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- 1. T.2 HISTORIA de la EXPLICACIÓN CIENTÍFICA del UNIVERSO
- 2. Tres grandes modelos: • 1. MODELO GRECOMEDIEVAL (s. IV a.C.- s. XIV) • 2. MODELO CLÁSICO MECANICISTA (s. XV-XVIII) • 3. MODELO CONTEMPORÁNEO (s. XIX-XXI) • Un modelo es una explicación racional de la realidad. Se compone de leyes, teorías y sistemas.
- 3. 1. LA CIENCIA GRECOMEDIEVAL s. IV a.C.- s. XIV • El primer gran modelo de explicación científica surge en la Antigüedad griega y perdura hasta finales de la Edad Media. • Los filósofos griegos fueron los primeros en utilizar la razón para estudiar e interpretar los fenómenos de la naturaleza (physis). • El autor más influyente fue Aristóteles (s. IV a.C.). A partir del s. II d.C. Ptolomeo ampliará el modelo griego.
- 4. 1.1 Concepción del universo Para Aristóteles el universo es: 1.Finito. 2.Ordenado. Arriba y abajo. 3.Estable. 4.Lleno de materia.4 elementos y éter
- 5. Las características del modelo explicativo del universo según Aristóteles son: 1.Modelo finalista: la Physis es un gran organismo vivo en el que cada ser tiene una finalidad que alcanza a lo largo de su existencia. La Biología es el principal modelo de saber.
- 6. 2. Modelo esencialista: la explicación se basa en las cualidades (esencia) del objeto. ¿Por qué cae? “Porque es un cuerpo pesado” El martillo cae antes porque pesa más que la pluma.
- 7. • 3. Modelo geocéntrico y geoestático: la Tierra está fija y quieta en el centro del universo.
- 8. Ptolomeo
- 10. Retrogradación de un planeta explicada mediante el movimiento combinado del epiciclo (círculo pequeño) y el deferente (círculo grande)
- 11. 4. Modelo heterogéneo: hay en el universo dos partes materiales muy diferentes: - Mundo sublunar: 4 elementos básicos. El movimiento dominante es el rectilíneo. - Mundo supralunar: 7 esferas celestes en las que están alojadas los planetas, están hechos de éter, tienen movimiento circular, uniforme y eterno.
- 14. 5. Modelo determinista: todo lo que hay y ocurre en el universo está de antemano prefijado, condicionado y establecido. No hay azar. Esto es así porque la naturaleza se rige por dos principios: - Principio de causalidad: “Todo efecto tiene una causa”. - Principio de conservación: en la naturaleza siempre hay algo que permanece (substancia) a pesar de los cambios. El comportamiento regular de los fenómenos permite formular leyes y predecir qué va a ocurrir.
- 15. 1.2 Concepción de la ciencia • Como el universo no cambia, el científico debe: - explicar o describir cómo es el universo y cómo funciona, - descubrir la verdad oculta tras las apariencias, las causas (material, formal, eficiente y final) que producen los fenómenos naturales. • Por ello la ciencia es fundamentalmente teórica o especulativa.
- 16. 2. EL MODELO CLÁSICO MECANICISTA s. XV-XVIII A partir del Renacimiento se abandona de forma progresiva y lenta el modelo anterior y se desarrolla la ciencia moderna. Se produce un cambio en la forma de investigar e interpretar la naturaleza. Los científicos más relevantes son Copérnico, Kepler, Galileo y Newton.
- 17. 2.1 Concepción del universo El universo es: 1.Ordenado. 2.Estable. 3.¿Finito/Infinito?. 4.Predecible.
- 18. Las características del modelo explicativo del universo según el mecanicismo son: 1.Modelo mecánico: se concibe el universo como una gran máquina (reloj) compuesto por piezas independientes que poseen movimiento autónomo a partir de un primer impulso dado por Dios.
- 19. 2. Modelo cuantitativo: de los fenómenos naturales solo se pueden estudiar sus propiedades medibles y cuantificables (velocidad, peso, tiempo, …). Nuevas categorías pasan a formar parte de la Física: fuerza, resistencia, velocidad, aceleración, espacio y tiempo,… P. ej. Leyes de Kepler: Primera Ley (1609): Todos los planetas se desplazan alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas, estando el Sol situado en uno de los focos.
- 20. • Segunda Ley (1609): El radio vector que une un planeta y el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales. • Cuando el planeta está más alejado del Sol (afelio) su velocidad es menor que cuando está más cercano al Sol (perihelio).
- 21. • Tercera Ley (1618): Para cualquier planeta, el cuadrado de su período orbital es directamente proporcional al cubo de la longitud del semieje mayor a de su órbita elíptica. • Donde, T es el periodo orbital (tiempo que tarda en dar una vuelta alrededor del Sol), a la distancia media del planeta con el Sol y K la constante de proporcionalidad.
- 22. 3. Modelo heliocéntrico: La Tierra está en movimiento girando alrededor del Sol como un planeta más.
- 24. 4. Modelo homogéneo: se entiende que la propia naturaleza es materia, compuesta por partículas, que se mueven a través del espacio y el tiempo (que son absolutos). Se explica con las mismas leyes matemáticas el comportamiento de los cuerpos terrestres y celestes. LGU.
- 25. 5. Modelo determinista: la naturaleza tiene reglas que se repiten (regularidad); en ella nada se crea ni se destruye, solo se transforma (principio de conservación); se actúa siempre en la naturaleza por el camino más sencillo (economía); la naturaleza no da saltos, es decir, no hay grandes cambios cualitativos (continuidad).
- 26. 2.2 Concepción de la ciencia • El científico debe: -Formular leyes, con las que descubre cómo suceden los fenómenos naturales. -Interpretar los fenómenos mediante el lenguaje matemático. -Construir experimentos ideales y ayudarse con nuevos instrumentos técnicos. -Conocer la naturaleza e intentar transformarla y dominarla.
- 27. • Por ello la ciencia es: - Cuantitativa: estudia solo las propiedades de la realidad que se pueden medir y cuantificar (velocidad, peso, tiempo,…) - Experimental: debe reproducir en el laboratorio los fenómenos naturales. - Debe apoyarse en la técnica y en la invención.
- 28. 3. LA CIENCIA CONTEMPORÁNEA s. XIX-XXI El tercer modelo o paradigma se ha producido debido a los adelantos técnicos y científicos que han dado a conocer nuevas realidades que no se pueden interpretar desde el paradigma anterior (acontecimientos macro y microcósmicos) Einstein y la teoría de la relatividad. La teoría cuántica. La teoría del Big bang (Edwin Hubble). La teoría de cuerdas.
- 29. 3.1 Concepción del universo • El universo NO es: 1.Finito. 2.Eterno y acabado. 3.Inmutable. 4.Regular y cíclico. 5.Predecible, pues hay fenómenos irreversibles. • El universo está en expansión, es dinámico.
- 30. • Las características del modelo explicativo del universo según la ciencia contemporánea son: 1. Modelo relativista: al cambiar el universo constantemente, no hay un lugar absolutamente inmóvil que pueda servir de referencia para realizar todas las mediciones.
- 31. 2. Modelo no homogéneo del mundo: hay una gran diferencia entre el mundo subatómico (microcósmico): explicado por la teoría cuántica y el de los planetas (macrocósmico): explicado por la teoría de la relatividad . No hay una única ley universal que pueda explicar todos los fenómenos del universo.
- 32. 3. Modelo indeterminista: los acontecimientos no están prefijados, el mundo es así pero podría ser de otra manera. Los fenómenos no son predecibles. Incluso pueden producirse fenómenos nuevos. Se admite que el azar juega un papel muy importante. Las leyes son probabilísticas, no se puede establecer nada con seguridad, solo se puede decir que es probable que suceda. Los fenómenos no son repetibles. Una pequeña perturbación en un lugar puede producir una perturbación en otro (teoría del caos, efecto mariposa)
- 33. 3.2 Concepción de la ciencia • La ciencia es: limitada pero no subjetiva, quizás la verdad no se pueda alcanzar.
Notas del editor
- De acuerdo con la física 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 rectilíneos 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. Según esta teoría una bala de cañón que pese 20 kilos caerá hacia la Tierra con una velocidad dos veces mayor que una bala de 10 kilos. Esta predicción fue la que Galileo demostró ser falsa en sus famosos experimentos de la Torre de Pisa, dejando caer bolas de metal de diferentes tamaños y comprobando, delante de sus estudiantes, que llegaban al suelo al mismo tiempo.Además de los movimientos naturales, en la física de Aristóteles también se consideran movimientos forzados, aquellos que van en contra de la tendencia natural de los cuerpos a permanecer o dirigirse a su esfera correspondiente. Estos movimientos forzados o violentos se producen como resultado de la acción de alguna fuerza que se les aplica; y la velocidad con que los llevan a cabo es proporcional, de acuerdo con Aristóteles, a la fuerza que se les aplica y tanto menores cuanto mayor es su masa. En notación moderna: velocidad = fuerza/masa o, lo que es lo mismofuerza = masa x velocidadEste comportamiento es, como se demostró a su debido tiempo, contrario al resultado experimental, pero para descubrirlo fueron necesarios complicados procesos de medida, por lo que se mantuvo vigente casi veinte siglos.Pero en este modelo solo son posibles estos 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 tipo de movimientos se aplica una fuerza a la flecha durante un tiempo corto, tras el cual la flecha recorre un espacio considerable sin estar animada, aparentemente, por ningún tipo de fuerza, contrariamente a lo estipulado por la teoría. Para explicar este tipo 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.
- La Tierra, situada por debajo de la esfera de la Luna, esta constituida por cuatro elementos o esencias que, debidamente combinados, formaban todas las substancias materiales que en ella se hallan.Estos elementos son los cuatro elementos de Empédocles: la tierra, el agua, el aire y el fuego. En el universo sublunar cada elemento tiene un lugar natural, donde le corresponde estar. El lugar natural del elemento tierra es una esfera cuyo centro coincide con el centro del universo (y por lo tanto con el de la Tierra). En torno a esta esfera se encuentra el lugar que le corresponde al agua. Sobre el agua se sitúa el lugar natural destinado al aire y sobre éste el sitio reservado al fuego. Todos los espacios naturales de estos elementos están separados por una superficie esférica. El hecho de que en el universo sublunar existiera un cierto desorden era causado por los efectos de arrastre que producía la esfera de la Luna en su movimiento.Un objeto abandonado a sí mismo sentirá una fuerza que lo llevará al sector esférico correspondiente, de manera que permanezca en el sitio que la naturaleza le tiene asignado. Esto explica, por ejemplo, el hecho de que las burbujas que se puedan formar en el fondo de un estanque intenten atravesar la corona circular del agua y se dirija hacia su propio lugar natural, el aire. En cambio una piedra (tierra) que dejemos caer en el aire atravesará las esferas del aire y del agua y solo parará cuando llegue al lugar que le corresponde: a la esfera de tierra.Algunos cuerpos, como la madera o el corcho, están formados de tal manera que una parte de sus elementos constituyentes son de tierra y otra parte de aire. Si la cantidad de tierra es mayor que la de aire el cuerpo se hundirá si lo colocamos en la superficie de un estanque, pero lo hará más lentamente que si fuese solamente de tierra. Por el contrario, si la cantidad de aire es mayor que la de tierra el cuerpo flotará, ya que la tendencia a dirigirse a la esfera de aire es superior a la de descender a la esfera de tierra. Como puede verse, la parte de aire y tierra que constituyen un cuerpo equivale de una manera bastante aproximada a lo que es nuestro concepto de densidad, por lo cual se entiende que el modelo aristotélico fuese de utilidad incluso para cálculos prácticos de flotación y peso específico. El humo, en este modelo, estaba compuesto por agua, aire y fuego, por lo cual "huía" de la esfera del agua hacia la esfera del aire y si la cantidad de fuego era suficientemente elevada, incluso atravesaría la esfera del aire para dirigirse a la de fuego. Pero si perdía algo de fuego en su camino ascendente, se enfriaría y quedaría en equilibrio o descendería de nuevo a la superficie de la Tierra. De igual manera se podía explicar el mecanismo de formación de las nubes. El fuego que desprende el Sol llega a la Tierra e incide sobre la superficie del mar, se mezcla con el agua y forma vapor de agua. Este vapor de agua, compuesto por agua con tendencia a permanecer en el mar y fuego, con tendencia a subir más allá de la esfera del aire, asciende y forma las nubes. Cuando una corriente de aire frío arrebata al vapor de agua su fuego, el agua resultante cae en forma de lluvia.
- En este esquema presentamos la versión del modelo de Ptolomeo, una pequeña modificación del modelo de Hiparco, tal como llegó al Almagesto. Obsérvese que aquí es Venus el planeta más cercano al Sol, y Mercurio el más cercano a la Tierra. Asimismo se puede notar la influencia de las teorías pitagóricas en el empleo del círculo como figura perfecta. Los planetas describían pequeños círculos (epiciclos) cuyo centro se desplazaba sobre un círculo mayor (deferente) alrededor de la Tierra. Ptolomeo empleó más de ochenta círculos, entre deferentes y epiciclos, para describir el movimiento de los astros alrededor de la Tierra. Esta se suponía inmóvil y situada en el centro del universo (modelo geocéntrico). La razón fundamental para admitir la inmovilidad de la Tierra era la ausencia de movimiento de las estrellas fijas, que suponían habría sido advertido por la modificación del ángulo con que estas se observaban desde la Tierra. No sabían que las estrellas estaban mucho más lejos de lo que ellos creían.Esta visión geocéntrica del mundo se mantuvo casi dos mil años, hasta que Copérnico la modificó con su modelo heliocéntrico. El heliocentrismo tuvo ya precursores, como Heráclides (388-315 a. C.), discípulo de Platón, que sugirió la rotación de Mercurio y Venus en torno al Sol (para explicar por qué estos planetas siempre se veían cerca del Sol) y Aristarco, que sugirió que las posiciones de los astros se explicarían más fácilmente si algunos planetas giraran alrededor del Sol. Le extrañaba, además, que el Sol, que era mucho mayor que la Tierra, girara alrededor de ella. Copérnico fue más lejos y desarrolló este modelo.
- La Tierra, situada por debajo de la esfera de la Luna, esta constituida por cuatro elementos o esencias que, debidamente combinados, formaban todas las substancias materiales que en ella se hallan.Estos elementos son los cuatro elementos de Empédocles: la tierra, el agua, el aire y el fuego. En el universo sublunar cada elemento tiene un lugar natural, donde le corresponde estar. El lugar natural del elemento tierra es una esfera cuyo centro coincide con el centro del universo (y por lo tanto con el de la Tierra). En torno a esta esfera se encuentra el lugar que le corresponde al agua. Sobre el agua se sitúa el lugar natural destinado al aire y sobre éste el sitio reservado al fuego. Todos los espacios naturales de estos elementos están separados por una superficie esférica. El hecho de que en el universo sublunar existiera un cierto desorden era causado por los efectos de arrastre que producía la esfera de la Luna en su movimiento.Un objeto abandonado a sí mismo sentirá una fuerza que lo llevará al sector esférico correspondiente, de manera que permanezca en el sitio que la naturaleza le tiene asignado. Esto explica, por ejemplo, el hecho de que las burbujas que se puedan formar en el fondo de un estanque intenten atravesar la corona circular del agua y se dirija hacia su propio lugar natural, el aire. En cambio una piedra (tierra) que dejemos caer en el aire atravesará las esferas del aire y del agua y solo parará cuando llegue al lugar que le corresponde: a la esfera de tierra.Algunos cuerpos, como la madera o el corcho, están formados de tal manera que una parte de sus elementos constituyentes son de tierra y otra parte de aire. Si la cantidad de tierra es mayor que la de aire el cuerpo se hundirá si lo colocamos en la superficie de un estanque, pero lo hará más lentamente que si fuese solamente de tierra. Por el contrario, si la cantidad de aire es mayor que la de tierra el cuerpo flotará, ya que la tendencia a dirigirse a la esfera de aire es superior a la de descender a la esfera de tierra. Como puede verse, la parte de aire y tierra que constituyen un cuerpo equivale de una manera bastante aproximada a lo que es nuestro concepto de densidad, por lo cual se entiende que el modelo aristotélico fuese de utilidad incluso para cálculos prácticos de flotación y peso específico. El humo, en este modelo, estaba compuesto por agua, aire y fuego, por lo cual "huía" de la esfera del agua hacia la esfera del aire y si la cantidad de fuego era suficientemente elevada, incluso atravesaría la esfera del aire para dirigirse a la de fuego. Pero si perdía algo de fuego en su camino ascendente, se enfriaría y quedaría en equilibrio o descendería de nuevo a la superficie de la Tierra. De igual manera se podía explicar el mecanismo de formación de las nubes. El fuego que desprende el Sol llega a la Tierra e incide sobre la superficie del mar, se mezcla con el agua y forma vapor de agua. Este vapor de agua, compuesto por agua con tendencia a permanecer en el mar y fuego, con tendencia a subir más allá de la esfera del aire, asciende y forma las nubes. Cuando una corriente de aire frío arrebata al vapor de agua su fuego, el agua resultante cae en forma de lluvia. La parte de universo que se encuentra más allá de la esfera de la Luna es, como la platónica y al contrario de la sublunar, perfecta e inmutable. Aristóteles postuló que en esa parte de universo no existen ninguno de los cuatro elementos mencionados. Todos sus cuerpos, que podemos llamar celestes, están constituidos por un único elemento o esencia, sin nombre especifico, al que se conoce bajo la denominación de quinta esencia o quinto elemento. Esta esencia tiene la propiedad de que su movimiento natural no está dirigido hacia el centro del universo (el centro de la Tierra). Sus átomos están animados de un movimiento circular, de tal manera que el centro de la circunferencia coincide con el centro del universo y, por lo tanto, paralelo a la superficie de la Tierra. De esa sustancia estaban hechas las estrellas así como todos los demás cuerpos que se encontraban en el espacio exterior a la esfera de la Luna. Cada planeta (incluido el Sol, que para Aristóteles era otro planeta) se encuentra en una esfera que tiene su propio movimiento circular del periodo apropiado. Como límite superior del universo se encuentra la esfera de las estrellas fijas. Esta es una esfera transparente (como las demás), donde se encuentran prendidas las estrellas como luces de un árbol de navidad, fijas en su sitio. La esfera de las estrellas fijas está animada de un movimiento de giro en torno al eje de la Tierra, de manera que da una vuelta al día. Debemos darnos cuenta que corresponde a una forma general de describir el universo y no pretendía explicar correctamente todos los movimientos de los astros.Era una especie de marco o esquema general, dentro del cual se debía seguir investigando.
- Pero, además de las estrellas fijas, existen los planetas. Estos cuerpos celestes son objetos muy brillantes que se mueven respecto a las estrellas fijas. En una fecha se encuentran cerca de unas estrellas y en otro momento se hallan próximos a otras. Estos objetos se conocían desde tiempos prehistóricos y, lógicamente, no podían estar unidos a la esfera de las estrellas fijas. Los planetas conocidos en tiempo de los griegos eran siete. Ordenados por su brillo y con los nombres actuales son: el Sol, la Luna, Venus, Júpiter, Marte, Saturno y Mercurio. En la actualidad dan nombre a los siete días de la semana, a excepción del día del Sol (Sunday en inglés), que llamamos domingo o día del Señor.Era importante saber a qué distancia de nuestra Tierra se encontraban estos planetas. El método más sencillo consiste en suponer que las velocidades a las que se desplazan por el cielo son más o menos parecidas. Con esta hipótesis los planetas más cercanos presentan un movimiento aparente más rápido que los más lejanos. Tomando como referencia las estrellas fijas para medir el movimiento aparente, se llegó a la conclusión de que el más cercano era la Luna, seguida por Mercurio, Venus, el Sol, Marte, Júpiter y Saturno. Con este modelo los científicos griegos abordaron el problema de la medida del tamaño de la Luna y su distancia a la Tierra.
- Finalmente la obra se publico en 1543, poco antes de su muerte, con el título De Revolutionibus Orbium Coelestium, dedicada intencionadamente al Papa Pablo III. En su libro Copérnico ilustra un universo con el Sol en el centro. La Tierra tiene el mismo tratamiento que los demás planetas, salvo la Luna que gira alrededor de ella.Los planetas se mueven en órbitas circulares básicamente iguales a las que Aristarco había sugerido en el 200 a. C., con sus epiciclos correspondientes. En la siguiente figura vemos la órbita de Marte, con su deferente y epiciclo, como lo describe el modelo de Copérnico. Este libro cambió el paradigma, es decir, el modo de pensar de la sociedad occidental. Por ello, desde entonces los cambios profundos de la sociedad se designan con la segunda palabra del título: Revolución. Transformó el concepto que la humanidad tenía del universo y del lugar que ocupaba en él.- Invalidó la física aristotélica, pues al no coincidir el centro de la Tierra con el centro de las esferas naturales de los elementos dejaban de ser válidas las leyes del movimiento que Aristóteles había enunciado.- Despertó el interés de la sociedad por la cosmología. Este interés ha llegado intacto hasta nuestros días, en los que los proyectos científicos más importantes y de mayor presupuesto son los cosmológicos, ya sean los que consisten en naves no tripuladas que estudian las características del universo o naves tripuladas que nos llevan a otros planetas. Un universo matemático El mecanicismo habrá de reducir la realidad a elementos suceptibles de ser cuantificables, como la cantidad, la extensión y el movimiento. Los fenómenos observados pueden ser matematizados de modo que se alcanza la realización del ideal platónico-pitagórico de una matemática universal. Las categorías Aristotélicas, substancia, esencia, forma, cualidad y fin; fueron sustituídas por otras como "fuerza", "resistencia", "movimiento", "velocidad", "aceleración", "espacio" y "tiempo". Para la nueva ciencia, los conceptos de espacio y tiempo será conceptos de una relevancia intrínseca. El espacio físico se identifica con el espacio geométrico y el tiempo en una cuarta dimensión también mesurable. El tiempo, en efecto, puede representarse utilizando una línea recta y se puede relacionar con las tres dimensiones espaciales. Para los Aristotélicos, las matemáticas eran una ciencia secundaria que no resultaba útil a los efectos de interpretar la realidad dada su naturaleza abstracta. Pero muchos científicos renacentistas de la talla de Da Vinci y Galileo, tras evidente inspiración platónico-pitagórica, consideraban que las matemáticas eran el lenguaje mismo de la realidad. En efecto, la exigencia de matematización se apoya en un presupuesto indemostrable de origen platónico-pitagórico que ni Leonardo ni Galileo se preocupaban por demostrar. Estos supuestos están presentes también en Copérnico que durante su años de estudio en Italia entró en contacto con esta corriente matemática mísitica e incluso en Kepler. Puede resultar paradójico tal vez que la ciencia moderna haya recibido impulsos tan fuertes de la física pre-aristotélica, e incuso pre-socrática, con la influencia del atomismo. Sin tales influencias, hubiese sido mucho más complejo quebrar la sólida estructura hegemónica del modelo aristotélico-ptolomeico. Fue entonces el renacimiento del platonismo y el pitagorismo lo que favoreció e impulsó la revolución científica. Aunque por cierto, otros factores como los descubrimientos geográficos, también influyeron en tanto ponían en duda la labor de Ptolomeo como geógrafo y cartógrafo. La imagen del planeta comenzaba a cambiar y se cuestionaba también el mapa celeste, indispensable para la navegación. La revolución científica fue un largo proceso creativo que supuso una transformación en tres áreas esenciales: la imagen del universo, la concepción de la ciencia y la metodología científica. Naturalmente, no fueron pocas las consecuencias ideológicas y religiosas de todos estos cambios.
- La ley de las áreas es equivalente a la constancia del momento angular, es decir,(…) En el afelio y en el perihelio, el momento angular L es el producto de la masa del planeta, su velocidad y su distancia al centro del Sol.
- Dibujo de Galileo de la Luna. Homogeneidad del universo. Galileo Galilei está considerado como el padre de la astronomía moderna. Se apoyaba en el modelo copernicano del universo, donde el Sol estaba situado en el centro. Lo primero que observó es que la Luna tiene valles y montañas,cuya altura calculó a partir su sombra sobre la superficie lunar.Era tan parecida a la Tierra que a partir de estas observaciones muchos pensaron que la Luna podría ser un lugar con vida. También descubre que Júpiter tiene satélites que obedecen las dos leyes de Kepler que entonces ya se conocían.La figura de la izquierda muestra los dibujos de la Luna realizados por Galileo a partir de sus observaciones con el telescopio. la física newtoniana percibe el tiempo como absolutoe independiente del observador, es decir, que si a la hora de salir el barcotodos ponen a cero su cronómetro, a la llegada del barco pueden comprobarque siguen sincronizados y dan lecturas idénticas. Nuestra experiencia diarianos dice que el tiempo es el mismo, independientemente de si vas en coche, andando, estás durmiendo o vas en avión. ¿está claro no?. Pues no. Aquí esdonde entra el bueno de Einstein y dice que no, que el tiempo tambiéndepende del observador.
- La revolución científica renacentista protagonizada por Copérnico, Kepler y, sobre todo, Galileo, es desarrollada por Newton en una cosmovisión que ofrece los siguientes rasgos: Espacio y tiempo son infinitos. La hipótesis del Big Bang contradice este supuesto de la física de Newton: el universo tiene un principio y puede que tenga un final. Espacio y tiempo son absolutos. En cualquier lugar del Universo un metro es un metro y una hora es hora. Son variables absolutas que no dependen de ninguna otra. La teoría de la relatividad de Einstein demuestra que espacio y tiempo son relativos. Existen en el Universo dos principios totalmente diferentes: materia, que está constituida de átomos, y energía, que es fundamentalmente la fuerza de gravedad. Estos dos principios están totalmente separados y no pueden convertirse el uno en el otro. Einstein sienta las bases de la convertibilidad de materia y energía mediante su fórmula E = m c2 El Universo funciona como una máquina totalmente predecible. A este punto de vista se le denomina mecanicismo determinista. Según Pierre Simon de Laplace, famoso matemático del s. XVIII, si conociéramos el estado de todas las partículas del Universo en un momento dado podríamos predecir todos los acontecimientos futuros y conocer todos los que ocurrieron en el pasado. Aplicando únicamente las leyes de Newton en 1846 los astrónomos John Adams y Urbain Le Verrier descubrieron la existencia de Neptuno.
- la teoría de la relatividad es complicada de entender y asimilar porque no tiene ningún reflejo en la vida cotidiana. No existe un sólo indicioque hayamos podido percibir que nos indique que todo esto es cierto.Hasta el siglo XX la ciencia estudió y describió fenómenos que cualquierpersona había observado antes, aunque no se hubiera parado a pensar en ellas.La mayoría de la deducciones formuladas por la ciencia se podían experimentar en cualquier pequeño laboratorio y decir "funciona¡¡", o incluso ser observados por cualquier hijo de vecino, tales como la gravedad, las presiones, las fuerzas,las masas, velocidades, gases, etc.
- Tenemos a dos tipos (B y C) que tienen pasta y han decidido dar un paseo en barco. Es tan grande que tienen espacio suficiente para que uno de ellos, llamemos Indurain (C), se ponga a andar en bici por la cubierta mientras B lee el periodico. El lector observa como Indurain se aleja de él a 20 km/h.Para el ciclista el lector permanece quieto con respecto al barco. Por otro lado tenemos a un pescador sentado en la orilla de la playa que observa a los dos, sin embargo para éste el ciclista no se mueve a 20 km/h, sino a 50 km/h, ya que tiene que sumar la velocidad del propio barco. Además, el lector no está quieto, sino que se mueve a 30 km/h, exactamente la velocidad del barco. Arriba del todo, en el sol, está colocado el malo de Superman IV, y observa la escena y concluye que el pescador se mueve a una gran velocidad (la velocidad que supone la rotación de la tierra alrededor del sol) y que el lector va un poco más rápido y el ciclista más rápido aún. La conclusión es que la velocidad de los cuerpos depende del observador.la física newtoniana percibe el tiempo como absoluto e independiente del observador, es decir, que si a la hora de salir el barcotodos ponen a cero su cronómetro, a la llegada del barco pueden comprobar que siguen sincronizados y dan lecturas idénticas. Nuestra experiencia diaria nos dice que el tiempo es el mismo, independientemente de si vas en coche, andando, estás durmiendo o vas en avión. ¿está claro no?. Pues no. Aquí es donde entra el bueno de Einstein y dice que no, que el tiempo también depende del observador. Según la teoría de la relatividad, el tiempo depende de la velocidad del observador, es decir que los cronómetros del lector, del pescador, del malo de superman y del ciclista darían diferentes resultados a la llegada del barco a tierra. El cronómetro del ciclista marcará menos tiempo que el del lector, éste menos que el pescador y éste menos que el malo de superman. Con la velocidad se produce una especie de compresión en el tiempo, transcurre de manera distinta. ¿pero de qué estamos hablando? este fenómeno de la variación del tiempo dependiendo de la velocidad ocurre así, efectivamente, pero sólo es perceptible a altísimas velocidades (cercanas a las de la luz).A escala humana la diferencia de tiempos es tan pequeña que es despreciable y sigue funcionando perfectamente la física de Newton, que considera al tiempo absoluto. De todas formas, vamos a calcular la diferencia de tiempo que obtendría el ciclista con respecto al pescador.Si he hecho bien los cálculos, si el ciclista estuviera andando durante 24 horas, al final el ciclista habría medido en su cronómetro 84600 segundos, mientras que el pescador obtendría 84.600,0000000001 segundos¡¡¡ no creo que el esfuerzo de no parar en 24 horas le merezca la pena para ganar una milmillonésima de segundo, pero no deja de ser curioso.Pero en viajes espaciales, con el tiempo y la velocidad a la que viajan, la desincronización empieza a ser apreciable. Si fuéramos capaces de viajar a velocidades cercanas a la de la luz, pongamos 150.000 kms/s (la mitad de la velocidad de la luz), e dieramos una vuelta por el sistema solar durante 10años (medidos desde la nave espacial) al volver los astronautas se daríancuenta que en la tierra habrían pasado 11,54 años. Los astronautas serían 1 añoy medio más jovenes que sus compañeros en la tierra¡¡¡
- V: Introducción a la mecánica cuántica la teoría de la relatividad es complicada de entender y asimilar porque no tiene ningún reflejo en la vida cotidiana. No existe un sólo indicioque hayamos podido percibir que nos indique que todo esto es cierto.Hasta el siglo XX la ciencia estudió y describió fenómenos que cualquierpersona había observado antes, aunque no se hubiera parado a pensar en ellas.La mayoría de la deducciones formuladas por la ciencia se podían experimentar en cualquier pequeño laboratorio y decir "funciona¡¡", o incluso ser observados por cualquier hijo de vecino, tales como la gravedad, las presiones, las fuerzas,las masas, velocidades, gases, etc.