrellas. La única aportación a considerar fue su calendario astronómico de 365 ¼ días empezando con el Sothis, el ascenso heliacal de la estrella Sirio que coincidía con la crecida del Nilo.
La falta de interés de los sacerdotes egipcios por el Universo se explica puesto que en su concepción religiosa no eran fundamentales los pronósticos astrológicos. Por esto no especularon respecto de la posible naturaleza de los planetas y se concentraron en el mundo espiritual. Así se marco la diferencia entre la Astronomía de los sumerios y los egipcios.
EL COSMOS HINDÚ
Para los pensadores de la antigua India la Astronomía fue más que una disciplina observacional o una filosofía sobre la creación del cosmos. En las ruinas de las ciudades no se han encontrado vestigios de observatorios astronómicos, ni de catálogos estelares. El estudio de los movimientos planetarios tampoco parece haber despertado gran interés. Todo parece indicar que la observación de las estrellas fue únicamente con el propósito de tener puntos a los cuales referir sus estudios sobre el movimiento del sol y la luna, lo que les permitió desarrollar una calendario lunar de 12 meses de 29.5 días. La discrepancia entre éste y el año solar la solucionaron introduciendo un mes extra cada 30 lunaciones.
Cosmogonía y Concepción: existen dos versiones originadas por sectas religiosas diferentes. En una, la más conocida y antigua, se consideró que Brama, por un acto de pensamiento, dividió el huevo primigenio en dos y formó con una mitad el cielo y con la otra la Tierra. En este esquema el Universo es una entidad cerrada, contenida por los anillos de Sheshu, la cobra negra, animal sagrado para ese pueblo. En el fondo de todo había un mar de leche rodeado completamente por parte del cuerpo de la serpiente. En el lácteo océano nadaba una enorme tortuga, sobre cuyo caparazón se apoyaban cuatro elefantes, cada uno en cada punto cardinal. A su vez, estos animales sostenían sobre sus lomos a la Tierra, formada por un disco simétrico. En la parte alta había un gigantesco fuego que al girar en torno a ella ocasionaba el día y la noche. La misma cobra que rodeaba y contenía al mar de leche, formaba con la parte superior de su cuerpo otro anillo que contenía a la bóveda celeste. La otra versión introduce el concepto de la dualidad cósmica y está medio “fumada” así es que no la incluyo.
En el aspecto conceptual, los hindúes introdujeron una idea nueva: la regeneración y destrucción cíclica del Universo. Para resolver la contradicción filosófica surgida, por un lado, de admitir que aquél era eterno y por el otro, la de observar la temporalidad de sus partes, recurrieron a la hipótesis de la periodicidad de los acontecimientos. “La evolución, enseñaron los hindúes, se cumple en periodos cuya ilimitada y cíclica repetición asegura al Universo su duración eterna.” La importancia de esto radica en que actualmente muchos científicos apoyan la hipótesis del resurgimiento cíclico.
CHINOS
Aunque la civilización china tiene gran antigüedad, sólo se tiene información segura sobre su desarrollo histórico a partir del inicio de la dinastía Shang, la cual consolidó su poder hacia el año 1500 a.C.
Los diversos registros dejados por los astrónomos chinos muestran que fueron buenos observadores. Sus catálogos de cometas, eclipses y otros eventos astronómicos confirman que tuvieron un bien organizado grupo de observadores que de manera sistemática y meticulosa realizaron un trabajo muy valioso, tanto, que en la actualidad sigue dando frutos. Utilizando el mismo sistema de coordenadas que ahora manejan los astrónomos para localizar los objetos celestes, pero que fue desarrollado en Occidente sólo hasta el siglo
XVII, los chinos determinaron más de 2 000 años atrás las posiciones aparentes de las estrellas de mayor brillo del firmamento. En efecto, alrededor del año 350 a.C. Shih Shen construyó un mapa estelar donde catalogó más de 800 estrellas. Seguramente en gran medida por su ubicación geográfica, estos observadores orientales no pusieron mayor atención en el estudio de las estrellas de la eclíptica, sino que desarrollaron su sistema de referencia celeste en torno a las constelaciones circumpolares. Alrededor del año 1400 a.C., los chinos ya habían determinado la duración del año solar, estimándola en 365.25 días, mientras que la lunación la fijaron en 29.5 días. La exactitud de estos valores es notable y viene a confirmar la excelencia de los astrónomos chinos.
Como sucedió en otras civilizaciones, los chinos asociaron a los planetas con los componentes básicos que, según su filosofía, constituían a la naturaleza, así como con los puntos cardinales: Júpiter se asoció con la madera y el Este, Marte con el fuego y el Sur, Saturno con la tierra y el centro, Venus con el metal y el Oeste, mientras que Mercurio quedó ligado al agua y al Norte. Según sus ideas la madera, el fuego, la tierra, el metal y el agua eran los cinco elementos primarios con los que se formó el Universo.
Las concepciones filosófico-religiosas desarrolladas en China no consideraron a los objetos cósmicos como dioses que determinaran los destinos humanos, y aunque sí tuvieron astrología y un equivalente al zodiaco formado por 28 casas, en lugar de los 12 signos originados en Mesopotamia, fue diferente de la surgida en la región comprendida entre el Tigris y el Éufrates.
Cosmogonía y concepción: la idea más antigua originada en China aseguraba que el Universo estaba formado por el Cielo de forma esférica, y por la Tierra, que era un cuenco con su abertura hacia abajo. Sus bordes o límites eran aristas lineales que en realidad le daban forma de un cuadrado convexo. Alrededor de ella había un gran océano en el que se hundía el firmamento. El Cielo y la Tierra se sostenían en su sitio por virtud del aire atrapado debajo de ellos. Consideraban que la bóveda celeste era de forma irregular, más elevada al sur que al norte, por lo que el Sol, que rotaba junto con ese hemisferio irregular, era visible cuando se encontraba al sur, e invisible cuando ocupaba el norte de ese cielo deformado. Aunque el Sol, la Luna y los planetas se movían junto con el firmamento, también tenían movimientos propios. Aseguraban que el Cielo se encontraba 80 000 li por encima de la Tierra, lo que con nuestras medidas equivaldría a unos 43 kilómetros.
Posteriormente, alrededor de la segunda centuria antes de nuestra era modificaron algo este modelo, asegurando que el cosmos era un esferoide de unos 2 000 000 li de diámetro, aunque en realidad era 1 000 li más corto en dirección norte-sur que en la este-oeste. Según se sabe, el astrónomo Chang Heng del siglo
I afirmaba que el Universo era como un huevo cuya yema sería la Tierra, que descansaba sobre agua, mientras que el Cielo, sostenido por vapores emanados del océano, equivalía al cascarón. En un tercer modelo se aseguraba que el Universo era infinito y que carecía de forma y sustancia, encontrándose en él únicamente la Tierra, el Sol, la Luna, los planetas y las estrellas, todos flotando libremente. En ese universo los cuerpos celestes no estaban sujetos a nada, y se movían en él por acción de fuertes vientos. Aunque sin ningún fundamento observacional, este último modelo cósmico de los chinos fue el resultado de una verdadera abstracción, lo que lo ubica en un plano diferente del de todos los otros que hasta aquí se han comentado.
Aportaciones: -2.357 a.C. Primer calendario solar.
-2.137 a.C. El primer registro escrito de un eclipse de Sol (22 de octubre).
-1.766 - 1.122 a.C. los chinos utilizaron un ciclo de 19 años (235 lunaciones) para medir el tiempo. 1.200 a.C. se realiza el primer registro de manchas solares, llamándolas "motas oscuras" en el Sol.
-siglo VII a.C. registraron la ocurrencia de eclipses y pasos de cometas.
613 a.C. dieron fe del paso de un cometa al parecer, el cometa Halley. -532 a.C. se registra la aparición de una estrella huésped (supernova) en la constelación del Águila. -350 a.C. se realiza el premier mapa celeste con la ubicación de 121 estrellas.
Por esta época, también se edita el primer atlas conocido de cometas que ilustra 29 formas de cometas y enumera los tipos de catástrofes que anunciaban. 165 a.C. continúan el registro de manchas solares. Las llamaron "bandadas de grullas" en el Sol. -104 a.C. los astrónomos estimaron la duración del año en 365.2502 días, una aproximación excelente comparada con el valor vigente (365.2422 días).
100 a.C. los chinos inventan la brújula.
Fue alrededor del año 100 d.c. que la astronomía tuvo un repunte, se lograron calcular con precisión las fechas de los eclipses y pudo desarrollarse un sistema calendario con fundamento astronómico que tuvo indiscutible vigencia por muchos siglos. -184 d.C. registro de explosión de una supernova en la constelación del Centauro.
-336 d.C. se determina la Precesión de los Equinoccios en un grado cada 50 años.
-393 d.C. registro de una estrella huésped (supernova) en la "Cola del Dragón", actual constelación del Escorpión.
-635 d.C. registran que la cola de los cometas apunta siempre en dirección contraria a la posición del Sol.
-1006 d.C. Reporte de una supernova en la constelación del Lobo. La estrella era tan brillante que se podía observar de día. Hasta ahora es la supernova más brillante que se ha reportado.
-1054 d.C. Los astrónomos chinos observan y registran la explosión de una supernova, que posteriormente daría origen a la nebulosa del cangrejo.
MESOAMERICA
El
transcurrir del tiempo fue registrado en la antigua América en calendarios excepcionales; su vigencia actual demuestra la maestría con la que fueron calculados. El ciclo de 260 días en el que se basan y los valores enteros de los ciclos planetarios que los estructuran son únicos y son originales de aquella civilización. Estos ciclos y las correcciones periódicas ya descifradas, que se llevaban a cabo para ajustarlos a la duración fraccionaria de los movimientos reales de los astros, son la síntesis de los conocimientos astronómicos indígenas de este continente.El estudio de las civilizaciones americanas ha mostrado que entre el año 1000 a.C. y el pasado siglo
XVI surgieron en Mesoamérica diversas culturas, alcanzando algunas de ellas un notable grado de desarrollo. Entre los pueblos más notables de esta parte del mundo deben ser considerados los mayas y los aztecas. Los mayas fueron consumados observadores de los astros, lo que les permitió determinar con precisión diversos ciclos celestes, como el lunar o el del planeta Venus. Además fueron capaces de determinar la ocurrencia de eclipses. En el terreno práctico lograron establecer la duración verdadera del año con una exactitud no alcanzada por ninguna otra cultura previa a la actual.MAYAS
Hasta ahora sólo se conocen fragmentos de cuatro códices mayas previos a la Conquista. De ellos, el Dresde, que ha sido parcialmente descifrado, ha resultado ser un libro que contiene efemérides sobre los movimientos de Venus, así como información acerca de cierto número de eclipses. Otro de esos códices, el Madrid, muestra el importante papel que los astrónomos tuvieron entre los mayas.
Existe una teogonía maya, fundamentalmente conocida por medio del Popol Vuh, libro escrito después de la Conquista y en el que se relata el origen del hombre, así como la creación y destrucción cíclica del mundo, idea que también aparece en otras culturas de Mesoamérica.
Concepción: a pesar de los grandes avances astronómicos y matemáticos logrados por los mayas, hasta donde se ha podido establecer, dichos conocimientos no reflejan de forma directa su visión sobre la estructura del cosmos, por lo cual los especialistas han tenido que recurrir al estudio de los patrones culturales de los descendientes actuales de esa civilización, y muy especialmente al grupo de los lacandones, quienes han logrado mantener su identidad más o menos intacta en los últimos 500 años. De esa forma han podido obtener una idea de cómo concebían los mayas el Universo, el cual dividían en tres niveles superpuestos. El superior correspondía al Cielo, que se encontraba dividido en 13 capas. El Sol, la Luna y Venus tenían cada uno su propia capa. El segundo nivel era el de la Tierra, formada por una plancha plana que flotaba sobre agua y que era sostenida por un monstruo acuático. La Tierra a su vez se dividía en cuatro rumbos, en cada uno de los cuales se encontraba una ceiba (el árbol sagrado), un pájaro cósmico y un color. Finalmente el tercer nivel estaba formado por el Inframundo, constituido por nueve capas. La Vía Láctea desempeñaba un papel importante en la unión de los tres niveles, ya que la imaginaban como el cordón umbilical que unía al Cielo y al Inframundo con la Tierra.
Esta visión de un universo formado por capas sobrepuestas difiere radicalmente de cualquier otro modelo cosmogónico concebido por las antiguas culturas asiáticas y europeas, y es original de los pueblos desarrollados de América. Debe señalarse que en el modelo de los mayas la Tierra no ocupaba un lugar privilegiado; además, debido a las capas que lo conformaban, no pensaban que la Tierra pudiera ser el centro del Universo, pues hasta donde se ha podido establecer, ese modelo realmente no lo tenía.
Registro del tiempo son las fechas de algunos códices; las inscripciones que en estelas, monumentos y templos pueblan las selvas y los valles; lo son también algunas pirámides como la de Tajín y el Castillo de Chichén Itzá, que tiene 4 escalinatas de 91 peldaños cada una, con pasamanos que terminaban en cabeza de serpiente y que miraban a los puntos solsticiales del orto y el ocaso, los 4 ángulos del cielo. Guía segura para determinar la duración exacta del año.Tiene 9 terrazas separadas en dos partes, los 18 meses del año, y en las 4 fachadas hay 52 paneles, los años del siglo antiguo. El singular efecto de la luz en los equinoccios se muestra en la figura de arriba: Quetzalcóatl desciende a la Tierra. Quetzalcóatl es el centro del pensamiento antiguo. La unión de lo divino y lo humano, del espíritu y la materia.
Entre los mayas existía la "cuenta larga", recuento ininterrumpido del transcurso de los días; es un sistema de referencia temporal que permite adentrarse en el tiempo hacia el pasado y el futuro; al infinito lo concebían sin principio ni final. Las fechas más antiguas descifradas se remontan a miles de años antes de nuestra era. Sus cálculos abarcaban millones de años. El Xiuhmolpilli del Amatl de la Peregrinación antes de emprender la marcha está atado al aire; es decir; al tiempo pasado.
Los años eran nombrados por 4 de los 20 signos de los días; se iniciaba el ciclo de 52 años en el año Uno Conejo; al avanzar 365 días se llega al año "Dos Caña"; otro año solar más lleva al año "Tres Casa" y el cuarto año solar lleva al año "Cuatro Pedernal". Sólo 4 de los 20 jeroglíficos ocurren en los días iniciales de años. El Xiuhmolpilli (cuenta de los años) está así dividido en 4 partes, de 13 años cada una, dirigidas a los 4 puntos cardinales: los 13 años Caña son el Rumbo de la Luz, el oriente; los años Pedernal, el Rumbo de los Muertos, el norte. Los 13 años Casa, el Rumbo de las Mujeres, son el poniente, y los años Conejo, Rumbo de las Espinas, son el sur.
El ciclo de los 52 años se ordena automáticamente con los puntos cardinales; es la concordancia entre el tiempo y el espacio.
AZTECAS
Los aztecas fueron la última gran civilización mesoamericana previa a la Conquista, la cual truncó su desarrollo. A pesar de haber sido contemporáneos de los europeos que vinieron al Nuevo Mundo durante el siglo
XVI, su cultura desapareció de forma tan rápida y completa que en la actualidad es bien poco lo que con seguridad se sabe sobre la forma de pensar de esos habitantes del altiplano mexicano. Herederos de los mitos y patrones religiosos de las civilizaciones que les antecedieron, los aztecas se convirtieron en el siglo XIV en los grandes conquistadores de Mesoamérica, ampliando considerablemente sus conceptos culturales originales. A principios del siglo
XVI las concepciones filosóficas de los aztecas eran realmente complejas, pero al igual que sucedió con sus predecesores, el modelo cósmico que tenían sólo nos ha llegado mediante referencias indirectas y en forma incompleta. Sabemos por ejemplo que Netzahualcóyotl, el gran rey sabio que gobernó Texcoco a mediados del siglo XV, mandó construir un templo al "dios desconocido", "el que no tiene nombre, el que no ha sido visto". A ese respecto el historiador Fernando Alva Ixtlilxóchitl dice que le edificó un templo muy suntuoso, frontero al templo mayor de Huitzilopochtli, el cual además de tener cuatro descansos, y el fundamento de una torre altísima, estaba edificado sobre él con nueve sobrados, que significaban nueve cielos; el décimo, que servía como remate de los otros nueve sobrados, era por la parte de afuera matizado de negro y estrellado. Concepción: relatos similares a éste han permitido saber que los sacerdotes aztecas y los de otros grupos de origen náhuatl concebían al Universo formado por capas, cada una de las cuales contenía un tipo particular de objeto celeste. Arriba de la capa correspondiente a la Tierra se encontraba situada la Luna. Sobre ella y ocupando otra capa se movían las nubes. Las estrellas, el Sol y Venus lo hacían también, cada uno en su propia capa.
Referente a la Vía Láctea se sabe que los aztecas la llamaban Mixcóatl Ohtli, lo que significa "nube en forma de culebra", y la consideraban como la madre de todas las estrellas.
Los pueblos náhuatl que actualmente habitan la parte norte de la sierra de Puebla tienen la siguiente leyenda sobre la Vía Láctea y el origen de las estrellas: Hace mucho tiempo, tanto que no se sabe cuánto, lo único que había en el cielo por las noches era la Luna y Mixcóatl Ohtli, una serpiente preciosa de cristal. La Luna era muy caprichosa como ahora todavía lo es: unas veces alumbraba, otras no; unas veces lo hacía mal; por eso la serpiente de cristal se dedicó a alumbrar constantemente al mundo, en las noches en el Poniente y en las mañanas por el Oriente. A eso se debe que tenía que recorrer constantemente el camino que se ve en el Cielo, y lo hizo tanto que quedó marcado para siempre. Pero sucedió que la Luna, envidiosa de la belleza de la serpiente y del cariño que todos los hombres le tenían, le arrojó una piedra y la serpiente, que no pudo esquivar el golpe, se rompió en muchísimos pedazos. Estos fragmentos se esparcieron por todo el cielo y son los puntos de luz que se llaman estrellas, que hacen tan bellas las noches cuando no hay nubes. La cabeza de la serpiente cayó por el rumbo donde sale el Sol y es el lucero de la mañana; su corazón cayó en el poniente y es el lucero de la tarde.
La coordinación que existía entre el tiempo y el espacio en la cosmovisión mesoamericana encontró su expresión en la arquitectura mediante la orientación de pirámides y sitios arqueológicos. Estas orientaciones pueden ser relacionadas, en la mayoría de los casos, con las fechas de la salida o puesta del Sol en días específicos del ciclo solar; mientras que algunas de ellas se conectan también con fenómenos estelares.
INCAS
Los Incas, como tantas sociedades contemporáneas y precedentes a ellos, desarrollaron una compleja cultura en la cual se relacionaban los elementos de la naturaleza, tanto terrestres como celestes. Objetos naturales y artificiales que fueron cargados de significaciones religiosas, sociales y políticas, que rigieron y organizaron la vida social en los tiempos precolombinos.
La cosmología incaica se desarrolló sobre la base de los conocimientos andinos preexistentes, los que conformaron un complejo sistema donde se relacionaban varias huacas (santuarios) tales como montañas, cuevas, manantiales, lagunas, muchaderos (rocas o lugares destinados al culto), apachetas y otros elementos en el/del paisaje, con las “ánimas” o espíritus. Desde tiempos ancestrales el sol junto a la luna fueron utilizados con fines astronómicos, conformando un calendario estrechamente vinculado a las actividades agrícolas. Los Incas potenciaron e institucionalizaron estos conocimientos astronómicos, convirtiéndolos en una fuente de poder y dominación.
En América del Sur, en los andes Centrales, culturas preincaicas realizaron obras como las Líneas de Nazca, o la Puerta del Sol en Tiahawanaco.
Sin duda alguna, los Incas es el imperio más representativo. Es precisamente en Cuzco, en donde muchos investigadores han encontrado documentos de colonizadores españoles que describen el Templo del Sol, del cual irradiaban cuarenta y un ejes llamados ceques, cuya disposición implicaba lineamientos geománticos o astronómicos, que definían el valle en 328 huacas las cuales cumplían funciones rituales y políticas.
Los Incas conocían la revolución sinódica del los planetas, Construyeron un calendario Lunar para las fiestas religiosas y uno solar para la agricultura. Utilizaron elementos como mojones alrededor de los pueblos para realizar astronomía observacional. Los Chibchas conocían la constelación de Orión y reconocían la relación entre la salida heliacal de Sirio con el comienzo de la temporada de lluvias.
El calendario consistía en un año solar de 365 días, repartidos en 12 meses de 30 días y con 5 días intercalados. Se sabe que el calendario era determinado observando al sol y a la luna. Para fijar las fechas exactas del año y meses, Pachacútec dispuso la edificación de 12 torres o pilares localizados al Este de la llacta del Cuzco, llamados sucangas.
Los Incas daban mucha importancia a las constelaciones y estaban muy interesados en la medición del tiempo para fines agrícolas. Poseían sus propias constelaciones entre las cuales, se destacan la Cruz del Sur y el Centauro. Para ellos las vía láctea era oscurecida por sacos de carbón. La Astronomía jugó un papel muy importante para la construcción de sus ciudades.
Sin duda alguna, los Incas es el imperio más representativo. Es precisamente en Cuzco, en donde muchos investigadores han encontrado documentos de colonizadores españoles que describen el Templo del Sol, del cual irradiaban cuarenta y un ejes llamados ceques, cuya disposición implicaba lineamientos geománticos o astronómicos, que definían el valle en 328 huacas las cuales cumplían funciones rituales y políticas.
Los Incas conocían la revolución sinódica del los planetas, Construyeron un calendario Lunar para las fiestas religiosas y uno solar para la agricultura. Utilizaron elementos como mojones alrededor de los pueblos para realizar astronomía observacional. Los Chibchas conocían la constelación de Orión y reconocían la relación entre la salida heliacal de Sirio con el comienzo de la temporada de lluvias.
El calendario consistía en un año solar de 365 días, repartidos en 12 meses de 30 días y con 5 días intercalados. Se sabe que el calendario era determinado observando al sol y a la luna. Para fijar las fechas exactas del año y meses, Pachacútec dispuso la edificación de 12 torres o pilares localizados al Este de la llacta del Cuzco, llamados sucangas.
Los Incas daban mucha importancia a las constelaciones y estaban muy interesados en la medición del tiempo para fines agrícolas. Poseían sus propias constelaciones entre las cuales, se destacan la Cruz del Sur y el Centauro. Para ellos las vía láctea era oscurecida por sacos de carbón. La Astronomía jugó un papel muy importante para la construcción de sus ciudades.
Como parte de su concepción del Universo, el Sol ("inti", en quechua), al que acostumbran representar por un gran disco de oro circundado de rayos, era adorado en templos cubiertos totalmente de oro, como lo era el Koricancha o "patio de oro" en la ciudad del Cuzco. También se afirmaba que el maíz eran las lágrimas del Sol debido al color dorado que tiene el maíz seco. Por lo tanto se ofrendaba al Sol la bebida que se elaboraba con el maíz: la chicha.
LOS GRIEGOS Y SU PRIMERA VISIÓN DEL COSMOS
La principal fuente para conocer las ideas cosmogónicas de los primitivos griegos es la Teogonía, libro escrito por Hesíodo hacia el año 800 a.C. Este texto es una detallada genealogía de los dioses que poblaron el Olimpo, sin embargo, marginalmente informa sobre la visión que de la Tierra y de la creación cósmica tuvieron esos pueblos.
En esa obra claramente influida por ideas orientales previas, Hesíodo dice que el Caos (el abismo) fue la condición primordial del Universo. Del Caos proviene todo lo creado. En él se encontraban amalgamados todos los elementos que configuraban una masa informe. Luego vinieron Gea (la tierra), Tártaro (el mundo subterráneo) y Eros (el amor). Este último fue el elemento activo o fuerza vital que atrae a los seres, siendo el principio universal de la vida.
Del Caos se generó una pareja de hermanos tenebrosos: Érebo, el aire oscuro y la noche (de su unión surgió la luz en forma de Éter luminoso), y Hemera, el día.
Gea procreó igual a sí misma primeramente a Urano, para que la cubriera toda y fuera el apoyo de los dioses. Creó también a las montañas y al mar, que surgieron de ella y ocuparon parte de su superficie.
Es en este mito narrado al principio de la Teogonía donde se encuentra el primer modelo cosmogónico de los griegos. A partir de la masa informe y oscura que era el Caos se generó la Tierra, a la cual imaginaron como un disco plano, bajo el cual se encontraba el Tártaro o mundo subterráneo. Urano, que era el Cielo donde se encontraban las estrellas, la rodeaba por completo. Claramente esta visión tan simple del Universo no tuvo ningún soporte observacional, así que no difiere en lo esencial de otras cosmogonías surgidas durante la antigüedad. Como un mito, sirvió de apoyo a la interpretación que los primitivos griegos hicieron de su mundo, el cual se encontraba poblado de dioses y semidioses que convivían cotidianamente con los hombres. Esta interacción podía ocurrir en cualquier momento y nivel de su existencia, sin que tuviera un carácter extraordinario. Como ejemplo de esa interrelación se tiene el mito sobre el nacimiento de Hércules, donde incidentalmente se explica la existencia de la Vía Láctea.
Zeus, el dios griego por excelencia, tuvo por esposa legítima a Hera, pero se unió frecuentemente con otras diosas y con diversas mortales, engendrando así a dioses y semidioses que poblaron el panteón helénico. Hera, extremadamente celosa, siempre trató de castigar las infidelidades de su divino esposo. En una ocasión Zeus engañó a la fiel Alcmena, pues tomó la forma de su marido Anfitrión, y engendró en ella a Hércules, el poderoso héroe. Hera, disgustada por ese desliz, trató de asesinar al recién nacido enviándole dos serpientes, pero Hércules se encargó de estrangularlas con una sola mano. Zeus, enojado por la acción de su esposa, tomó al pequeño Hércules y, mientras Hera dormía plácidamente en el Olimpo, lo acercó a sus pechos para que mamara la leche divina que lo haría inmortal. Hera despertó sobresaltada y al ver lo que ocurría quitó violentamente al infante de su seno, pero no pudo evitar que su pecho arrojara todavía algunos chorros de leche, los que al regarse por la bóveda celeste dieron origen a la Vía Láctea.
Otras bellas leyendas similares a ésta sirvieron a los primitivos griegos para explicar la existencia de estrellas tales como Cástor y Pólux, grupos estelares como el de las Pléyades o constelaciones como Orión y Hércules. Los planetas entonces conocidos fueron asociados con algunos de sus principales dioses. En esas tempranas etapas de su desarrollo no estudiaron los movimientos de los cuerpos celestes, mucho menos trataron de entender sus causas. Sus conocimientos astronómicos no fueron en realidad diferentes conceptualmente de los de otros pueblos de la antigüedad, pero sí tomaron de ellos un conjunto importante de ideas astronómicas, especialmente de sus vecinos, los caldeos y los egipcios. Esos conocimientos fueron utilizados por los griegos con fines prácticos relacionados fundamentalmente con la determinación de los ciclos agrícolas, y con el cálculo de una correcta orientación para los viajeros marítimos y terrestres.
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LOS GRIEGOS
Este periodo inicia en el siglo
VI a.C. y termina en el siglo II d.C. Como se verá, entre los pensadores griegos de esa época surgieron ideas acerca de la estructura y el origen del cosmos, así como de los movimientos planetarios que sin duda sirvieron para enriquecer el proceso intelectual mediante el cual el hombre ha establecido su sitio en el Universo. Aunque también debe señalarse que en esas remotas fechas se originaron conceptos que frenaron el desarrollo de la ciencia en general y de la astronomía en particular. Los orígenes de lo que ahora llamamos ciencia se remontan al siglo VI a.C. En aquella lejana época ocurrió un cambio importante en la forma que el hombre entendía el mundo que le rodeaba. Fue entre los griegos donde algunos pensadores comenzaron a vislumbrar una manera diferente de percibir los fenómenos naturales, al darse cuenta de que la naturaleza se encontraba sujeta a reglas que podían ser conocidas. Además, comprendieron que tales reglas no estaban sujetas al arbitrio de entes sobrenaturales y que su cabal comprensión los podía capacitar para predecir adecuadamente eventos del mundo natural.
Esa visión, nueva en la historia de la humanidad, permitió a los griegos comenzar a separar los mitos del mundo real, iniciándose así la búsqueda racional del conocimiento, lo que finalmente los condujo a estructurar diversas disciplinas científicas entre las que destacaron la astronomía y la geometría.
ESCUELA JÓNICA
Tales de Mileto ( 624-547 a.C.) ha sido señalado por los historiadores de la ciencia como el fundador de la llamada escuela jónica. Su actuación marca el inicio claro de la búsqueda de explicaciones racionales sobre los fenómenos naturales. Aunque todavía muy cercano a la cosmovisión primitiva de los griegos, intentó explicar el mundo sin recurrir a los dioses como formadores de éste.
Tales consideró que el agua era el constituyente básico de todo. Según él, ese líquido llenaba por completo el espacio más allá de los límites de nuestro mundo. Analizando solamente los cambios que sufre este vital elemento en sus estados líquido, sólido y gaseoso, construyó un modelo con el que trató de explicar en forma racional la existencia de los diferentes objetos naturales, lo que sin lugar a dudas significó un cambio fundamental en el estudio de la naturaleza.
Para Tales la Tierra era un disco plano que se encontraba flotando sobre agua. El Universo estaba formado por una gran masa líquida encerrada en una enorme esfera de aire, que según ese filósofo no era otra cosa que vapor de agua. La superficie interna de esa esfera era la bóveda celeste. En su esquema los astros brillaban porque recogían las excreciones terrestres y las inflamaban. Lo mismo sucedía con el Sol, que al inflamar los vapores que ascendían desde la Tierra producía el fuego que lo caracteriza. Tales sostuvo que los cuerpos celestes flotaban sobre las aguas contenidas en el firmamento, por lo que el movimiento de los astros era consecuencia natural del fluir del agua que formaba el Universo. Estas ideas libraron a su modelo cósmico de los seres sobrenaturales que antes habían sido tan necesarios para explicar el movimiento de los objetos de la esfera celeste.
Evidentemente este modelo ahora resulta simple y sin fundamento científico, pero en aquella época tuvo la enorme ventaja sobre los mitos de no necesitar la presencia o intervención divina para su correcto funcionamiento. Además, y esto hay que resaltarlo, mediante su aplicación Tales trató de explicar fenómenos naturales como los terremotos, ya que sostuvo que se originaban a causa de ebulliciones de agua caliente en los océanos que rodeaban la Tierra. Fácil es entender el razonamiento que lo llevó a ese tipo de ideas, pues, ¿quién no ha visto el movimiento de la tapadera de una olla cuando el líquido que contiene comienza a hervir? Más aún, todos sabemos por experiencia que el hielo flota sobre el agua. Entonces, ¿por qué buscar dioses o monstruos acuáticos para que sostuvieran la Tierra y las estrellas?, si éstos, siendo cuerpos sólidos, de forma natural tendrían que flotar en el agua que llenaba todo el cosmos.
Desde esta perspectiva basada en observaciones simples pero sistematizadas de la naturaleza, Tales de Mileto propuso al agua como el principio y el fin de todo, pues "al condensarse, o al contrario, al evaporarse, constituye todas las cosas".
Anaximandro ( 611-545 a.C.) fue discípulo de Tales. Escribió una Cosmología y una Física "ampliamente desembarazadas, al menos en el detalle, de ideas religiosas o míticas". Estas obras que no han llegado hasta nosotros, pero que son conocidas parcialmente por diversos comentarios de autores griegos y latinos, muestran que Anaximandro intentó explicar el cosmos partiendo de consideraciones lógicas derivadas de la observación.
Como origen mismo del Universo consideró al apeiron: lo infinito e indefinido. Era éste una sustancia diferente del agua y de los demás elementos. A partir de ella se formaron los cielos y el mundo. Enseñó que el Cielo era una esfera completa en cuyo centro se encontraba la Tierra libremente suspendida, sin que nada la sostuviera, y que no caía porque se hallaba a igual distancia de todo. Atribuyó a la Tierra una forma cilíndrica semejante a la de una columna de piedra, e incluso dio sus dimensiones, ya que afirmó que era tres veces más ancha que profunda. También dijo que el disco superior de ese cilindro era el único que estaba habitado.
Consideró que los astros eran fuego que se observaba a través de orificios localizados en las superficies internas de ruedas tubulares huecas y opacas, las que en su interior contenían lumbre. Para explicar el movimiento de los diferentes cuerpos celestes desarrolló un modelo según el cual dichas "ruedas" estaban girando en torno al eje de simetría del cilindro terrestre. Cada una de ellas presentaba diferentes grados de inclinación respecto de ese eje. Afirmó que "los astros son arrastrados por los círculos y esferas en las que cada uno se halla situado".
Según Anaximandro, el Sol era un orificio que se hallaba en un anillo cuyo diámetro era 27 veces el del disco que formaba a la Tierra, mientras que la Luna estaba sobre otro que se localizaba a sólo 18 de esos diámetros. Consideraba al Sol como el cuerpo celeste más alejado. Después se encontraba la Luna, y por debajo de ella estaban las estrellas, la Vía Láctea y los planetas, todos localizados en la parte interior de una rueda tubular cuyo diámetro era de solamente nueve veces el terrestre.
Es importante señalar que esas distancias no se obtuvieron como resultado de un proceso de medición, sino que surgieron de una idealización de carácter matemático, donde Anaximandro consideró que los cuerpos celestes deberían encontrarse localizados precisamente en los sitios señalados por la progresión originada por los múltiplos del número nueve. Esto es: 9,18 y 27.
Debe resaltarse que la parte realmente novedosa de la cosmogonía de Anaximandro fue la abstracción que le permitió afirmar que la Tierra no necesitaba soporte alguno, ya que por estar localizada a igual distancia de todo no podría caer en ninguna dirección particular. Aunque su modelo también fue muy simple y no explicaba muchos de los fenómenos celestes, tuvo el mérito de usar la abstracción como una herramienta en el proceso de estudio de la naturaleza.
Por su posterior influencia sobre otros modelos cosmogónicos debe valorarse adecuadamente su concepción de un sistema donde el movimiento diurno adquirió verosimilitud al considerar los giros de las ruedas huecas. Esta interpretación permitió el posterior desarrollo de la idea de un universo-máquina, esquema que sería manejado y favorecido por muchos pensadores notables desde la antigüedad hasta el Renacimiento.
LOS PITAGÓRICOS
Pitágoras ( 582 - 497 a.C.), personaje del que incluso se ha puesto en duda su existencia, es considerado el fundador de la denominada escuela pitagórica, especie de fraternidad secreta en la que sus miembros se dedicaron tanto a actividades político-religiosas, como a la especulación filosófica y al cultivo de las matemáticas. Este grupo se originó en Crotona al finalizar el siglo VI a.C. Su influencia en el desarrollo del pensamiento griego fue considerable, tal y como lo demuestran las obras de filósofos tan importantes como Platón y Aristóteles, quienes con algunas modificaciones aceptaron el modelo cosmogónico surgido entre los miembros de esa importante comunidad científico-mística.
El estudio del sonido interesó grandemente a Pitágoras, quien según la tradición descubrió que al pulsar una cuerda tensa los sonidos agradables al oído corresponden exactamente a divisiones de ésta por números enteros. También se dice que fue quien identificó las siete notas musicales y que se dio cuenta que mezcladas en un orden numérico producían armonía. Ese tipo de descubrimientos llevó a los pitagóricos a pensar en el número como una entidad mística que debía ser la esencia de todo. Como las relaciones entre el sonido y los números eran tan coherentes, pensaron que no eran privativas de la música, y que deberían expresar hechos fundamentales de la naturaleza. De ahí que para entenderla se dedicaran a buscar las diferentes combinaciones existentes entre los números. Por ejemplo, pensaban que podían calcular las órbitas de los cuerpos celestes relacionando sus desplazamientos con intervalos musicales, pues según ellos los movimientos planetarios deberían producir la llamada música de las esferas, sonidos sólo audibles para los iniciados en las doctrinas pitagóricas.
Esa mezcla entre la investigación científica y el misticismo produjo una visión cósmica muy particular. Según las relaciones numéricas determinadas por los movimientos periódicos de los planetas fijaron las distancias de éstos a la Tierra, basándose en la velocidad con la que los veían moverse. Inicialmente consideraron que su ordenamiento era la Luna, Mercurio, Venus, el Sol, Marte, Júpiter y Saturno, aunque después antepusieron el Sol a Venus y Mercurio. Los pitagóricos consideraron que los planetas debían moverse todos de manera regular en torno a la Tierra, por lo que tenían que seguir la más perfecta de las curvas, que era el círculo. De esta manera se introdujo en astronomía el concepto de órbitas circulares, idea que tuvo vigencia por casi 2 000 años.
Fue Parménides (514 - 450 a.C.), uno de los miembros de esta singular comunidad, quien primero enseñó que la Tierra era esférica y que estaba inmóvil en el centro del mundo. Sin embargo su argumentación en favor de esa esfericidad no fue consecuencia de la observación, medición o exploración, sino de consideraciones geométricas acerca de la simetría. Afirmó que la Tierra, siendo el centro mismo del Universo, necesariamente tendría que ser esférica, pues la esfera, que era la forma perfecta, era la única que podía ocupar ese sitio privilegiado. Siguiendo esa línea de razonamiento también aseguró que el Universo en su conjunto tenía la misma forma, haciendo así a un lado el antiguo concepto de una bóveda celeste hemisférica surgido entre los caldeos. Más exactamente, Parménides creyó en la existencia de un universo finito formado por una serie de capas concéntricas a la Tierra. La más externa era sólida y servía como límite al mundo, además de ser el asiento de las estrellas fijas. Según él, el Sol y la Luna fueron formados de la materia "separada de la Vía Láctea", habiéndose formado el primero de una sustancia sutil y caliente, mientras que la segunda lo hizo de una oscura y fría. Parménides consideró que la Vía Láctea era un anillo luminoso que como una guirnalda circundaba a la Tierra, y que se había formado con los vapores provenientes del fuego celeste.
Otro pitagórico que se ocupó ampliamente de los estudios cosmogónicos fue Filolao (450 - 400 a.C.). A él se atribuyen las primeras enseñanzas sobre el movimiento de la Tierra. Concibió un modelo cósmico en el que al principio el fuego lo llenaba todo, pero, según él, en un instante dado se operó en el cosmos una diferenciación ocasionada por un torbellino. Esto separó al fuego, dejando parte de él en el centro y el resto en la esfera del mundo. Alrededor del fuego central estacionario giraban todos los cuerpos celestes, incluso la Tierra. La luz y el calor generados por esa luminaria central eran reflejados por el Sol, el cual en su modelo resultaba ser una especie de objeto vítreo o lente concentradora.
El fuego central era, junto con el fuego exterior emanado de la Vía Láctea, la única fuente de luz y calor del Universo. En su esquema cósmico la Tierra, la Luna, el Sol, Venus, Mercurio, Marte, Júpiter y Saturno se movían en órbitas circulares. Más allá de este último planeta se hallaba la esfera de las estrellas fijas, que a su vez era contenida por el fuego exterior. Después de él se encontraba el infinito. El Sol giraba en torno al fuego central en un año, la Luna lo hacía en un mes, mientras que la Tierra tomaba sólo 24 horas para hacerlo.
Debe señalarse que este movimiento terrestre invocado por Filolao era de traslación alrededor del fuego central, y no el verdadero movimiento de rotación que nuestro planeta tiene sobre su eje, el cual sí tiene una duración de 24 horas.
De acuerdo con las ideas místicas que los pitagóricos desarrollaron, el número diez tenía un significado muy especial, pues además de resultar de la suma de los primeros cuatro números naturales (10 = 1 + 2 + 3 + 4), podía representarse por un triángulo equilátero hecho con diez puntos, en el que cada uno de sus lados estaba formado por cuatro puntos, razón por la que también se llamó a ese número tetractys.
Los pitagóricos estaban convencidos de que el 10 representaba la totalidad de los cuerpos celestes que se movían en el Universo, Filolao no podía aceptar que su esquema del cosmos estuviera completo, ya que en él únicamente había nueve cuerpos en movimiento: la Tierra, la Luna, el Sol, Venus, Mercurio, Marte, Júpiter, Saturno y la esfera de las estrellas fijas. Para resolver esa inconsistencia agregó un cuerpo más al que denominó Antictón o anti-Tierra, completando de esa manera un total de diez cuerpos celestes girando en torno al fuego central. Su argumentación para postular la existencia de un planeta más puede parecernos con muy poco fundamento científico, pero debe recordarse que los pitagóricos estaban convencidos de que los números reflejaban a la naturaleza misma.
En el esquema de Filolao, la anti-Tierra se encontraba girando entre nuestro planeta y el fuego central. Para poder explicar por qué desde la Tierra no podían verse Antictón ni ese fuego, Filolao argumentó que se encontraban en la misma dirección de las antípodas o hemisferio no conocido de nuestro planeta, que al taparlos impedía observarlos.
Las ideas cosmogónicas de Filolao tuvieron muy poca aceptación y no influyeron en el posterior desarrollo de la astronomía griega. Aunque fue un verdadero innovador, ya que desplazó a la Tierra del centro del Universo, además de darle movimiento y considerarla como un planeta más, fue abiertamente en contra de lo establecido por el sentido común de aquella época, lo que explica el pronto abandono de su heterodoxa cosmovisión.
Contemporáneo de Filolao fue Anaxágoras (499-429 a.C.), quien perteneció a la corriente de pensamiento jónico y no al pitagórico. Una de sus mayores aportaciones al terreno astronómico fue descubrir que la Luna no brillaba con luz propia, sino que reflejaba la que le llegaba del Sol, lo que le permitió dar una explicación correcta sobre el mecanismo que ocasiona los eclipses, tanto solares como lunares, así como la sucesión de las fases lunares.
Enseñaba que el mundo se originó con la formación de un torbellino dentro de una mezcla de material uniforme y sin movimiento, donde todas las cosas estaban juntas. El movimiento rotatorio de ese torbellino comenzó en algún punto de la materia amorfa, extendiéndose gradualmente. Girando en círculos cada vez mayores ocasionó una separación del material primigenio en dos grandes masas. Una de ellas tenía consistencia tenue, ligera, caliente y seca, mientras que la otra resultó ser densa, pesada, oscura, fría y húmeda. A la primera la llamó el éter y a la segunda el aire.
Por sus características el éter ocupó los espacios exteriores del mundo, mientras que el aire se concentró en la parte interna. Separaciones sucesivas de este último elemento sirvieron para formar las nubes, el agua, la tierra y las rocas. Como resultado del movimiento circular del torbellino, los elementos más pesados se reunieron en el centro y formaron la Tierra, la que por el mecanismo mismo que le dio origen ocupó el centro del Universo.
Al continuar ese proceso, y como resultado de la violencia del movimiento giratorio ocasionado por el torbellino, algunas piedras fueron lanzadas hacia la periferia, las cuales formaron a las estrellas.
Para Anaxágoras la Tierra era plana y se mantenía suspendida en su lugar privilegiado debido a que el aire le proporcionaba el soporte suficiente. El Sol era una piedra de fuego del mismo tipo que las estrellas, sólo que éstas se encontraban a distancias mayores, razón por la cual no calentaban igual que nuestro astro. La Luna tenía naturaleza terrosa y sólo brillaba por la luz solar que reflejaba. Este pensador consideró que la Vía Láctea se formaba por la proyección de la sombra terrestre sobre el cielo estrellado, lo cual sucedía cuando el Sol pasaba por debajo de nuestro planeta durante la noche. Según él, las estrellas que se encontraban en la región de la Vía Láctea no eran oscurecidas pues, como tenían luz propia, podían brillar. También aseguraba que el movimiento del Sol, la Luna y las estrellas en torno de la Tierra se debía al movimiento del éter.
En su cosmovisión Anaxágoras enseñó que existían otros mundos habitados, en todo similares al nuestro. Estas ideas directamente opuestas al dogma religioso entonces vigente le acarrearon serios problemas y fue acusado públicamente de impiedad. Gracias a la influencia de Pericles evitó la muerte, pero fue desterrado de Atenas.
PLATÓN Y ARISTÓTELES
Aunque Platón (427-347 a.C.) fue ante todo un filósofo y un político, también se ocupó de temas científicos. Sus enseñanzas tuvieron enorme influencia sobre el desarrollo de la ciencia hasta fechas muy cercanas. Su filosofía sostiene que la verdad radica en las ideas: entes inmutables y universales. Aseguró que cualquier cosa que se observa a través de los sentidos no es mas que apariencia, ya que existe una realidad básica que sólo puede contemplarse con la mente. Lo que se observa de otra forma no tiene permanencia, siempre es una imitación burda e inadecuada de la esencia real o idea. Según Platón el papel de la ciencia es investigar y entender las ideas.
Esta concepción de la superioridad intelectual sobre la percepción sensorial ha desempeñado un papel muy importante aunque negativo sobre el desarrollo de la ciencia, pues según esa interpretación la experimentación y la observación no sólo son irrelevantes, sino positivamente engañosas en el examen del conocimiento. Bajo esos supuestos las diferentes teorías sobre el Universo surgidas entre los griegos tendrían que ser valoradas no por su poder de explicar o predecir el comportamiento de la naturaleza, sino por ser apropiadas o no para expresar la perfección divina.
El trabajo científico de Platón se encuentra disperso en sus diversas obras, aunque parte importante se halla en el diálogo Timeo, libro que escribió en forma de diálogo y en donde explica su manera de entender la naturaleza.
Congruente con su filosofía enseñó que el demiurgo había creado el Universo como el más bello, bueno y perfecto de los mundos posibles, haciéndolo a partir de cuatro elementos básicos: el fuego, el aire, el agua y la tierra. Ese ser construyó el cosmos de acuerdo con principios geométricos. Así, el Universo era esférico porque la más perfecta de todas las formas es la esfera. Siguiendo esa línea de razonamiento afirmó que el origen divino de los planetas se mostraba por la inmutable regularidad de sus movimientos circulares. Y como también el movimiento tenía el mismo principio, necesariamente tendría que ser uniforme.
Esta idea sobre la circularidad y uniformidad de los movimientos planetarios tuvo su origen entre los pitagóricos, pero Platón, al hacerla suya, la validó en tal forma que habría de convertirse en dogma por cerca de 2 000 años.
El cosmos platónico tenía como centro a la Tierra. Ésta era esférica y se hallaba completamente inmóvil. Alrededor de ella giraban la Luna, el Sol, Venus, Mercurio, Marte, Júpiter y Saturno, así como la esfera de las estrellas fijas, todos desplazándose con velocidades circulares uniformes. Según Platón los astros fueron creados a partir del fuego. Además de su carácter divino, el demiurgo los dotó de alma. En lo que se refiere a la Vía Láctea tuvo una visión más simple pues afirmó que era la costura o pegadura que mantenía unidas las dos mitades de la bóveda esférica.
Las ideas cosmogónicas de Platón realmente no aportaron nada nuevo, pero sí fueron un freno para el desarrollo de la astronomía, pues al postular la perfección celeste introdujo formalmente la imposibilidad de que hubiera cualquier tipo de cambio en los cielos, lo que incuestionablemente retrasó por mucho tiempo la evolución de la ciencia.
Sin lugar a dudas Aristóteles (384-322 a.C.) ha sido el filósofo griego más influyente en la historia de la cultura occidental. Fue discípulo de Platón y en sus primeros trabajos siguió sus ideas; sin embargo, posteriormente desarrolló sus propios conceptos sobre el mundo. Su obra, que fue enciclopédica, abarcó lo mismo la física, la lógica, la biología o las ciencias sociales. Todo el conocimiento que no pudo catalogar dentro de estas disciplinas lo sistematizó en la metafísica. Para él, la ciencia tenía como propósito primordial encontrar la naturaleza de las cosas.
Según la física aristotélica el mundo se formaba por dos tipos de objetos. En la región celeste se hallaban los cuerpos que siempre permanecían iguales a sí mismos, o si mostraban cambios, como los que sucedían con los movimientos planetarios o con las fases de la Luna, sus transformaciones eran cíclicas, repitiéndose indefinidamente. Además de ser eternos, los objetos celestes eran perfectos.
El otro grupo lo formaba la Tierra y todo lo que se hallaba en sus proximidades. En esta región del mundo llamada sublunar tenían asiento los objetos y fenómenos sujetos a todo tipo de cambios y transformaciones. Aristóteles afirmó que el viento, la lluvia, las descargas eléctricas producidas durante las tempestades, los terremotos, los cometas e incluso la Vía Láctea tenían su origen en la región sublunar, ya que eran eventos de carácter mutable y corruptible.
Siguiendo a Platón y a sus predecesores pitagóricos, Aristóteles aceptó que el mundo estaba formado por cuatro elementos básicos: tierra, agua, aire y fuego. Cada uno tenía su lugar natural en la región sublunar, y estaban acomodados en capas esféricas concéntricas donde la terrestre era la más interna, mientras que la exterior era la de fuego. Cuando alguno de esos elementos era removido de su lugar natural buscaba de forma espontánea regresar a él. Aristóteles llamó a este proceso movimiento natural, y para que ocurriera no era necesaria la acción de ningún agente externo o la aplicación de ninguna fuerza.
De acuerdo con esa teoría los objetos masivos (los formados por tierra o agua) tenían un movimiento hacia abajo, pues su lugar natural estaba en el centro del cosmos, mientras que los ligeros (los formados por aire o fuego) tendían a subir porque sus lugares naturales se hallaban en las correspondientes esferas que estaban arriba.
Aristóteles introdujo una diferencia básica respecto de las ideas platónicas, ya que consideró que los cuerpos celestes no estaban hechos de fuego, sino de un elemento más sutil, "la quinta esencia", a la que también llamó éter. Esta sustancia era incorruptible, eterna y sin mancha, además de que llenaba totalmente el cosmos, pues este filósofo afirmaba que en él "no podían haber espacios vacíos".
La Tierra era el centro del Universo y tenía forma esférica. Esta esfericidad la sustentaba Aristóteles no sólo en razones de tipo geométrico o de perfección, sino en argumentos prácticos. Por ejemplo, la manera en que una persona parada en tierra mira aparecer un barco que se acerca a puerto; primero verá los mástiles y las velas y después el casco. Otro argumento era que cuando un observador viajaba en dirección Norte-Sur, veía que la elevación de la estrella polar cambiaba conforme se desplazaba a lo largo de un meridiano terrestre, lo que eventualmente le permitía observar estrellas y constelaciones que no eran visibles desde su ubicación original. Estos hechos sólo podían explicarse si el observador se hallaba sobre una superficie esférica. Un razonamiento que también le llevó a establecer la esfericidad terrestre tenía que ver con la física que él había desarrollado. Decía que como los cuerpos pesados caían en línea recta hacia el centro de la Tierra por ser ése su lugar natural, las trayectorias radiales que seguían indicaban la existencia de una esfera formada por la acumulación de innumerables objetos materiales que se aglutinaban en torno al centro del cosmos.
Convencido de la forma esférica de la Tierra, Aristóteles reportó un valor de 400 000 estadios (alrededor de 72 400 km) para la longitud de la circunferencia de nuestro planeta. A pesar de lo grande que a escala humana pueda parecer este valor, aseguró que el volumen que tenía la Tierra era infinitamente pequeño comparado con el que ocupa todo el cosmos.
Para Aristóteles el Universo, además de ser esférico, era finito. Esto último lo dedujo argumentando que para que algo tuviera centro debería ser finito, pues lo infinito no puede tenerlo. Consideró que si el Universo fuera infinito, el éter también tendría que serlo, pues como ya se ha dicho este elemento llenaba todo el cosmos. Si ese fuera el caso no habría espacio en el Universo para los otros cuatro elementos que lo formaban, lo que resultaba una contradicción evidente. De esta prueba por reducción al absurdo fue que Aristóteles concluyó que el Universo es finito.
Razonamientos similares lo llevaron a establecer que las estrellas eran esféricas, pero también le sirvieron para no considerar a la Vía Láctea como un cuerpo celeste. La razón que dio para esto fue la imperfección de ese objeto. En efecto, los contornos irregulares que a lo largo de toda su extensión presenta la Vía Láctea fueron tomados por Aristóteles como confirmación de su imperfección, por ello la colocó en la región sublunar. Al ser parte del grupo de los objetos imperfectos no podía estar formada de éter, así que la consideró formada por exhalaciones secas que subían a la parte superior de la región sublunar desde la Tierra, y explicaba su existencia diciendo que se debía a la refracción que sufría la luz de las estrellas cuando penetraba a las esferas de aire y de fuego que rodeaban a nuestro planeta. Sobre el origen y constitución de los cometas dio la misma explicación.
El modelo cósmico de Aristóteles quedó estructurado de la siguiente forma. En el centro de todo estaba la Tierra, esférica e inmóvil. Alrededor de ella se encontraban las capas esféricas de agua, aire y fuego. Después venía la Luna, cuya órbita esférica centrada en la Tierra dividía el cosmos en dos regiones totalmente diferentes: la terrestre, que era corruptible y cambiante, y la celeste, caracterizada por ser perfecta e inmutable. Más allá se hallaban las esferas del Sol y de los cinco planetas conocidos en la antigüedad, así como la que contenía a las estrellas fijas.
Como en el modelo de Aristóteles el movimiento no podía producirse por sí mismo, necesitó introducir un agente que lo causara, por lo cual afirmó que existía un Primum Mobile externo a la esfera de las estrellas fijas y que servía para comunicar movimiento a todo el cosmos. A diferencia de otros pensadores que habían considerado el movimiento de los cuerpos celestes a través de esferas concéntricas solamente como una representación geométrica, Aristóteles afirmó que éstas eran de naturaleza material y totalmente transparentes. Al darle realidad física a la existencia de estas esferas cristalinas y sólidas, Aristóteles introdujo en la ciencia otro dogma que habría de perdurar por casi 2 000 años.
MODELOS GEOMÉTRICOS
Los modelos cosmogónicos aquí mencionados, tanto los provenientes de la escuela jónica como los surgidos de la pitagórica o de sus seguidores atenienses tuvieron el común denominador de ser resultado de la especulación filosófica y no de la investigación científica.
Esta situación comenzó a cambiar cuando se intentó describir detalladamente los movimientos planetarios, empresa que primeramente realizó Eudoxio de Cnido ( 400 - 347 a.C.), otro miembro de la fraternidad pitagórica. Este matemático se dedicó a resolver el problema geométrico de describir los movimientos de los planetas utilizando solamente combinaciones de movimientos circulares y uniformes. En cuanto a su poder predictivo la teoría planetaria de Eudoxio fue muy superior a las tablas utilizadas por los caldeos, por lo cual el camino trazado por ese autor para el estudio de los movimientos celestes habría de ser seguido desde entonces por los principales astrónomos griegos.
Desde la época de los caldeos se había observado cuidadosamente que los planetas mostraban cambios en su brillo, lo que fue interpretado corno consecuencia de un acercamiento o de un alejamiento del planeta a la Tierra. También habían determinado que esos cuerpos se movían en la bóveda celeste sólo en una angosta franja bien delimitada del cielo, donde se situaba el círculo de la eclíptica. En esa región los movimientos planetarios se realizan hacia el este, pero en forma irregular, ya que además de tener una velocidad variable, los planetas se detienen e incluso retroceden zigzagueando. Tomando esos hechos, Eudoxio desarrolló un modelo geométrico en el que combinando solamente movimientos circulares y uniformes representó las trayectorias seguidas por los planetas.
A pesar de las teorías cosmogónicas desarrolladas por algunos pitagóricos anteriores a él, Eudoxio volvió a proponer que los movimientos planetarios se centraban alrededor de la Tierra, la que en su esquema también volvía a ser inmóvil. Su modelo es conocido como homocéntrico, pues para explicar los movimientos planetarios utilizaba esferas con un centro común. Suponía que para cada planeta existían varias esferas huecas ensambladas unas dentro de otras, todas girando en torno a la Tierra con velocidades uniformes pero diferentes, y alrededor de ejes de rotación con distintas orientaciones. La más exterior de todas era la que transportaba a las estrellas fijas. Su giro en torno a la Tierra era el que ocasionaba el movimiento diurno.
La teoría homocéntrica establecía que cada planeta se encontraba sujeto al ecuador de una esfera A que giraba uniformemente en torno a un eje a (figura 5). Esta a su vez era arrastrada por otra esfera B mayor, pero concéntrica a la primera, aunque el eje de giro b de la segunda era diferente. Ambas giraban con velocidad distinta. El eje de giro de B también difería del que tenía C, que las contenía y que igualmente giraba con velocidad y dirección c diferente de las de A y B. Finalmente había una cuarta esfera D que envolvía a las tres anteriores y cuyo eje de giro d también estaba orientado en una dirección distinta. El Sol, la Luna y los cinco planetas giraban de esa forma, lo que daba como resultado un esquema geométrico muy complicado, pero en el que solamente era necesario ajustar adecuadamente las distintas velocidades de giro y las orientaciones de los diversos ejes para representar todos los movimientos planetarios. Para que su modelo se ajustara a lo observado Eudoxio introdujo 27 esferas homocéntricas diferentes: tres para el Sol, tres para la Luna y cuatro para cada uno de los cinco planetas, además de la de las estrellas fijas.
Eudoxio nunca trató de explicar por qué se movían esas esferas ni cómo estaban hechas. Tampoco intentó dar sus dimensiones. Todo parece indicar que para él simplemente se trataba de una representación del movimiento planetario. Los resultados obtenidos con ese esquema fueron aceptables para Mercurio, Júpiter y Saturno, regulares para Venus, y francamente malos para Marte. A pesar de ello el modelo tuvo el mérito de pasar del terreno de la especulación filosófica al de la representación geométrica, logrando desde entonces que las matemáticas se convirtieran en la herramienta idónea para describir el Universo. Con ampliaciones y algunas modificaciones este modelo fue adoptado por otros personajes, entre los que destacó Aristóteles, lo que convirtió a la teoría homocéntrica en la visión filosófica sobre la forma general del Universo por casi dos milenios.
Otro modelo geométrico que trató de explicar hechos observacionales sobre el movimiento planetario fue el desarrollado por Heráclides del Ponto ( 390-339 a.C.). Ya desde el siglo
IV a.C. se había determinado que Mercurio y Venus se movían siempre en la cercanía del Sol, lo que no sucedía con los otros planetas. Heráclides explicó ese hecho desarrollando un modelo híbrido en el que, como ya era costumbre en aquella época, consideró movimientos planetarios en torno a la Tierra pero agregó la novedad de considerar también otros movimientos alrededor del Sol. En esencia su modelo era de tipo geocéntrico pues establecía que el giro de la Luna, Marte, Júpiter y Saturno se realizaba en torno a la Tierra, pero el Sol, que también orbitaba alrededor de ésta, arrastraba consigo a Mercurio y a Venus (figura 6). Otra novedad introducida por este pensador fue su afirmación de que la Tierra no estaba inmóvil, sino que rotaba en torno a su propio eje una vez cada 24 horas, dando así una explicación correcta del movimiento diurno. A pesar de este último acierto, ese nuevo modelo del Universo realmente no tuvo aceptación en la antigüedad, siendo rápidamente olvidado. Apolonio de Perga ( 247 - 205 a.C) fue otro matemático griego que contribuyó al desarrollo de modelos geométricos que sirvieron para explicar el movimiento planetario. Sus estudios sobre este problema lo llevaron a establecer una importante relación entre la velocidad con la que se movía un planeta que se desplazaba en un pequeño círculo, al que se llamó epiciclo, y la velocidad de desplazamiento del centro de ese círculo sobre otro mayor, al que se denominó deferente. De esa manera Apolonio redujo el problema de las estaciones y retrogradaciones planetarias a un nivel geométrico en el que para determinar la posición de un cuerpo celeste había que establecer la combinación adecuada de dos movimientos circulares y dos velocidades uniformes. La importancia de la teoría de los epiciclos y las deferentes fue enorme, ya que además de permitir una aplicación práctica en la determinación de los movimientos planetarios, se apegaba a las ideas filosóficas de circularidad y uniformidad tan gratas a los pensadores griegos. Gracias a ella se construyó la teoría planetaria más importante y útil de la antigüedad.
ALEJANDRÍA. ARISTARCO, ERATÓSTENES E HIPARCO
A estos tres científicos griegos se debió el inicio de una etapa diferente en el quehacer astronómico. Aplicando la geometría tan elegantemente formalizada por sus antecesores, fueron más allá de la mera especulación filosófica, o de la pura representación de un cosmos geometrizado, y fueron los primeros en realizar determinaciones tendientes a establecer las dimensiones cósmicas derivadas directamente del estudio de los movimientos planetarios. Esa actitud que ligó el aspecto especulativo con el observacional significó un avance importante en la metodología astronómica, por lo cual muchos estudiosos de la historia de la ciencia consideran a Aristarco de Samos (310 - 230 a.C.), quien inició los trabajos de ese tipo, como el primer astrónomo en el sentido que actualmente damos a esta profesión científica.
De Aristarco nos ha llegado completo un notable libro astronómico llamado Sobre los tamaños y las distancias del Sol y la Luna. En ese texto demostró mediante razonamientos geométricos exactos la validez de un conjunto de hipótesis derivadas directamente de la observación de los movimientos de esos dos cuerpos celestes, lo que le permitió establecer sus tamaños y distancias respecto de la Tierra.
Para determinar la relación guardada por las distancias Luna-Sol y Luna-Tierra procedió como sigue: consideró el momento cuando los rayos solares iluminan justamente la mitad del disco lunar. En ese instante la configuración que tiene el sistema Tierra-Luna-Sol es la de un triángulo rectángulo (figura 7). Por la condición de cuadratura el ángulo q es exactamente igual a 90°. Midiendo el ángulo q Aristarco pudo determinar que la relación existente entre las distancias Luna-Sol y Luna-Tierra era de alrededor de 20. En la Proposición 7 de su libro afirmó que "la distancia al Sol desde la Tierra es mayor que 18 y menor que 20 veces la de la Luna a la Tierra".
A pesar de que los principios matemáticos aplicados en esa determinación son correctos, los resultados obtenidos no fueron satisfactorios. Ello se debió a dos razones: primero es muy difícil determinar el instante preciso de la cuadratura lunar, y segundo, como los ángulos involucrados en esa observación son pequeños, su medición no era tarea fácil en aquella época. Aristarco encontró que el ángulo q medía 87°, valor con el que determinó que la distancia que nos separaba del Sol debía ser solamente unas 20 veces mayor que la que había entre nuestro planeta y la Luna.
La determinación precisa de la distancia que separa a la Tierra del Sol ha sido desde entonces uno de los problemas centrales de la astronomía. Su correcta solución ha requerido métodos de observación muy ingeniosos y, sólo ha sido resuelto en forma exacta en el presente siglo, razón por la que es de admirarse el esfuerzo de Aristarco, quien no obtuvo un valor más cercano al real debido a la carencia de instrumentación adecuada y no a la falta de conocimientos. A pesar de ello las mediciones hechas por tan notable observador y excelente matemático mostraron que el Sol se encontraba a una distancia considerable de la Tierra, hecho que lo hace acreedor a la distinción de ser el primer científico que dio dimensiones tangibles al Universo.
Es muy probable que después de que Aristarco se diera cuenta que el Sol era un cuerpo muy alejado y de tamaño mayor que la Tierra, concibiera el modelo heliocéntrico del Universo. De acuerdo con sus datos resultaba en verdad difícil aceptar que el Sol, siendo el cuerpo más grande, fuera el que estuviera girando alrededor de nuestro planeta, pues al menos en el caso de la Luna la observación mostraba que el más pequeño era el que se movía en torno al mayor. A diferencia de propuestas previas, como la de Filolao, Aristarco sí afirmó que el Sol era el centro inmóvil del cosmos, y aseguró que la Tierra giraba alrededor de él siguiendo una órbita circular.
A pesar de esta elegante manera geométrica de resolver la única objeción seria que se podía hacer a la teoría heliocéntrica, y de sus mediciones que apoyaban las afirmaciones sobre el gran tamaño y lejanía del Sol, las ideas de Aristarco no fueron aceptadas y, como ocurrió con Anaxágoras, fue acusado de impiedad, quedando olvidado su modelo del Universo por más de 1 500 años.
Para avanzar hacia una comprensión racional sobre la escala de dimensiones aplicable en astronomía fue necesario determinar el tamaño mismo de la Tierra. Esta tarea fue realizada primeramente por Eratóstenes (273 -192 a.C.), un geógrafo nativo de Siena que vivió en Alejandría, donde fue miembro de su célebre museo. Este personaje supuso correctamente que el Sol se hallaba tan alejado de la Tierra que sus rayos llegan a ella formando un haz paralelo. Por esta propiedad, cuando inciden sobre diferentes partes de la superficie esférica de nuestro planeta, el ángulo formado con la vertical del lugar de incidencia aumenta conforme el sitio considerado se encuentre más alejado del ecuador (figura 9).
Para determinar la longitud de la circunferencia terrestre Eratóstenes utilizó las poblaciones de Alejandría y de Siena. Esta última se localiza casi exactamente sobre el Trópico de Capricornio, por lo cual al mediodía del solsticio de verano (22 de junio) el Sol se encuentra vertical a ella. En ese preciso instante una estaca (o cualquier objeto de forma similar) colocada verticalmente sobre el piso de Siena no producirá sombra.
Alejandría se halla prácticamente en el mismo meridiano que Siena, pero está más al Norte, razón por la que ese día a la misma hora un obelisco situado en una plaza alejandrina producía una sombra definida. Al comparar su tamaño con la altura del obelisco, Eratóstenes determinó el ángulo bajo el cual incidían los rayos solares al mediodía del solsticio de verano en esa población, encontrando que formaban un ángulo de 7° 12' respecto a la vertical del lugar.
Exactamente 7° 12' es la cincuentava parte de la circunferencia de un círculo, así que midiendo ese ángulo Eratóstenes pudo saber que la longitud del arco de circunferencia SA que hay entre Siena y Alejandría era precisamente la cincuentava parte de la circunferencia terrestre. Como había medido la distancia lineal que hay entre esas dos poblaciones, al multiplicar por 50 dicho valor encontró que la circunferencia terrestre tiene una longitud de 250 000 estadios.
Finalmente este valor y el conocimiento de la relación geométrica que guardan la circunferencia de un círculo y su radio, permitieron determinar el valor del radio terrestre, que de acuerdo con los datos de Eratóstenes resultó ser de 40 000 estadios.
Sobre Hiparco ( 161-127 a.C.) puede afirmarse que aunque no hizo contribuciones nuevas al estudio de los movimientos planetarios, ni formuló nuevas teorías sobre la estructura cósmica, sí reunió información de carácter observacional que habría de resultar muy valiosa posteriormente.
Hiparco fue un excelente observador. Mediante el uso cuidadoso de los instrumentos astronómicos entonces existentes logró obtener un alto grado de precisión en sus datos, lo cual le permitió elaborar un catálogo estelar en el que registró las posiciones y magnitudes de 850 estrellas, calculó sus posiciones mediante cantidades angulares referidas a la eclíptica y a un eje perpendicular a ese plano. Tal catálogo fue el primer documento de ese tipo producido en Occidente. La exactitud de este catálogo fue un factor importante cuando en el Renacimiento se trató de construir una teoría planetaria acorde a las nuevas observaciones.
Comparando sus coordenadas estelares con las consignadas en antiguas fuentes caldeas y griegas, Hiparco encontró que habían ocurrido cambios notables en las posiciones de las estrellas que no podían ser atribuidos a errores de observación, así que lo interpretó como reflejo de un cambio real en la dirección del eje de rotación terrestre. Este fenómeno se conoce ahora como precesión de los equinoccios, pues ocasiona un adelanto anual (50 segundos de arco por año) del equinoccio de primavera.
Al hacer ese descubrimiento que mostraba que el eje terrestre cambia su dirección continuamente a lo largo de un periodo de 25 800 años, Hiparco obtuvo en forma directa información tangible sobre otro movimiento de la Tierra. En efecto, ese movimiento efectuado por nuestro planeta en torno a su eje de rotación era evidencia de que se contraponía a quienes seguían pensando en la inmovilidad terrestre; sin embargo, no sabemos si Hiparco tuvo conciencia plena de la importancia de tal descubrimiento.
De sus observaciones Hiparco derivó la distancia correcta a la Luna pero no logró un buen resultado para el Sol. A través de la observación de un eclipse solar ocurrido en el año 190 a.C., hecha en forma simultánea tanto en Alejandría como en Hellesponto, logró determinar que la distancia a la Luna era 60.5 veces el radio terrestre, valor que prácticamente es igual al que se ha obtenido en la actualidad. Por otra parte, al estudiar otros eclipses, tanto solares como lunares, estableció que el Sol era un cuerpo que distaba de nosotros 2 500 radios terrestres, y aunque esta determinación fue mejor que la de Aristarco, en realidad todavía era unas diez veces menor al valor correcto. A pesar de ello el cálculo de Hiparco volvió a ampliar considerablemente las dimensiones del Universo.
TOLOMEO Y SU GRAN SÍNTESIS
Claudio Tolomeo ( 90 – 168 d. C.), quien vivió durante el siglo
II, fue sin duda uno de los científicos más importantes de la antigüedad. Su obra está formada por textos de astronomía, geografía, música y óptica. En lo que concierne al tema que nos interesa, la aportación más significativa de Tolomeo fue su libro astronómico conocido como el Almagesto, obra que originalmente llevó el título de Megale Syntaxis Mathematica que significa "El gran tratado de matemáticas". En él desarrolló en forma muy completa, y con el rigor matemático que caracterizó a los pensadores griegos, diversos temas astronómicos, entre los que destacan sus estudios sobre la forma y el lugar ocupado por la Tierra en el Universo, así como la distribución que los demás cuerpos celestes tienen en él. El Almagesto está compuesto por 13 libros (capítulos) ordenados en forma didáctica. En ellos Tolomeo presentó un panorama completo de los conocimientos astronómicos alcanzados hasta su época, utilizando con frecuencia demostraciones trigonométricas que dieron a su libro indiscutible carácter científico. Esto lo convirtió en una obra de gran influencia que al paso del tiempo incluso adquirió categoría de dogma dentro de la cultura occidental. Fue en el primer libro del Almagesto donde Tolomeo sentó las bases de su famoso modelo geocéntrico del Universo, al que posteriormente se llamó tolemaico, y que tuvo vigencia por más de 14 siglos (figura 10).
Ese esquema cosmogónico fue establecido por Tolomeo mediante afirmaciones como las siguientes: "Los cielos se mueven como una esfera. La Tierra, tomada en su conjunto, es sensiblemente esférica. La Tierra ocupa el centro de los cielos. La Tierra tiene el tamaño de un punto en relación con las dimensiones de la esfera celeste. La Tierra no tiene ningún movimiento. Las estrellas fijas mantienen siempre su posición relativa entre sí".
A diferencia de los pitagóricos, Tolomeo no usó argumentos metafísicos para asegurar la esfericidad terrestre y cósmica, sino que dio argumentos racionales y fácilmente entendibles. Como ejemplo transcribimos la argumentación que utilizó en apoyo de su afirmación sobre la forma de nuestro planeta: Que la Tierra, considerada en su totalidad, es sensiblemente esférica puede ser afirmado de las siguientes consideraciones. Podemos ver que el Sol, la Luna y las otras estrellas no salen ni se ocultan simultáneamente para cualquier observador, sino que lo hacen primero para aquellos que están situados más al Este, y después para los que se localizan en el Oeste. También encontramos que durante los eclipses, y en especial en los lunares —fenómenos que pueden ser vistos por todos los observadores localizados en el lado oscuro de la Tierra— nunca son registrados a la misma hora por todos ellos. Más bien, la hora consignada por quienes los observan desde posiciones ubicadas más hacia el Este, es siempre más tardía que la reportada por quienes están hacia el Oeste. Encontramos que las diferencias en los tiempos son proporcionales a las distancias que hay entre los lugares de observación, por lo que razonablemente puede concluirse que la superficie de la Tierra es esférica.
Ante el hecho de que los planetas parecen acercarse o alejarse de la Tierra, los griegos tuvieron que analizar dos posibles explicaciones de ese fenómeno. O bien el planeta se movía en torno a la Tierra en un círculo excéntrico, lo que implicaba que ésta no era el centro del Universo, o lo hacía con velocidad constante describiendo un pequeño círculo llamado epiciclo, cuyo centro se desplazaba a su vez de manera uniforme sobre otra circunferencia de radio mayor conocida como deferente, la cual sí estaba centrada en la Tierra. Como ya se mencionó anteriormente, el aspecto matemático de esta teoría había sido rigurosamente elaborado por Apolonio de Perga.
Esta segunda opción fue la que adoptó Tolomeo, desarrollándola ampliamente en varios capítulos del Almagesto, lo que le permitió explicar los movimientos observados de los planetas, incluyendo sus estaciones y retrogradaciones. Para ello consideró que éstos se movían girando en epiciclos y deferentes. La combinación de esos dos movimientos circulares de velocidad uniforme produce una trayectoria con forma de bucle que técnicamente se llama epicicloide (figura 11). La relación que guardan los radios de la deferente y del epiciclo, así como la que guardan las velocidades relativas de uno y otro movimiento producen epicicloides con diversas curvaturas, así que ajustando adecuadamente tanto los radios de los círculos como la velocidad con la que se mueven fue posible reproducir razonablemente las órbitas planetarias.
Cuando un planeta se desplaza a lo largo del segmento bcd de la epicicloide avanza sin interrupción y se dice que tiene movimiento directo, pero al llegar al punto d parece detenerse y quedar estacionario. Al moverse a lo largo del trayecto se va en dirección contraria a la original, razón por la cual un observador mirará que retrocede. Al llegar al punto e nuevamente queda estacionario, volviendo a avanzar cuando recorre el segmento ef de su trayectoria.
En esencia ésa fue la explicación geométrica que Tolomeo dio en el Almagesto sobre los cambios en los movimientos planetarios. Y como no modificó la idea del movimiento circular y uniforme tuvo gran aceptación, tanto en su época como durante la Edad Media y buena parte del Renacimiento. Los astrónomos de esos periodos fueron enriqueciendo el modelo geocéntrico con diversas particularidades surgidas de la observación sistemática y de la utilización de instrumentos más precisos, logrando convertirlo en un modelo práctico de gran eficacia, lo que hizo que persistiera por tanto tiempo.
El Almagesto no sólo es una obra que trata del movimiento de los planetas, sino que también contiene otras valiosas informaciones, como una teoría lunar muy completa, la compilación de un valioso catálogo estelar y las detalladas descripciones del uso y construcción de instrumentos astronómicos como el astrolabio esférico. El catálogo es una versión ampliada y mejorada del que hizo Hiparco. En él, Tolomeo nos trasmite además de las posiciones y magnitudes estelares, el orden que esas estrellas tenían en las diferentes constelaciones, lo que a su vez nos informa sobre los nombres, las formas y las posiciones que dichas constelaciones ocupaban en la bóveda celeste. Por lo que se refiere al astrolabio esférico, Tolomeo describe su construcción y la manera en que lo utilizó para determinar con precisión las posiciones estelares. La regla paraláctica, formada por una escala graduada y dos regletas móviles que sirven para determinar el ángulo y la altura de un cuerpo celeste sobre el horizonte del observador, la utilizó para realizar medidas muy precisas de la posición de la Luna.
Tolomeo perteneció al grupo de científicos griegos que bien podríamos llamar prácticos, pues en realidad no se preocupó mucho de aquellos aspectos relacionados directamente con la naturaleza de los objetos que estudiaba. Esa postura lo alejó del terreno de la especulación filosófica. Su pragmatismo se manifestó claramente en la manera en que atacó el problema de explicar la existencia de la Vía Láctea dentro de su esquema geocéntrico. Realmente no se preocupó por saber qué era y cómo estaba constituida, sólo hizo una descripción muy amplia de su forma y del área que cubría al ir tocando las diferentes constelaciones. En el Almagesto escribió que "la Vía Láctea no es estrictamente hablando un círculo, sino más bien un cinturón de color lechoso, de ahí su nombre. Más aún, este cinturón no es uniforme ni regular, sino que varía su ancho, su color, su densidad y su situación, y en una sección esta bifurcado." Eso fue todo, no especuló sobre su composición o su naturaleza, simplemente mencionó su existencia.
Se deben a los griegos los primeros esfuerzos por determinar las dimensiones del universo partiendo de resultados observacionales. Además, fueron los primeros que desarrollaron modelos geométricos para representar el firmamento. De esa forma el estudio de la bóveda celeste dejó de ser prerrogativa de los sacerdotes, pasando al dominio de los científicos que trataban de desentrañar los secretos de la naturaleza, lo que sin lugar a dudas permitió establecer las bases de una verdadera ciencia encaminada a entender los fenómenos cósmicos.
LOS ÁRABES Y SU INFLUENCIA
Mientras en Europa se afianzaba la Edad Media con toda su oscuridad y después del incendio de la biblioteca de Alejandría, el conocimiento astronómico quedó en manos de los árabes. Los árabes fueron unificados bajo una fe religiosa única. Durante el primer tercio del siglo
VII Mahoma ( 570-632 d.C.), convertido en líder espiritual y militar de las diversas tribus que habitaban la península arábiga logró imponerles el islamismo. Para el siglo siguiente la influencia cultural de esta nueva religión se había extendido desde el Asia Central hasta España. En su primera etapa la religión musulmana no buscó aniquilar la ciencia pagana, por el contrario, sus dirigentes realizaron importantes esfuerzos para conservar el conocimiento científico, especialmente el generado por los griegos. Entre los siglos
VIII y IX, ciudades como Bagdad, Damasco y Jundishapur fueron sitios de trabajo para grupos de sabios persas, judíos, griegos, sirios e hindúes, quienes bajo la protección directa de los califas tradujeron al árabe parte considerable de la literatura científica griega, así como obras persas y de la India. Durante ese lapso fueron transcritos a dicho idioma los principales textos de Aristóteles y Tolomeo. La ciencia islámica tuvo su periodo de mayor auge entre los siglos
IX y XI, cuando fueron redactados extensos tratados como el Compendio de astronomía, escrito por Al-Fargani, o textos médicos como el Liber Continens de Rhazes (865-925) y el Canon de Avicena (980-1037). Sin entrar en mayores detalles, los árabes hicieron valiosas aportaciones propias a la ciencia, destacando sus contribuciones en medicina, óptica y matemáticas. En esta última nos legaron el álgebra y el desarrollo de la trigonometría. Respecto a la Astronomía, los árabes no aportaron realmente nuevas teorías planetarias o modelos cosmogónicos, sino que aceptaron la astronomía griega como tal. Por ejemplo, Al-Sufi (903-986), importante astrónomo persa de la corte de Bagdad, escribió El libro de las estrellas fijas, basado principalmente en el Almagesto de Tolomeo. En esa obra Al-Sufi revisó el catálogo de posiciones estelares hecho por el autor griego, actualizándolo e incluyendo importantes comentarios sobre los nombres de las estrellas y de las constelaciones. Amplió también la lista de objetos con aspecto nebuloso que Tolomeo había incluido en el Almagesto, agregando el primer informe conocido sobre la observación de la galaxia de Andrómeda. Por otra parte, el ya mencionado Alfraganus escribió sobre la teoría matemática en que se basa el uso del astrolabio. La importancia de su Compendio de astronomía también radica en que es un comentario muy completo del Almagesto.
Sin duda, una de las mayores contribuciones que los árabes hicieron en el campo astronómico fue preservar la existencia de obras como el Almagesto, que por cierto debe a ellos ese nombre. También perfeccionaron el astrolabio e incluso inventaron otros aparatos que permitieron mejorar la precisión de las observaciones astronómicas.
Otra contribución muy valiosa de los árabes a la astronomía fue la continuación ininterrumpida de los trabajos de observación iniciados por los griegos y otros pueblos más antiguos. Este hecho por sí solo tuvo gran importancia en el desarrollo posterior de la astronomía, particularmente en los estudios que trataron de establecer las dimensiones y estructura del cosmos, ya que los datos observacionales de los árabes, publicados en forma de tablas astronómicas, como por ejemplo las Tablas toledanas, estaban basados en registros continuos que cubrían un periodo de más de 900 años, lo que les dio la exactitud necesaria para determinar las posiciones de los cuerpos celestes en forma precisa. Esto fue aprovechado por los astrónomos del Renacimiento quienes, basándose en ese material pudieron hacer descubrimientos que habrían de cambiar en forma radical nuestra visión del Universo.
Una clara huella del predominio astronómico que los árabes tuvieron durante parte de la Edad Media europea es la incorporación a nuestro lenguaje de términos como zenit, nadir o almanaque. También han quedado los nombres que ellos pusieron a un considerable número de estrellas brillantes; tal es el caso de Albireo, Aldebarán, Algol, Altair, Betelgeuse, Mizar, El Nath, etcétera.
Al declinar la cultura islámica ocurrió un proceso de retroalimentación de la ciencia europea. Durante el siglo
XII se inició un verdadero alud de traducciones de obras científicas del árabe al latín, lo que, además de regresar la parte más significativa de la ciencia griega a Europa, introdujo en ésta las aportaciones propias de los árabes. De esa forma los estudiosos europeos de la alta Edad Media y del Renacimiento pudieron conocer obras como el Almagesto, la Óptica y la Geografía de Tolomeo, la Física, la Meteorología, De los cielos y del mundo y otros textos de Aristóteles. Los árabes sirvieron de puente para que la ciencia griega salvara el gran obstáculo de la oscurantista Edad Media europea.
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