Galileo Galilei
david bahena, PhD *
La observación y la experimentación,
así como, la descripción de la naturaleza mediante las
matemáticas, realizadas por Galileo marcó el inicio de
física moderna. Inventor y libre de pensamiento, estudió la
caída de los cuerpos, las formas del movimiento, utilizó el
telescopio para realizar observaciones astronómicas, observó a la
Luna, las manchas solares, a Júpiter y sus satélites, la
Vía Láctea y las nebulosas, así como las fases de Venus,
confirmando la teoría heliocéntrica de
Copérnico.
Nueva etapa del conocimiento
Galileo Galilei nació en Pisa. Italia, el
18 de febrero de 1564. En Florencia estudió medicina, filosofía y
matemáticas. En 1589, fue nombrado profesor de matemáticas en la
Universidad de Pisa donde enseñó astronomía ptolemaica, la
teoría según la cual el Sol y los planetas giran alrededor de la
Tierra. En el libro “Sobre el movimiento” refutó las
teorías aristotélicas del movimiento.
En 1592 fue nombrado
profesor de matemáticas en la Universidad de Padua donde
enseñó geometría y astronomía ptolemaica.
Escribió el libro “Sobre el movimiento” refutando las
teorías aristotélicas del movimiento y adoptando los puntos de
vista de Arquímedes. En 1597 inició correspondencia con Johannes
Kepler quien tenía ideas copernicanas.
“En los primeros
años del siglo XVII, Galileo experimentó con el péndulo y
exploró la relación de éste con el fenómeno de la
aceleración natural. También empezó a trabajar en un modelo
matemático que describía el movimiento de la caída de los
cuerpos, que estudió midiendo el tiempo que tardaban unas bolas en rodar
diversas distancias a lo largo de planos inclinados” [5].
En 1604,
fue observada una supernova en el cielo nocturno de Padua. Esto renovó
las dudas de Galileo acerca del modelo aristotélico de un cielo
inmutable.
Este fenómeno no fue la primera vez que se
observó pues, en 1572, Tycho Brahe había observado una estrella
“nueva”, es decir, a una supernova.
Con motivo del
acontecimiento de 1604, en lecciones públicas [1], Galileo planteó
la hipótesis de que la estrella nueva era producto de las emanaciones
terrestres rarificadas a gran distancia de la Tierra y que su esplendor
disminuía paulatinamente a causa de su progresivo alejamiento de la
Tierra. Estimaba que la “nova” no debía encontrarse en
nuestra atmósfera, sino mucho más allá de la órbita
lunar, en el cielo de las estrellas fijas.
La nueva mirada al cielo
En 1608, Hans Lipperhey solicitó una patente para un
catalejo que permitía ver cercanas a las cosas lejanas. Galileo se
propuso mejorar el invento. Al poco tiempo había diseñado un
telescopio más potente [2]. Al año siguiente, 1609, apuntó
su telescopio hacia el cielo abriendo el firmamento a la humanidad, lo que ha
permitido un amplio conocimiento del universo en los últimos cuatro
siglos.
En 1610, Galileo publicó sus primeras observaciones en
“El mensajero celeste” [6]. Primero, describió la historia
del invento del “anteojo”, luego las observaciones de la superficie
de la Luna, observándola “imperfecta”, montañosa y
llena de cráteres.
Después, pasó al estudio de la
constelación de Orión habiendo encontrado numerosas estrellas
jamás antes vistas, así como a Las Pléyades, observando
nuevas estrellas además de las visibles a simple vista.
La
Vía Láctea fue vista como un conjunto de estrellas separadas que
antes parecían nubes luminosas en el cielo. Luego, miró a
Júpiter y, mientras estudiaba su superficie y movimiento,
descubrió que cuatro lunas giraban alrededor del planeta en
órbitas circulares de diversa amplitud.
Después,
entró como matemático y filósofo en la corte del gran duque
de Toscana dedicándose a las observaciones astronómicas con
telescopio. Observó las fases de Venus, confirmando la teoría de
Copérnico de que el planeta giraba alrededor del Sol. También
observó a Saturno atribuyéndole numerosas lunas sin poder detectar
los anillos de este planeta.
Las manchas y el movimiento del Sol
En la cosmología
tradicional el Sol era considerado como símbolo de la perfección
pero Galileo lo encontró “manchado e impuro”. Las manchas del
Sol ya habían sido observadas a simple vista pero habían sido
supuestas como satélites del Sol. Galileo realizó sus
observaciones proyectando sobre una pantalla blanca, colocada a una distancia
conveniente del ocular, la imagen del Sol sobre el cual señalaba cada
día las manchas presentes. Hoy se sabe que el otoño de 1610 era de
mínima actividad solar pudiendo observarse pocas o ninguna manca; sin
embargo, Galileo las descubrió. En el verano de 1612, la actividad solar
era intensa y observó numerosos e importantes grupos de
manchas.
Los descubrimientos de Galileo fueron apreciados por la iglesia
romana pero ésta expresó su descuerdo con la interpretación
que Galileo les daba. En 1613 publicó las “Cartas sobre las manchas
solares”, argumentando que las manchas estaban sobre un Sol en
rotación, defendiendo el sistema copernicano de un universo
heliocéntrico. Galileo fue atacado y denunciado; la Santa
Inquisición tomó nota.
La observación de la
apariencia y movimiento de las manchas llevó a Galileo a la
conclusión de que estas debían ser cuerpos o materia
pertenecientes al propio Sol, el cual gira alrededor de sí mismo en un
período determinable por el movimiento aparente de las manchas que giran
con él.
Movimiento planetario
En 1610, a Saturno, Galileo lo observó
circundado con dos cuerpos menores [3], como dos lunas girando con movimiento
rápido, sin poder distinguir la verdadera forma del anillo. Dos
años después, vio solitario al planeta. Los supuestos
satélites volvieron a aparecer en 1613 y desaparecieron en 1614. Galileo
tuvo la certeza de que el fenómeno se repetiría. En 1616 lo
volvió a observar y a dibujar, notando como el anillo se iba abriendo
poco a poco a medida que la Tierra se alejaba de su plano. En 1659, Christian
Huygens dio una explicación correcta del aspecto cambiante de los anillo
de Saturno.
Ese año de 1610, anunció la observación
de las fases de Venus, semejantes a las de la Luna terrestre, y llegó a
la convicción de que giraba en torno al Sol, como debía ser con
los demás planetas, sosteniendo abiertamente la doctrina
copernicana.
En una carta a Julián de Medicis, en Praga [4],
Galileo expresó: “tenemos por sensata y cierta la
demostración de dos grandes cuestiones que hasta hoy resultaban dudosos
para los mayores ingenios del mundo. Una, que todos los planetas son, por su
propia naturaleza, oscuros; la otra, que Venus necesariamente gira alrededor del
Sol, como también Mercurio y todos los otros planetas, cosa creída
por los pitagóricos, Copérnico, Kepler y yo; pero no probado como
ahora por Venus y Mercurio. Podrán así Kepler y los otros
copernicanos ufanarse de haber creído y filosofado bien, aunque nos ha
sucedido y nos sucederá aún ser reputados por la generalidad de
los filósofos in libris, por gente que entiende poco y poco menos
que estultos”.
Juicio y abjuración de Galileo
En 1616, Galileo publicó una
teoría de las mareas para intentar demostrar el movimiento de la Tierra
mediante una equivocada interpretación sobre el flujo y reflujo del mar.
Entonces fue llamado a Roma y advertido de que las teorías copernicanas
eran contrarias a las Escrituras. Esa vez no fue condenado oficialmente pero se
le pidió que tratara a la teoría copernicana solo como una
hipótesis y no como una verdad.
Durante los siguientes
años, Galileo trabajó en su libro “Diálogo sobre los
dos máximos sistemas del mundo”. En este libro, Galileo
“presenta la forma de una polémica entre un partidario de
Aristóteles y Ptolomeo y uno de Copérnico, que intentan ganar para
sus respectivas filosofías a un hombre ilustrado corriente”
[5].
El libro fue escrito en italiano, no en latín, por lo que fue
accesible a un amplio público. El “diálogo” se
presenta como una discusión entre tres amigos, Salviati, que habla por
Galileo; Sagrado, un hombre de buen sentido que tiende a estar de acuerdo con
Salviati; y, Simplicio, comentador aristotélico. “En la
polémica, la cosmología aristotélica es defendida
débilmente por su ingenuo partidario y es atacada vigorosamente por el
poderoso y persuasivo copernicano” [5].
La publicación del
libro enfureció a los seguidores de Ptolomeo y al propio Papa Urbano
VIII, que se sintió reflejado en Simplicio. En 1632, la iglesia
ordenó suspender la publicación del libro. Galileo fue convocado a
Roma para defenderse. Este rehusó viajar alegando una enfermedad pero el
Papa amenazó con llevarlo encadenado. Once meses más tarde, en
1633, llegó para el juicio y fue procesado por “sospecha grave de
herejía”, siendo obligado a abjurar de la teoría
copernicana, y sentenciado a prisión perpetua, que fue conmutada por un
arresto domiciliario en Siena y luego en Florencia.
Y, sin embargo, se mueve
Durante el juicio, Galileo fue obligado a firmar una
retracción manuscrita y de abjurar públicamente de sus creencias.
De rodillas y con las manos sobre la Biblia, pronunció su
abjuración en latín.
Galileo admitió que
quizá había ido demasiado lejos en sus argumentos a favor del
sistema copernicano, a pesar de los avisos previos de la iglesia católica
romana. La mayoría de los cardenales del tribunal le hallaron
“vehemente sospechoso de herejía” por apoyar y enseñar
la idea de que la Tierra está en movimiento y no es el centro del
universo.
Por siglos se ha divulgado el mito de que, al levantarse,
Galileo susurró en voz baja la expresión “Sin embargo, se
mueve”. Cierto o no, lo que se dice corresponde al carácter de
Galileo “al haber cedido solo verbalmente a las exigencias de la Iglesia
en su abjuración, y haber vuelto después a sus estudios
cinéticos, correspondieran o no a principios copernicanos”
[5].
La publicación de “los dos máximos sistemas del
mundo” representó un desafío frontal al edicto
eclesiástico de 1616 que prohibía enseñar la teoría
copernicana de la Tierra en movimiento alrededor del Sol más que como una
hipótesis.
La nueva ciencia
Durante ese tiempo, Galileo escribió su libro
“Diálogo sobre dos nuevas ciencias”, referida a sus
descubrimientos en física, libro que no le fue autorizado a publicar. En
1638, fuera de Italia, en Leiden, Países Bajos, fue publicado. En este
libro, Galileo “estableció las leyes del movimiento acelerado que
rigen la caída de los cuerpos”, y “revisó y
afinó sus estudios anteriores del movimiento, así como los
principios de la mecánica. Las dos nuevas ciencias en que se concentra
Galileo son el estudio de la resistencia de materiales (una rama de la
ingeniería), y el estudio del movimiento (la cinemática, una rama
de las matemáticas)” [5].
En la primera parte, Galileo
describió sus experimentos con planos inclinados sobre el movimiento
uniformemente acelerado y, en la segunda, abordó el cálculo de la
trayectoria de un proyectil disparado por un cañón. Galileo
demostró que “la trayectoria es resultado de la combinación
de un movimiento vertical, producido por la gravedad, que tira del proyectil
hacia abajo, y uno horizontal gobernado por el principio de la inercia”
[5]. La combinación de estos dos movimientos independientes determina el
recorrido del proyectil a la largo de una curva que se puede describir
matemáticamente.
El libro se anticipó las leyes del
movimiento de Newton. Cuando fue publicado, Galileo había perdido la
vista. En las “Operaciones astronómicas” Galileo
escribió que todo lo que fue hecho por los antiguos, y por los
predecesores, antes del invento del telescopio, “habrá que
rehacerlo”, previó la astronomía de alta precisión y
el desarrollo de la astrofísica.
Renacimiento y emancipación
La obra de Galileo fue posible realizarla en
un contexto en que, tras la tenebrosa noche de la Edad Media, la
producción hizo renacer a las ciencias. Con Galileo comenzó la
ciencia experimental verdaderamente sistemática. Los descubrimientos
geográficos, con fines de lucro, al servicio de la producción
hicieron accesible un enorme material. Ayudó también la existencia
de la imprenta y de las Universidades. Al venirse abajo el feudalismo la ciencia
se mostró revolucionaria. Lo más importante fue la
emancipación de la investigación respecto de la
religión.
Sin embargo, la valentía de Galileo (y de Kepler)
al promover la hipótesis heliocéntrica no se hizo evidente de
inmediato en las acciones de otros, ni siquiera quienes residían en
lugares europeos de menor fanatismo doctrinal [7]. No obstante, las aportaciones
de Galileo significaron la base de posteriores desarrollo científicos que
al día de hoy han permitido descubrimientos de enorme trascendencia para
la humanidad.
El 8 de enero de 1642, Galileo murió en Arcetri,
Italia.
Referencias
[1] Abetti G. 1992, Historia de la Astronomía, FCE, México.
[2] Galilei G. 1609, Carta de Galileo a Benedetto Landucci, 29 de agosto de 1609,
en Abetti G., Historia de la Astronomía, FCE, México.
[3] Galilei G. 1610, Carta de Galileo a Vinta, 30 de julio de 1610,
en Abetti G., Historia de la Astronomía, FCE, México.
[4] Galilei G. 1610, Carta a Julián de Médicis,
en Abetti G., Historia de la Astronomía, FCE, México.
[5] Hawking S. 2004, Galileo Galilei, en A Hombros de Gigantes, Crítica, Barcelona.
[6] Hoskin M. 1997, The Cambridge Illustrated History of Astronomy, Cambridge.
[7] Sagan C. 1982, Cosmos, Planeta.
* doctor en física teórica,
astronomía y astrofísica.
Fuentes:
2009, kosmos 1 (2) 1.
2009, elektron 9 (16) 1.
kosmosmexiko.blogspot.com
El juicio de Galileo Galilei, óleo de Robert Fleury
Comisión de Energia