Los Primeros Modelos Cosmológicos
- Tales de Mileto: Consideraba que la Tierra era estática, con forma de disco, flotando y rodeada por un océano de agua.
- Pitágoras de Samos: Proponía que la Tierra estaba rodeada por una rueda invisible (el cielo), a su vez rodeada por fuego. Esta rueda presentaba dos agujeros (el Sol y la Luna) a través de los cuales se podía ver el fuego.
- Parménides de Elea: Creía que la Tierra era redonda, dividida en distintas capas, y que el universo era inmutable, sin cambio ni movimiento.
- Heráclito de Éfeso: Defendía el movimiento constante de todas las cosas.
- Empédocles de Agrigento: Imaginaba un universo finito, sólido y esférico.
- Filolao de Tarento: Proponía una esfera que se movía en torno a un fuego central. Introdujo la idea de la «Antitierra», un planeta que se movía a la misma velocidad que el fuego central, por lo que no era observable.
El Geocentrismo
- Aristóteles de Estagira y Ptolomeo: Máximos defensores del geocentrismo, situaban la Tierra en reposo en el centro del universo. Argumentaban la esfericidad de la Tierra y del universo, el origen de los eclipses y el movimiento de los planetas. Sin embargo, se equivocaban al explicar la sombra circular que la Tierra proyecta sobre la Luna, la desaparición de los barcos en el horizonte y la imposibilidad de ver ciertas constelaciones al mismo tiempo en diferentes latitudes.
- Aristóteles de Estagira: Creía que los planetas no se sostenían en el aire ni flotaban por sí solos, sino que estaban sujetos a una especie de esferas cristalinas.
- Claudio Ptolomeo: Planteó un modelo geocéntrico con epiciclos y círculos deferentes para explicar las retrogradaciones de los planetas, aunque era un modelo imperfecto.
- Eratóstenes de Cirene: Estudió las dimensiones de la Tierra y su posición comparativa respecto al Sol y la Luna.
La Revolución Copernicana y el Heliocentrismo
- Nicolás Copérnico: Propuso que la Tierra giraba sobre sí misma una vez al día y que, una vez al año, daba una vuelta completa alrededor del Sol. Su teoría heliocéntrica se basaba en los siguientes principios:
- Los movimientos celestes son uniformes, eternos y circulares o compuestos de diversos ciclos.
- El centro del universo se encuentra cerca del Sol.
- Las estrellas son objetos distantes que permanecen fijos y no orbitan alrededor del Sol.
- La Tierra tiene tres movimientos: rotación diaria, revolución anual e inclinación anual de su eje.
- El movimiento retrógrado de los planetas se explica por el movimiento de la Tierra.
- La distancia de la Tierra al Sol es pequeña comparada con la distancia a las estrellas.
Avances en la Observación Astronómica
- Tycho Brahe: Conocido como el observador astronómico más meticuloso, diseñó nuevos instrumentos ópticos, creó un catálogo estelar de más de 1000 estrellas, utilizó el método del paralaje para medir la distancia a las estrellas, describió el fenómeno de la refracción de la luz y descubrió que los cometas se mueven entre las órbitas de los planetas.
- Galileo Galilei: Inicialmente escéptico, adoptó el modelo de Copérnico. Sus principales aportes incluyen:
- Descubrió que la Vía Láctea estaba compuesta por numerosas estrellas.
- Construyó un telescopio de 20 aumentos.
- Observó que los cuerpos celestes no son perfectos.
- Descubrió los cuatro satélites mayores de Júpiter, demostrando que la Tierra no es el único centro de rotación.
- Descubrió las fases de Venus, demostrando que este planeta pasa por delante y por detrás del Sol, lo que contradecía el sistema de Ptolomeo.
Las Leyes de Kepler y la Gravitación Universal
- Johannes Kepler: Sus principales aportes a la astronomía incluyen:
- Describió un sistema de leyes planetarias.
- Describió una nueva estrella en la constelación de Serpentario.
- Publicó el primer tratado sobre las bases numéricas de la óptica.
- Postuló la existencia de un viento solar para explicar la dirección de la cola de los cometas.
- Leyes de Kepler:
- Los planetas se mueven en órbitas elípticas, con el Sol en uno de los focos.
- Una línea entre un planeta y el Sol barre áreas iguales de una elipse en tiempos iguales.
- El periodo orbital de un planeta es proporcional al semieje mayor de su órbita, de acuerdo con la relación T2 ∝ a3.
Solsticios
- El 22 de junio es el día más largo del año en el hemisferio norte (solsticio de verano).
- El 21 de diciembre es el día más corto del año en el hemisferio norte (solsticio de invierno).
- Teoría de la Gravitación Universal de Newton: Establece que la fuerza que ejerce una partícula puntual con masa M sobre otra con masa m es directamente proporcional al producto de las masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Conclusiones de la teoría de Newton:
- Las fuerzas gravitatorias son siempre atractivas.
- Tienen un alcance infinito (dos cuerpos, por muy alejados que se encuentren, experimentan esta fuerza).
- La fuerza asociada con la interacción gravitatoria es central.
Masa de la Tierra (Mt) = 6 x 1024 kg
Radio de la Tierra (Rt) = 6,4 x 106 m
Gravedad = 9,81 m/s2
La Relatividad y la Expansión del Universo
- Albert Einstein (Teoría de la Relatividad Especial): Postula que las leyes de la física son las mismas en todos los marcos de referencia inerciales y que la velocidad de la luz es independiente del movimiento de la fuente.
- William Herschel (1781): Descubrió Urano.
- Adams, Le Verrier y Galle (1846): Descubrieron Neptuno.
- Clyde William Tombaugh (1930): Descubrió Plutón.
- Nuevos planetas enanos: Eris, Makemake, Haumea.
- El Sol es una estrella más y no es el centro del universo.
- Edwin Hubble: Descubrió la radiación cósmica de fondo y que las nebulosas débiles son galaxias.
- Ley de Hubble: Las galaxias se alejan unas de otras a una velocidad proporcional a su distancia.