Presentación de apoyo a las clases relativo a los antecesores de Copérnico

1. Ciencia en el Renacimiento
Segunda sesión ( 14-Octubre-2020)
Antecedentes a Copérnico
Prof. San1ago Fernández

2. Como sabemos Filolao, heredero de la tradición pitagórica
elaboró, a fines del siglo V a. C. un sistema del mundo que
rompió con los modelos míGcos de los primeros filósofos,
afirmando que la Tierra era esférica y que giraba en torno a
un gran fuego central.
A lo largo del siglo IV a. C. la astronomía se dividió en dos
direcciones, una defendida por Aristarco, que nos lleva al
heliocentrismo y la otra, al geocentrismo, defendida por
Hiparco.
Frente al Omido intento del heliocentrismo, el geocentrismo
se fue asentando de manera vigorosa y pronto fue el modelo
explicaGvo del universo. Platón y Aristóteles van a erigirlo
como dogma y Eudoxo de Cnido le dará la primera expresión
matemáGca.

3. El heliocentrismo es un
modelo astronómico según
el cual la Tierra y los
planetas se mueven
alrededor del Sol
relaGvamente estacionario
y que está en el centro
del universo ( helios: Sol,
centrismo: agrupado o de
centro)
El geocentrismo es un
modelo astronómico que
sitúa a la Tierra en el
centro del universo , y
los astros , incluido el Sol y
los planetas. girando
alrededor de la Tierra
(geo: Tierra; centrismo:
agrupado o de centro).

4. Aristóteles, Discípulo de Platón, es autor de una extensa obra
que abarca todas las ramas de la filosoVa y todos los sectores
de la ciencia y del saber humano de su época. Su obra fue
considerada durante siglos –sobre todo en la Edad Media- la
obra cienOfica por excelencia.

5. La cosmología aristotélica data de las primeras fases de desarrollo
de su pensamiento, y se puede observar una clara influencia platónica.
En sus obras "Sobre el cielo" y "Sobre la generación y la corrupción", así
como en algunos libros de la "Física", se exponen sus ideas
fundamentales al respecto.
El universo, que es finito y eterno, se encuentra dividido en dos
mundos, el sublunar y el supralunar, reproduciendo de esta forma en
cierto modo el dualismo platónico

6. El mundo sublunar está formado por los cuatro elementos
(Gerra, agua, fuego y aire) y someGdo a la generación y a la
corrupción, es decir al cambio y al movimiento.
El mundo supralunar, por el contrario, está formado por una
materia especial, incorrupGble, el éter, que solamente está
someGdo a un Gpo de cambio, el movimiento circular.
Mundo sublunar

7. La Tierra es una esfera inmóvil, se encuentra
en el centro del universo y, alrededor de ella,
incrustados en esferas concéntricas
transparentes, giran los demás astros y
planetas, arrastrados por el giro de las
esferas en que se encuentran y que están
movidas por una serie de “motores” que
deben su movimiento a un úlGmo motor
inmóvil, que actúa directamente sobre la
úlGma esfera, más allá de la cual ya no hay
nada,la esfera exterior es la llamada esfera
de las estrellas fijas,
El Universo es FINITO
El modelo es GEOCÉNTRICO

8. Esferas homocéntricas, cristalinas y transparentes

9. Aristóteles se apoya en la cosmología de Eudoxo de Cnido y su
discípulo Calipo, que suponía necesaria la consideración de 33
esferas.
Sin embargo, dado el carácter erráGco de los movimientos de los
planetas ("errante", "vagabundo", es el significado precisamente del
término planeta en griego), a diferencia del movimiento uniforme y
regular que podemos observar en las estrellas, Aristóteles, para
explicar esas alteraciones introduce 22 esferas más en el sistema de
Calipo, estas esferas giran en senGdo contrario a las anteriormente
citadas y causan esa distorsión en el movimiento circular observable
de los planetas.
De ahí que en el sistema aristotélico cuente con 55 esferas.

10. Esquema de la trayectoria retrógrada de un planeta contra el fondo de estrellas.

11. 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 exisOa 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
Dogma aristotélico, perdurará casi 2000 años.

12. El modelo cienQfico aristotélico Gene una gran importancia en el
desarrollo del pensamiento humano, no solo porque permaneció largo
Gempo como paradigma o forma de entender el mundo sino porque sin
conocerlo no puede entenderse el proceso de cambio de paradigma iniciado
por Copérnico.
Parte de su importancia radica en que fue el primer modelo cienQfico con
que contó la humanidad. Su atracGvo se basaba en su coherencia y en la
capacidad de explicar los fenómenos observados. La Iglesia Católica lo aceptó
a parGr del siglo XII y el proceso de susGtuir el modelo aristotélico por el de la
mecánica clásica fue tan diVcil, complicado y violento que recibió el nombre
de Revolución CienOfica.

13. De acuerdo con la Vsica de Aristóteles los cuerpos están sujetos a
movimientos naturales, que se producen como resultado de la tendencia
de que están animados los átomos que los forman a dirigirse a su esfera
correspondiente. Estos movimientos son rec1líneos y la velocidad con
que los cuerpos van a su esfera es proporcional a la diferencia entre el
número de átomos que poseen de las esferas que se encuentran por
debajo de ellos y el número de átomos que poseen de las esferas que se
encuentran por encima de ellos.

14. En su modelo solo son posibles dos movimientos, o naturales o forzados. De
esta manera no se explican la gran mayoría de los movimientos, es decir,
aquellos que se producen como resultado de un impulso inicial, como el
movimiento de una flecha o una lanza. En este Gpo de movimientos se aplica
una fuerza a la flecha durante un Gempo corto, tras el cual la flecha recorre
un espacio considerable sin estar animada, aparentemente, por ningún Gpo
de fuerza, contrariamente a lo esGpulado por la teoría.
Para explicar este Gpo de movimiento Aristóteles tuvo que idear la teoría del
horror al vacío, teoría que perduraría hasta que Torricelli demostró su
falsedad, poco después de la muerte de Galileo.
Según Aristóteles, cuando se lanza una flecha, esta adquiere su movimiento
inicial cuando está en contacto con la cuerda. Inmediatamente después de
que la cuerda cesa de empujar a la flecha, esta avanza un cierto espacio. El
espacio que deja detrás de ella queda vacío, y como consecuencia del
horror al vacío el aire acude veloz a ocupar dicho espacio empujando la
flecha y provocando su movimiento.

15. Animación de Malin Christersson

16. Claudio Ptolomeo (90-168),,
fue sin duda uno de los científicos
más importantes de la antigüedad.
Su obra es un compendio de
textos de astronomía, geografía,
música y óptica. En lo que
concierne al tema que nos interesa,
la aportación más significativa de
Ptolomeo 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".

17. Ptolomeo se dio cuenta que la teoría astronómica
aristótelica no respondía adecuadamente a muchas
cuesGones como las las siguientes:
1) cómo explicar los cometas o otros objetos que aparecen en el
cielo
2) La diferencia de 1empo en el recorrido del sol entre los dos
equinocios (unos 6 días)
3) El aparente tamaño del sol en el recorrido alrededor de la
Gerra
4) El movimiento retrogrado de los planetas.

18. ¿Cómo explicar los cometas?

19. SUPERNOVA

20. LLUVIA DE ESTRELLAS

21. Equinocio
De OTOÑO
Equinocio
De PRIMAVERA
Tierra
SOL
El Sol tarda 6
días más en
recorrer los dos
solsGcios

22. Equinocio
De OTOÑO
Equinocio
De PRIMAVERA
Tierra
SOL
El Sol se ve más
grande entre los
equinocios de
otoño y
primavera.

23. Se denomina equinoccio al momento del año en que el Sol está situado en el plano del ecuador
terrestre. El paralelo de declinación del Sol y el ecuador celeste entonces coinciden.

24. Modelo de Kepler
La explicación de estas “alteraciones”desde el modelo de Kepler es evidente

25. Movimiento retrogrado de Marte

26. Problema de la RETROGRADACION de MARTE

27. 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. Sin embargo esto no era suficiente,
Si suponemos la Gerra en el centro del deferente el planeta
no se comportaba exactamente como en la realidad observada.

28. Para explicar estas dificultades , Ptolomeo introdujo además del concepto de
epiciclo, ideado por Apolonio de Perga en el siglo III a.C y uGlizado por Hiparco y de
deferente la idea del ecuante, que sería un punto exterior a la Tierra desde el cuál
parecería que el planeta se mueve con velocidad constante.
Su modelo astronómico era una herramienta matemá1ca, no una
representación de la realidad Wsica (“Había que salvar las apariencias”)

29. Fue necesario desplazar la Tierra del centro y definir el punto ECUANTE
Mediante el mecanismo del ecuante, el centro del epiciclo del planeta P,
giraría alrededor de la deferente en un movimiento circular centrado en un
punto O no coincidente con la Tierra (trayectoria excéntrica). Sin embargo,
dicho movimiento no era uniforme respecto al punto O sino a otro punto
en el espacio denominado ecuante (Q)

32. Explicación heliocéntrica de la retrogradación de Marte

33. Explicación geocéntrica de la retrogradación de Marte

34. Explicación geocéntrica, la retrogradación de Marte.

35. .-
Aristarco de Samos
(310 a. C-230 a.C)
(Óleo de Domenico
Fep)
Ptolomeo(90-168)
Hiparco de Nicea(190 a.C.)
Los grandes Astrónomos Griegos

36. A estos tres cienOficos griegos se debió el inicio de una etapa
diferente en el quehacer astronómico. Aplicando la geometría
tan elegantemente formalizada por sus antecesores, dieron un
paso más allá de la mera especulación filosófica, o de la pura
representación de un cosmos geometrizado, y fueron los
primeros en realizar cálculos para determinar las dimensiones
cósmicas derivadas directamente del estudio de los
movimientos planetarios.

37. Dos siglos antes de Aristarco, el gran Anaxágoras, filósofo (500-498
a.C.) nacido en Clazomene (perteneciente a Asia Menor) que vivió en
Atenas siendo muy amigo de Pericles. Fue el primero que afirmó
lúcidamente que la Luna no brillaba con Luz propia, sino, que la
misma era reflejada por el sol, una idea peligrosa para la época en
que vivió.

38. 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 permiGó elaborar un
catálogo estelar en el que registró las posiciones y magnitudes de
aproximadamente 850 estrellas, calculó sus posiciones mediante
canGdades angulares referidas a la eclípGca y a un eje perpendicular a
ese plano. Tal catálogo fue el primer documento de ese Gpo
producido en Occidente. La exacGtud de este catálogo fue un factor
importante cuando en el Renacimiento se trató de construir una
teoría planetaria acorde a las nuevas observaciones.

39. Hiparco. J. Planella. Ilustración para "La ciencia y sus hombres", J. Seix Editor.
Barcelona, 1879

40. En geometría, Hiparco desarrolló la trigonometría, relacionando las
medidas angulares con las lineales. Como no disponía de una
moderna tabla de senos, construyó una tabla de cuerdas, algo más
primiGva, pero muy úGl para relacionar los lados y los ángulos de
cualquier triángulo.
En geograVa fue pionero en dividir la Tierra en meridianos y
paralelos, introduciendo los conceptos de la1tud y longitud.
Realizó además el primer intento (o uno de los primeros) de
representar la esfera Terrestre en un mapa bidimensional.
Pero por lo que será siempre recordado Hiparco de Nicea es por ser
el autor del primer catálogo conocido de estrellas.

41. Además de las excéntricas, Hiparco recurrió al sistema de epiciclo/deferente
(que también había sistemaGzado Apolonio), según el cual la trayectoria de un
planeta se explica por el giro circular alrededor de la Tierra, denominado
"deferente", y de otro círculo alrededor de ese planeta denominado
"epiciclo". este método sirvió a Hiparco para explicar las órbitas solares y
lunares, pero no para los planetas de movimientos anómalos.
Construyó instrumentos de observación que mejoraban con mucho los
uGlizados hasta ese momento. La "dioptría" de Hiparco fue usada por
Ptolomeo, pero se considera que debió tener acceso a esferas armillares,
astrolabios planos, planetarios como los de Arquímedes y esferas de estrellas
fijas que representarían las constelaciones.

42. Orden planetario en el modelo
geocéntrico de Ptolomeo.

43. Modelo astronómico de Ptolomeo

44. Ptolomeo disGnguió dos Gpos de epiciclos: Los
epiciclos “menores”, que sirven para corregir
desacuerdos entre los datos empíricos
observados y los presupuestos teóricos, y los
epiciclos “mayores” que explican irregularidades
notables, como la retrogradación. Todos los
sistemas ptolemaicos uGlizan 5 epiciclos mayores,
ya que son 5 los planetas que retrogradan, y un
número variable de epiciclos menores (12 o más).
(Es de notar que Copérnico eliminó los epiciclos
mayores de su cosmología, pero mantuvo el uso
de epiciclos menores).

45. EL MAPA DE PTOLOMEO
El mapamundi de Ptolomeo es un mapa que se basó en la
descripción del mundo recogida en el libro Geographia ,
escrito hacia el año 150. A pesar de que nunca se hayan
encontrado auténGcos mapas de Ptolomeo, la Geographia
conGene miles de referencias en varias partes del mundo
anGguo con coordenadas para la mayor parte de él, lo cual
permiGó que los cartógrafos pudieran reconstruir la visión
ptolemaica del mundo cuando sus manuscritos fueron
redescubiertos alrededor del año 1300.

47. Los astrónomos árabes dejaron un importante legado: tradujeron
el Almagesto y catalogaron muchas estrellas con los nombres que
se uGlizan aun en la actualidad. Entre los astrónomos árabes más
destacados se encuentran Al-Batani, Al-Sufi y Al-Farghani.
Después de Ptolomeo…

48. La asimilación de la obra astronómica
de Ptolomeo fue lenta debido a su alta
complejidad matemáGca.
Por fin en el siglo XV hubo astrónomos
con un nivel suficiente como para
entender plenamente la obra
ptolemaica y como para percatarse de
sus deficiencias.
Es el caso de G. von Peuerbach y
Regiomontanus.
Sin embargo, esto no les hizo
desconfiar del propio Ptolomeo, cuyo
presGgio estaba, por entonces, fuera de
duda.

49. Georg von Peuerbach (1423 – 1461)
La principal obra de Peuerbach es “Theoricae
novae planetarum “ (Nuremberg, 1472),
destaca como uno de los tratados sobre el
sistema ptolemaico más usados durante los
siglos XV y XVI. En ella hace una introducción
sistemáGca a la famosa obra de Ptolomeo.
Plantea un ambicioso proyecto: la traducción
y aclaración de la gran obra de Ptolomeo a
parGr del original griego, que no pudo llevar a
cabo a causa de su pronta muerte.

50. Discípulo de G. Von Peurbach. Entre los años 1471
y 1472 actuó como un impresor en su propia casa
de Núremberg. Probablemente fuera el primer
impresor de literatura cienQfica. Su primera obra
como impresor fue el libro de su ex-profesor
Peuerbach sobre la teoría de los movimientos
planetarios, siendo la siguiente impresión en el año
1474, en el que edita su propio "Kalendarium" y su
"Ephemerides". Estos libros fueron reeditados
muchas veces y cabe destacar la influencia que
tuvieron sobre Cristóbal Colón y Américo Vespucio,
ya que emplearon las "Ephemerides" para medir las
longitudes en el "Nuevo Mundo" que habían
descubierto.
En el terreno de la astronomía también publicó el trabajo "Epitome in Almagestum"
(publicado póstumamente en 1498). Se trata de un libro en el que expone muy detalladamente
el sistema de Ptolomeo
Johann Müller Regiomontanus (1436 - 1476)