Teorías Gravitatorias El hombre siempre ha intentado desarrollar una concepción del mundo y del Universo en la que se intentase expresar o explicar la organización y movimiento, de los planetas y los cuerpos celestes. Desde la antigüedad la idea del movimiento de los cuerpos celestes y los planetas estuvo dividida en dos teorías contrapuestas: la teoría geocéntrica y la teoría heliocéntrica. > TEORÍAS GEOCÉNTRICAS Los primeros astrónomos de la historia, consideraban que la Tierra está fija en el centro del universo y que el Sol, la Luna y las estrellas giraban alrededor de la Tierra. Además, en la antigüedad se consideraba que las estrellas marcaban los límites del Universo. Existen varias teorías, entre ellas destacan: A) TEORÍA GEOCÉNTRICA DE ARISTÓTELES • Biografía Aristóteles nace en el año 384 a.C. y muere en el año 322 a.C. Ingresó en la Academia de Platón a los 18 años, y permaneció en ella hasta la muerte del maestro, Platón. Era un filósofo y científico griego, considerado, junto a Platón y Sócrates, como uno de los pensadores más destacados de la antigua filosofía griega. Estudió y sistematizó casi todas las ramas existentes del conocimiento y proporcionó las primeras relaciones ordenadas de biología, psicología, física y teoría literaria. Fot1-T10: Platón y Aristóteles • Teoría Geocéntrica El filósofo Aristóteles fue el primero que presentó una teoría geocéntrica del universo con un cierto formalismo, esta teoría explicaba que todos los cuerpos celestes giraban en esferas concéntricas alrededor de la Tierra. Recogía la constitución del universo, que estaba formado por: agua, aire, tierra, fuego y éter (sustancia hipotética que los físicos del siglo XIX imaginaron como el medio necesario para la propagación de la radiación electromagnética). Cada uno de estos elementos tenía un lugar especial, determinado por su peso específico, cada uno se mueve de forma natural (la La Interacción Físico-Gravitatoria >> Bloque 2 >> Tema 10 2006 - Diego Cabaleiro 1 Teorías Gravitatorias tierra hacia abajo, el fuego hacia arriba) y se detendrá una vez alcanzado. Aristóteles también explicaba que los cuerpos más pesados de una materia específica, caían de forma más rápida que aquellos que son más ligeros cuando sus formas son iguales. Esta teoría tuvo que ser modificada para hacer frente a las contradicciones que surgían de la observación: o o No daba una explicación correcta del movimiento retrógrado que podían realizar las estrellas errantes sobre el fondo estelar Tampoco daba cuenta de las variaciones de brillo observadas en los planetas, que eran asociadas (correctamente) con variaciones de distancia. Fig1-T10: Representación de la teoría Aristotélica B) TEORÍA GEOCÉNTRICA DE CLAUDIO PTOLOMEO • Biografía Claudio Ptolomeo, nació en Egipto en el año 100 y murió en el 170 era astrónomo, matemático y geógrafo de la antigüedad. Su obra capital, el Almagesto, abarca la totalidad de la astronomía matemática de la antigüedad clásica. Dividida en trece libros, los dos primeros exponen la teoría geocéntrica del universo y los fundamentos de la trigonometría esférica, el tercero se refiere al movimiento del Sol y la duración del año y de las estaciones. El cuarto y el quinto están dedicados al movimiento de la Luna, en los que completa y corrige a Hiparco y describe la evección. El sexto trata de los eclipses, y los séptimo y octavo, de las estrellas fijas, Los cinco restantes, dedicados al movimiento de los planetas. • Teoría Geocéntrica Ptolomeo sugirió un nuevo esquema geocéntrico, la teoría mantenía que la Tierra está inmóvil y se encuentra en el centro del Universo, como decía Aristóteles. El astro más cercano a la Tierra es la Luna y según nos vamos alejando, están Mercurio, Venus y el Sol casi en línea recta, seguidos sucesivamente por Marte, Júpiter, Saturno y las llamadas “estrellas La Interacción Físico-Gravitatoria >> Bloque 2 >> Tema 10 2006 - Diego Cabaleiro 2 Teorías Gravitatorias inmóviles”. Los planetas (salvo el Sol y la Luna), efectuaban dos tipos de movimientos: o o Un movimiento orbital en el llamado epiciclo del planeta. Un movimiento que llevaba a cabo el centro del epiciclo alrededor de la Tierra en la órbita llamada deferente Fig2-T10: Movimiento de un planeta según la teoría Ptololemaica Tras el declive de la cultura griega clásica, los astrónomos árabes intentaron perfeccionar el sistema añadiendo nuevos epiciclos para explicar las variaciones imprevistas en los movimientos y las posiciones de los planetas. No obstante, estos esfuerzos fracasaron en la solución de muchas incoherencias del sistema de Ptolomeo. Gracias a esta teoría se podía dar una explicación satisfactoria y bastante precisa del número de retrogradaciones que un planeta efectuaba al cabo de un año, esto se averiguo ajustando adecuadamente las velocidades del movimiento del planeta en su epiciclo y de su centro en la deferente. Esta teoría fue aceptada fue aceptado durante más de mil años, ya que representaba los movimientos de los cuerpos celestes de una forma bastante precisa, pero no ofrecía una explicación física de ellos. Fot2-T10: Representación del Sistema de Ptolomeo La Interacción Físico-Gravitatoria >> Bloque 2 >> Tema 10 2006 - Diego Cabaleiro 3 Teorías Gravitatorias > TEORÍAS HELIOCÉNTRICAS Aparte de la postura sostenida por Aristóteles y Ptolomeo, existe otra llamada Heliocentrismo, en la que se considera el Sol como centro del Universo, y los planetas giran alrededor de él (incluida la Tierra), considerando que el Sol es fuente de calor y vida en el centro del Universo. El primer científico que presenta la primera teoría heliocéntrica es Aristarco de Samos. Según esta teoría, la Tierra tenía dos movimientos: la rotación diaria (La Tierra gira sobre si misma) y la translación anual (La Tierra gira alrededor del Sol). La contribución de Galileo y la nueva teoría de heliocéntrica de Copérnico permitieron conocer con más exactitud el movimiento de los cuerpos celestes. A) TEORÍA HELIOCÉNTRICA DE COPÉRNICO • Biografía Nicolás Copérnico nació en 1473 y murió en 1543, era un astrónomo polaco, perteneciente a un medio eclesiástico cultivado, fue educado bajo la tutela de su tío, obispo de Frauenburg, quién le concedió una canonjía a los veinticinco años. Estudió en la Universidad de Cracovia y frecuentó luego los centros italianos especializados en astronomía. Siguiendo a Aristarco de Samos, cuyas teorías no fueron aceptadas en su tiempo, ideó un sistema del mundo heliocéntrico. Fot3-T10: Retrato de Copérnico • Teoría Heliocéntrica Nicolás Copérnico, en el siglo XVI desarrolló una teoría heliocéntrica del Sistema Solar, en la cual sitúa al Sol en el centro del sistema y todos los planetas, incluida la Tierra, se movían en esferas concéntricas. En este modelo se siguen empleando los epiciclos (en menor número), pero ahora todos los epiciclos e deferentes giran al mismo sentido. Con esta teoría, Copérnico da explicado el movimiento retrógrado de los planetas (El movimiento de retrogradación del planeta tiene lugar cuándo la Tierra <<lo adelanta>>, ya que su período de revolución alrededor del Sol es más pequeño) La Interacción Físico-Gravitatoria >> Bloque 2 >> Tema 10 2006 - Diego Cabaleiro 4 Teorías Gravitatorias El modelo de Copérnico fue siendo aceptado poco a poco, consiguió el éxito a comienzos del siglo XVII, gracias a los descubrimientos hechos con el telescopio. La teoría copernicana, estableció los períodos orbitales de los planetas alrededor del Sol y las distancias relativas de los planetas al Sol, bastante aproximados a los que hoy conocemos. Fot4-T10: Representación de la teoría de Copérnico B) APORTACIÓN DE GALILEO A LAS TEORÍAS HELIOCÉNTRICAS • Biografía Galileo Galilei, nació cerca de la ciudad de Pisa en 1564, era un físico y astrónomo italiano que, junto con el astrónomo alemán Johannes Kepler, comenzó la revolución científica que culminó con la obra del físico inglés Isaac Newton. Su principal contribución a la astronomía fue el uso del telescopio para la observación y descubrimiento de las manchas solares, valles y montañas lunares, los cuatro satélites mayores de Júpiter y las fases de Venus. En el campo de la física descubrió las leyes que rigen la caída de los cuerpos y el movimiento de los proyectiles. En la historia de la cultura, Galileo se ha convertido en el símbolo de la lucha contra la autoridad y de la libertad en la investigación. Las ideas de Galileo, demasiado osadas, le acarrearon numerosos problemas con la Inquisición, que tras juicios y amenazas de “quemarlo vivo”, le forzó a la abjuración. La Interacción Físico-Gravitatoria >> Bloque 2 >> Tema 10 2006 - Diego Cabaleiro 5 Teorías Gravitatorias Fot5-T10: Retrato de Galileo • Observaciones de Galileo con el Telescopio o o Júpiter tiene cuatro satélites que giran entornó a él. La superficie lunar no es lisa ni perfectamente esférica (Tiene cadenas montañosas y valles) Las estrellas están muy lejos, lo que permitía explicar la ausencia de paralajes observadas. La Vía Láctea, esta formada por un serie de de estrellas indistinguibles a simple vista. o o La Interacción Físico-Gravitatoria >> Bloque 2 >> Tema 10 2006 - Diego Cabaleiro 6