Pentagramas de estrellas

“En el espacio nadie puede oír tus gritos.”, trailer de la película Alien.

Ciencia y música son viejas compañeras. El lenguaje universal de la música ha sido invocado frecuentemente por la ciencia para describir y comprender el mundo. A su vez, muchos músicos han utilizado la ciencia como inspiración para sus creaciones. Sin duda, la astronomía es la disciplina que más se ha beneficiado de esta simbiosis. Veamos algunos ejemplos:

Pitagóricos
En la Grecia antigua, los pitagóricos consideraban el Universo como una mezcla de armonía y número. Los planetas emitían sonidos, según las proporciones de sus órbitas alrededor de la Tierra, que combinados entonaban una sinfonía o “música de las esferas”. Esta idea de un Cosmos musical de órbitas circulares y proporciones armoniosas se prolongó durante toda la Edad Media hasta el siglo XVII. En el siguiente vídeo, fragmento del maravilloso corto de animación producido por Walt Disney en 1959 “Donald en el país de las matemáticas”, el pato Donald viaja a la antigua Grecia donde conoce a los Pitagóricos y la relación entre la música y las matemáticas. Acaba participando en una jam session improvisada con Pitágoras tocando el arpa:

Johannes Kepler
Fiel a la convicción clásica, el astrónomo alemán Johannes Kepler relacionó las órbitas de los planetas con los sólidos regulares y con los acordes musicales. Propuso en su libro Harmonices Mundi (1619) que la velocidad de cada planeta correspondía a ciertas notas de la escala musical. Cuanto más rápido era el movimiento, más agudo era el sonido que emitía. Asumida esta creencia, Kepler escribió seis melodías, cada una correspondiente a un planeta diferente.

William Herschel
El alemán William Herschel se dedicó profesionalmente a la música y llegó a ser un gran intérprete de oboe, profesor y más tarde director de orquesta. Sin embargo, la lectura a los 35 años del libro Astronomía de James Ferguson le hizo cambiar de profesión y dedicó el resto de su vida a diseñar y construir telescopios. A los pocos años de su nueva afición ya había descubierto un planeta, Urano, que inauguró una larga lista de importantes observaciones y hallazgos astronómicos. Como curiosidad, en la imagen vemos un detalle de la casa donde Herschel vivía con su hermana Caroline, en la localidad inglesa de Bath. En ella se conserva su piano y uno de los telescopios que él mismo construyó.

Georges Gamow
El astrónomo ucraniano Georges Gamow, uno de los tutores de la teoría del Big Bang, incluyó en la serie de libros de divulgación Mr. Tompkins tres arias para ser cantadas por tres eminentes cosmólogos, Abbé George Lemaître, Fred Hoyle y él mismo, que explicaban diferentes teorías de la creación del Universo.

Fred Hoyle
El astrónomo británico Fred Hoyle, autor de la teoría del Estado Estacionario y de la Panspermia, así como creador del término “Big Bang” -que utilizó para ridiculizar la teoría que hoy recibe este nombre-, también tuvo su propia experiencia musical y mantuvo una estrecha amistad con el músico Leo Smit. Escribió para él los libretos de dos composiciones, la ópera Alquimia de Amor (1969) y Copérnico: Narrativa y Credo (1973), e hizo de narrador en el estreno y en la grabación de ésta última.

Brian May
El conocido músico británico Brian May, guitarrista de la exitosa banda Queen, inició su carrera como astrónomo, llegando a pasar varios años en la isla de Tenerife dedicado al estudio de distintos fenómenos astronómicos desde el Observatorio del Teide. En 2008, tras varios años alejado de los escenarios, decidió culminar su formación y obtuvo el doctorado en astrofísica por el Imperial College de Londres.

Voyager
La música ha podido viajar por el espacio a bordo de sondas como las Voyager, lanzadas en 1977 para estudiar los planetas exteriores. Éstas llevan consigo un disco de oro con una selección de sonidos y músicas de varias culturas del mundo diseñado por el astrofísico y divulgador Carl Sagan. En el capítulo 11 de su popular serie Cosmos nos cuenta con orgullo algunos detalles de este curioso CD interestelar:

Mars Polar Lander
En 1999, la NASA instaló un micrófono en la sonda Mars Polar Lander para grabar los sonidos de la superficie marciana, según una idea propuesta por Sagan antes de su muerte. Sin embargo, este particular homenaje que la NASA quiso hacer al popular divulgador tuvo un imprevisto: 10 minutos antes del aterrizaje se perdió el contacto y la misión fracasó, posiblemente debido a un fallo en los cohetes de frenado de la sonda, aunque sigue sin estar claro las causas de su pérdida.

Huygens
La sonda Huygens, fabricada por la Agencia Espacial Europea, aterrizó en la superficie de Titán, satélite de Saturno, llevando consigo un CD de 14 minutos con cuatro temas musicales de estilo roquero compuestos por los franceses Julien Civange y Louis Haeri. Se incorporó, además, a la sonda un par de micrófonos y, aunque pudo registrar el ruido del viento durante el descenso, no pudo grabar los truenos de la densa atmósfera de Titán como se tenía previsto.

Kronos Quartet
En 2002, la NASA asesoró al cuarteto de cuerdas estadounidense Kronos Quartet en la producción multimedia Sun Rings de 10 movimientos, compuesta de sonidos e imágenes espaciales. En el vídeo podemos apreciar lo espectacular de esta propuesta musical:

Symphony of Science
El compositor John Boswell ha elaborado un proyecto llamado Simphony of Science basado en una serie de videos musicales donde científicos y divulgadores como Carl Sagan, Richard Feynman, Stephen Hawking y Richard Dawkins “cantan” los conceptos del conocimiento humano. Un ejemplo de esta interesante fusión entre música electrónica y divulgación científica:

Stellar Music Project
Proyecto musical ideado por el compositor Jeno Keuler y el astrofísico Zoltán Kolláth  para convertir los modos de oscilación de las estrellas en melodías. Se basa en el descubrimiento de cada estrella, como cada instrumento musical, posee su propio sonido, dependiendo de su tamaño y de su edad. El estudio de estas distorsiones permite a la astrosismología conocer, al igual que en una ecografía, lo que sucede en las profundidades de las estrellas. Un ejemplo de composición basada en oscilaciones estelares: StellarMusicNo1.mp3. En el vídeo, el astrofísico Todd Hoeksema de la Universidad de Standford nos explica cómo se generan estos sonidos en una de las estrellas que mejor conocemos, nuestro Sol:

Stradivarius
El Sol puede ser la respuesta a un misterioso fenómeno musical: el singular sonido del violín Stradivarius. Una de las muchas teorías al respecto sostiene que el secreto está en el “Mínimo de Maunder”, un periodo de escasa actividad solar que, entre los siglos XVII y XVIII, provocó un descenso en la temperatura en Europa. Esta “Pequeña Edad de Hielo” pudo causar un lento crecimiento en los árboles que dotaron a la madera de unas singulares cualidades sonoras.

Teoría de cuerdas
El sonido también forma parte de una moderna teoría de la física que trata de superar la incompatibilidad entre mecánica cuántica y la relatividad general. La conocida teoría de cuerdas describe el Universo como una sinfonía cósmica resonando con todas las notas que entonan unos minúsculos hilos vibrantes.  No hay mejor manera para comprender esta interesante y compleja teoría que ver “El Universo elegante“, uno de los mejores documentales de divulgación científica de los últimos años realizado por la PBS para el canal NOVA y presentado por el físico Brian Greene, autor del libro homónimo:

Este artículo fue publicado en la revista “Astronomía en los Museos”, editada por el Museo de la Ciencia y el Cosmos de Tenerife.

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La forma del átomo II

“Dios es capaz de crear partículas de distintos tamaños y formas… y quizás de densidades y fuerzas distintas, y de este modo puede variar las leyes de la naturaleza, y hacer nuevos mundos de tipos diferentes en partes diferentes del Universo. Yo por lo menos no veo esto nada contradictorio”, ISAAC NEWTON, Óptica

Los Simpson

El modelo planetario del átomo ha inspirado a generaciones de artistas y escritores de ciencia ficción a imaginar mundos dentro de otros mundos, en la que los átomos son diminutos sistemas solares que forman parte de una estructura cada vez mayor. Un ejemplo de ello es esta genial intro de un capítulo de Los Simpson.

Buckminster Fuller

No sólo la configuración elemental de la materia ha inspirado al arte. Una estructura arquitectónica conocida como cúpula geodésica, desarrollada por el ingeniero y visionario Richard Buckminster Fuller en 1954, dio nombre a un tipo de molécula formada por átomos de carbono llamada fulereno. Tanto la molécula como la cúpula geodésica comparten su forma esférica generada a partir de polígonos cuyos vértices coinciden con la superficie de una esfera. Este tipo de estructuras son extremadamente ligeras y estables debido a lo que Fuller calificó como tensegridad, esto es, el equilibrio entre fuerzas de tracción y compresión. Si quieren saber más sobre el legado de Buckminster Fuller, vean este magnífico reportaje de la CBS y no se pierdan su ‘espacial’ final con esta reflexión del arquitecto: “everyboy is an astronaut”.

Atomium

Cuando el arquitecto André Waerkeyn recibió el encargo de construir un monumento para la Exposición Universal de Bruselas de1958, no dudó en diseñar una estructura atómica como símbolo de la era moderna. Compuesta por nueve esferas de acero de 18 metros de diámetro, representa la estructura de un cristal de hierro ampliado 165 mil millones de veces. Planeada para permanecer sólo seis meses, pronto se convirtió en una atracción turística y ha perdurado hasta la actualidad como un emblema de la ciudad de Bruselas.

A is For Atom

Poco después de la explosión de Hiroshima, los Estados Unidos iniciaron una campaña para promocionar el uso pacífico de la energía atómica. Para ello realizaron algunas películas de propaganda con el propósito de “humanizar” la figura del átomo. A is For Atom (1953) es un ejemplo de este esfuerzo. Se trata de una película educativa de animación producido por General Electric en la que los elementos aparecen como personas con cabeza de molécula y la energía nuclear como gigantes portadores de progreso para la humanidad. El film es una reliquia del pensamiento y de la animación americana de los años 50.

La hormiga atómica

Tras la explosión nuclear en Japón,  numerosos monstruos y superhéroes mutantes aparecieron en la ficción como metáfora del temor surgido por la nueva energía. Entre ellos, La Hormiga Atómica es un personaje de dibujos animados creado por la factoría de animación Hanna-Barbera en 1965. Se trata de una minúscula hormiga antropomórfica y parlante, poseedora de una gran fuerza y poder que obtiene de la exposición a la radiación a través de un “desintegrador de átomos” que se encuentra en su laboratorio. Su símbolo no podría ser otro que el modelo atómico de Bohr.

Doctor Manhattan

Dr. Manhattan es uno de los personajes principales del popular comic Watchmen, cuya acción transcurre en los años 80 en el marco de una inminente guerra nuclear entre Estados Unidos y la Unión Soviética. Tras sufrir un accidente durante un experimento de física para desintegrar los objetos en átomos individuales su cuerpo se vaporiza. Sin embargo, sus átomos vuelven a combinarse convertido en un superhéroe capaz de manipular la materia. Sus creadores se inspiraron en otro superhéreo  de los años 60 con iguales poderes llamado Capitán Átomo . A diferencia de aquel personaje, el Dr. Manhattan rechaza un uniforme con el símbolo del átomo de Bohr, que considera absurdo, y se graba en la frente el esquema de un átomo de hidrógeno.

Here Comes Science

They Might Be Giants es un grupo de música indie estadounidense formado en los 80. Desde 2005 han elaborado varios proyectos educativos para niños. Su último disco en 2009 está dedicado a la divulgación de la ciencia. Para ello han elaborado varios videoclips de animación donde explican con sencillez varios conceptos científicos, entre ellos, este brillante vídeo sobre la tabla periódica donde se da a entender cómo los elementos se ordenan según las propiedades físicas de sus átomos.

Cosmos

El popular astrónomo y divulgador de la ciencia Carl Sagan hizo una magistral descripción de los átomos y de los elementos químicos en el episodio 9 de su serie Cosmos sin mostrar ni una sola representación del modelo atómico. Si a él le sobraban las imágenes, a quienes nos dedicamos a la divulgación nos sobran las palabras para describir la genilidad del maestro.

Atom

Una de los mejores documentales sobre física cuántica. Realizado en 2007 por la BBC y presentado por el físico Jim Al-Khalili, posiblemente el nuevo Carl Sagan de la divulgación científica, está compuesto por tres episodios donde se explica cómo el descubrimiento del átomo ha cambiado nuestra comprensión del Universo.

Más allá de la Relatividad

“Un físico es el medio que tienen los átomo de pensar en los átomos”, Anónimo.

Vídeo de divulgación donde se explican dos de los descubrimientos que Albert Einstein publicó en el mismo año que su teoría de la relatividad: el movimiento browniano, que proporcionó pruebas de la existencia de los átomos; y el efecto fotoeléctrico, que supuso la explicación más exacta de la naturaleza de la luz, así como el premio Nobel de física para su autor. Realizado por Iván Jiménez

El siglo XX vio como se transformaba súbitamente la visión de la realidad. La física que nos había guiado desde los tiempos de Galileo a Newton dejó de tener sentido. Uno de los principales causantes de esta revolución fue Albert Einstein. Gracias a él se desarrollaron las dos piedras angulares en las que hemos reconstruido nuestra comprensión del Universo y la materia.

Por un lado, la Relatividad supuso un cambio radical en nuestro modo de ver el mundo cuando los objetos se mueven a gran rapidez o tienen una gran masa. Gracias a ella descubrimos que el espacio y el tiempo son curvos e inseparables, que el Universo había tenido un comienzo y que aún se está expandiendo. Pero, por otro lado, Einstein también proyectó el primer rayo de luz sobre una nueva rama de la física: la mecánica cuántica. Un nuevo marco para comprender el comportamiento de los átomos, el mundo de la luz, la electricidad y de todo lo que opera a las escalas más diminutas.

A cambio hemos tenido que pagar un precio muy alto: renunciar a las certezas y dejar la ciencia en manos de la probabilidad. El mundo de lo infinitamente pequeño representa una realidad ajena a nuestra experiencia cotidiana y sentido común. Simplemente no se puede comprender a base de símiles derivados de la experiencia humana. Sin embargo, sin ella no podemos comprender muchas cosas que de otro modo no habríamos podido conocer.

La mecánica cuántica no sólo es fascinante por sus insólitos planteamientos y sus extravagantes leyes, además ha servido para realizar las predicciones más precisas y eficaces de toda la historia de la ciencia. Predijo la posibilidad del láser, que hoy tiene múltiples aplicaciones, desde en ingeniería hasta los lectores de CD; ha ayudado a la optimización de nuevos medicamentos y materiales; o se ha utilizado como base para nuevos microscopios capaces de ver la forma de las propias moléculas.

Paradójicamente, Albert Einstein se negó a aceptar la teoría que él mismo había ayudado a crear y sostuvo, hasta su muerte, que la realidad debía estar acorde con ideas más intuitivas. Aunque siempre se cita su frase “Dios no juega a los dados”, sus palabras auténticas fueron: “parece difícil echarle un vistazo furtivo a las cartas de Dios. Pero que juegue a los dados y utilice métodos telepáticos… es algo que yo no puedo creer ni por un momento”.

Cuántica: la chistera de mago

Este vídeo nace de la necesidad urgente de divulgación hacia la sociedad de este campo del conocimiento ya que, recientemente, ha crecido la popularidad de la física cuántica entre muchas pseudociencias que han encontrado en la complejidad de esta disciplina la jerga y verborrea adecuada para dotar de base científica a sus absurdas pretensiones con el innegable intento de obtener credibilidad.

Nuestra imagen del mundo y de nosotros mismos se ha visto afectada por los descubrimientos científicos. Para algunos seguidores de la Nueva Era, creyentes en ovnis, astrólogos, homeópatas y amantes de las pulseras milagrosas la ciencia les ha arrebatado el misterio esencial de la vida. Pero, en realidad, la ciencia sólo ha ayudado a eliminar algunos mitos producto de la ignorancia. Por suerte, ya han pasado los tiempos en el que las enfermedades eran resultado de maldiciones, o cuando la Tierra era el centro del Universo y los rayos, instrumentos de los dioses.

La ciencia no tiene respuestas a todos las preguntas, pero su realidad está abrumadoramente respaldada por las pruebas experimentales, lo que supone una evidencia muy importante de la existencia de unas leyes que, aún fuera de nuestra experiencia directa, nos sirven para comprender y prever el funcionamiento de la Naturaleza. Esto no significa que las respuestas sean ciertas y que el científico tenga la verdad.  Sea como sea, la ciencia, en su intento de dar solución a las grandes preguntas de la humanidad, nos ha proporcionado un conjunto de nuevos misterios igual de profundos e interesantes. Y eso es lo verdaderamente estimulante del conocimiento científico.

Cuando existen preguntas que la ciencia no puede responder pasan a formar parte del dominio de las creencias y las religiones. Estas son perfectamente respetables y forman parte de la propia naturaleza humana, pero todavía ninguna forma de fe ha sido suficiente para demostrar algún milagro, al menos que, como decía David Hume “el testimonio sea de tal categoría que su falsedad sea más milagrosa que los hechos que se propone establecer”. O lo que es lo miso, como simplificó el excelente divulgador Carl Sagan, “las afirmaciones extraordinarias precisan pruebas extraordinarias”.

Para finalizar, no está de más compartir el legítimo consejo de Bertrand Russell: “No es conveniente creer una proposición cuando no hay base alguna que sugiera que es cierta”. Espero que el vídeo trasmita al espectador algún ejemplo de lo fascinante y sorprendente que puede ser la ciencia.

Ver también:

“Viaje a la Relatividad” (Vídeo sobre la teoría especial y general de la Relatividad)

Una esférica visión del Cosmos II

[Vimeo 9781222]

Ilustraciones del libro “Imago Mundi” cedidas para la exposción “Cosmovisiones” del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Realizado por Iván Jiménez

“La figura y el movimiento del mundo contribuyen a darle armonía; la figura, porque siendo esférica y semejante a sí misma en todos sentidos puede encerrar en sí todas las demás figuras regulares; el movimiento, porque describe eternamente un círculo.”

Platón (s. IV a. C)

“Hay algo que se mueve con el movimiento continuo, el cual es el movimiento circular. No sólo lo prueba el razonamiento, sino el hecho mismo. De aquí se sigue que el primer cielo debe ser eterno.”

Aristóteles (s. IV a. C)

“El Ser es semejante a la masa de una esfera bien redondeada, cuya fuerza es constante desde el centro en cualquier dirección.”

Parménides (s. VI a. C)

“Cuando sigo a mi capricho la apretada multitud de las estrellas en su curso circular, mis pies ya no tocan la Tierra.”

Ptolomeo (s. II)

“La esfera de las estrellas es inmóvil; la Tierra, haciendo una revolución, produce el nacimiento y el ocaso cotidiano de las estrellas y de los planetas.”

Aryabhata (s. VI)

“La perfección última de una cosa es que se una con su principio; por eso también se dice que el círculo es una figura perfecta, porque tiene el mismo principio y fin.”

Tomás de Aquino (s.XIII)

“Mas ya movía mi deseo y mi querer,
como rueda a su vez movida,
el amor que mueve el Sol y las demás estrellas.”

“La Divina Comedia”, Dante (s.XIV)

“La máquina del mundo tendrá el centro en cualquier lugar y la circunferencia en ninguno, pues la circunferencia y el centro son Dios, que está en todas partes y en ninguna.”

Nicolás de Cusa (s. XV)

“Podemos afirmar con certidumbre que el Universo es todo centro, o que el centro del Universo está en todas partes y la circunferencia.”

Giordano Bruno (s. XVI)

“El mundo es esférico, sea porque es la forma más perfecta de todas, sin comparación alguna, totalmente indivisa, sea porque es la más capaz de todas las figuras, la que más conviene para comprender todas las cosas y conservarlas, sea también porque las demás partes separadas del mundo (me refiero al Sol, a la Luna y a las estrellas) aparecen con tal forma.”

Nicolás Copérnico (s. XVI)

“Es imposible que la razón, sin una instrucción previa, pueda dejar de imaginar que la Tierra es una especie de casa inmensa con la bóveda del cielo situada sobre ella; una casa inmóvil dentro de la cual el Sol, que es tan pequeño, pasa de una región a otra como pájaro errante a través del aire.”

Johannes Kepler (s. XVII)

“La entera creación como una coalición de todas las estrellas distribuidas en forma esférica alrededor de un centro general y todas gobernadas por una misma ley.”

Thomas Wright (s. XVIII)

“Nosotros sabemos que un círculo es un ser más elevado que una línea recta, en la medida en que el conocimiento y la sabiduría son más dignos de estima que el mero afecto.”

“Planilandia”, Edwin A. Abbot  (s. XIX)

“La forma primordial de cualquier cosa manifiesta, del átomo al globo, del hombre a los ángeles, es esferoidal, siendo la esfera, en todas las naciones, el emblema de eternidad y del infinito”.

Helena Blavatsky (s. XIX)

“El desplazamiento en el a línea recta hacia cualquier planeta sólo puede conseguirse mediante el recorrido en círculos de satélites intermedios, que proporcionarán una línea directa de círculos de un satélite a otro.”

Kazimir Malevich (s.XX)

“Oculto en el cambiante esquema de las cifras , en lo más recóndito del número irracional, se hallaba un círculo perfecto, trazado mediante unidades dentro de un campo de ceros. El universo había sido creado ex profeso, manifestaba el círculo. En cualquier galaxia que nos encontremos, tomamos la circunferencia de un círculo, la dividimos por su diámetro y descubrimos un milagro: otro círculo que se remonta kilómetros y kilómetros después de la coma decimal. (…) En tanto y cuanto habitemos en este universo y poseamos un mínimo talento para la matemática, tarde o temprano lo descubriremos porque ya está aquí, en el interior de todas las cosas. No es necesario salir de nuestro planeta para hallarlo. En la textura del espacio y en la naturaleza de la materia, al igual que en una gran obra de arte, siempre figura, en letras pequeñas, la firma del artista. Por encima del hombre, de los demonios, de los guardianes y constructores de túneles, hay una inteligencia que precede el Universo. El círculo se ha cerrado. Eleanor encontró, por fin, lo que buscaba.”

“Contact”, Carl Sagan (s. XX)

Una esférica visión del Cosmos

“El universo había sido creado ex profeso, manifestaba el círculo. En cualquier galaxia que nos encontremos, tomamos la circunferencia de un círculo, la dividimos por su diámetro y descubrimos un milagro: otro círculo que se remonta kilómetros y kilómetros después de la coma decimal.” Carl Sagan, Contact

Los pueblos de América Central alcanzaron un alto grado de conocimientos astronómico. La figura muestra un monolito circular con cuatro círculos concéntricos. En el centro se distingue el rostro del Dios Sol. Lo flanquean cuatro figuras de forma cuadrada que representan cuatro soles. El círculo exterior está formado por 20 áreas, los días de cada uno de los 18 meses del calendario azteca.

Circunferencias, círculos, esferas… La simetría circular es la forma matemática más frecuente en la naturaleza. La circunferencia es el perímetro más corto que encierra una superficie plana. La esfera es la menor superficie que encierra un volumen. El círculo protege, rueda, mueve. Es perfección y armonía; orden y belleza.

No es casualidad que desde el primer momento en el que la humanidad dirigió su mirada al cielo creyera ver una geometría circular que proveía de armonía y movimiento al Cosmos. A simple vista, el Universo finge reflejar en él la perfección de la esfera y la inercia de un círculo: la redondez está en muchos de los objetos que lo componen, como el Sol, las estrellas y los planetas; y el cielo parece moverse como una esfera de estrellas fijas rodeando la Tierra.

El círculo, la esfera, han seducido tanto a la ciencia como al arte. No sólo es la forma más simétrica y estable en la naturaleza, sino que constituye el símbolo a través del cual el hombre ha tratado de entender los misterios del mundo. En la historia de la astronomía tiene un especial significado: el orden y la belleza del movimiento planetario, la perfección geométrica de los cuerpos celestes e incluso la armonía en sentido musical, “la música de las esferas”.

A la vez, son muchas las representaciones artísticas que han llegado hasta nuestros días a través de libros y manuscritos en los cuales  la hegemonía de lo círcular es más que evidente a la hora de ilustrar los grandes conceptos de la creación, Dios o el Cosmos.  Sólo el desarrollo de la astronomía moderna, gracias al telescopio, consiguió romper la fascinación por el círculo y dotar al Universo de su verdadera forma y lugar.

De sphaera mundi. La divina geometría

El Universo geocéntrico en la Europa Cristiana situaba la Tierra, con las aguas y los continentes, en el centro del Universo y rodeada de los círculos del Aire y del Fuego. En el exterior, se mueven concéntricamente las esferas que contienen los planetas, el Sol y la Luna, así como las representaciones del zodiaco. Entre ésta última franja y las estrellas fijas, está el 'Primum Mobile', que transmite el movimiento a todo el Universo.

Fue la escuela griega quien dio a la astronomía una verdadera importancia científica. Los filósofos griegos tenían una concepción geocéntrica del mundo. Propusieron un modelo en el que los planetas, además de la Luna y el Sol, giraban en torno de la Tierra, el centro del Universo, describiendo círculos a velocidad constante. Esta idea estaba de acuerdo con un sentido de lo que parecía bello y elegante. El círculo era la forma más perfecta, sin principio ni final. Y el movimiento circular era, sin duda, el más apropiado para cuerpos tan sublimes como los celestes. El modelo geocéntrico de los griegos (conocido como modelo aristotélico) fue ampliado por Claudio Ptolomeo en el siglo II d. C hasta constituir un modelo cosmológico completo en el que la Tierra estaba rodeada concretamente de ocho esferas concéntricas donde se engarzaban la Luna, Mercurio, Venus, el Sol, Marte, Júpiter, Saturno, la esfera del Zodíaco y las estrellas fijas.

Sin embargo, el modelo griego no explicaba algunas singularidades como, por ejemplo, por qué algunos planetas parecían describir bucles mientras avanzaban con respecto a las estrellas fijas. Debido a estos extraños cambios en su movimiento, a los planetas se les denominó “estrellas errantes”. Para solucionar el problema, Ptolomeo ideó un ingenioso sistema en el cual la Tierra no estaba en el centro exacto (ecuante). Y los planetas giraban alrededor de su propia órbita (epiciclo), mientras describían un gran círculo (deferente). Así, los planetas no estaban sujetos directamente a las esferas, sino mediante una rueda excéntrica. Cuando la esfera gira, la rueda entra en rotación y los planetas rizan su trayectoria.

Este esquema del mundo, representa el modelo matemático de Ptolomeo. Todos los planetas, a excepción del Sol, tienen epiciclos. Y la esfera de las estrellas fijas es concéntrica a la Tierra. También lo son las siete esferas, todas de color azul, que transmiten el movimiento a las esferas planetarias.

La Iglesia cristiana no tuvo problemas para aceptar y abrazar el modelo geocéntrico ptolemaico como la imagen del Universo que mejor se ajustaba a las escrituras y constituyó el paradigma de la ciencia medieval hasta la revolución científica moderna. Además, presentaba la gran ventaja de dejar más allá de la esfera de las estrellas fijas una enorme cantidad de espacio para acomodar nuevas esferas transparentes e invisibles. La más externa fue denominada Empíreo, donde los ángeles, santos y bienaventurados gozaban de la presencia de Dios. Por debajo se encontraba el Primum Mobile (‘primer motor’), una fuerza mística encargada de trasmitir el movimiento a las demás esferas. El mundo era así más perfecto y más adecuado a como Dios, obviamente, debía de haberlo creado.

De revolutionibus. La revolución cosmológica

Conforme avanzaban los siglos y los astrónomos realizaban observaciones cada vez más continuas y precisas, el sistema de Ptolomeo se manifestaba incapaz de explicar los fenómenos celestes del Sistema Solar. Se imponía la necesidad de una reforma fundamental que no tardó en realizarse. En 1543, Nicolás Copérnico publicó una hipótesis totalmente diferente y reveladora que proponía Sol, y no a la Tierra, como el centro del Universo. Copérnico tardó 25 años en desarrollar su modelo heliocéntrico. Su obra De Revolutionibus Orbium Coelestium (De las Revoluciones de las Esferas Celestes) se considera el inicio de la astronomía moderna y marcó uno de los mayores cambios en la historia de la ciencia que afectó también a la filosofía y la religión.

La idea de Heráclides pudo llegar a la Edad Media a través de ilustraciones como ésta. En la imagen vemos al Sol casi en el centro del Zodiaco rodeado por Mercurio y Venus girando en órbitas no concéntricas. El Sol y la Luna giran alrededor de la Tierra, que presenta una extraña forma oblonga, mientras que Júpiter y Saturno giran tanto alrededor de la Tierra como del Sol.

Antes de elaborar su teoría, Copérnico estudió los textos griegos y descubrió que la rotación de la Tierra y el sistema heliocéntrico ya habían sido propuestos en la antigua Grecia. Heráclides Póntico (s. IV a. C), discípulo de Aristóteles y de la escuela platónica, afirmó que el movimiento aparente diurno del cielo se debía al movimiento de nuestro planeta, cada 24 horas, alrededor de su eje. Y dedujo que los planetas Mercurio y Venus giraban alrededor del Sol, que a su vez daba vueltas a la Tierra. Una idea revolucionaria que situará a Heráclides entre los precursores de Copérnico. Más adelante, Aristarco de Samos (s. III a. C), propuso un modelo totalmente heliocéntrico. Diecisiete siglos habrían de pasar para que la imagen de los planetas girando alrededor del Sol volviera a aparecer.

No obstante, en la época en que se publicó la obra de Copérnico resultaba difícil que los científicos lo aceptaran. Muchos consideraron que se trataba sólo de un artificio para calcular los movimientos de los planetas. Su teoría también levantó una tormenta de protestas de otro tipo. La idea de que el Sol, generoso creador de luz y calor, debía ser el soberano de los planetas más pequeños, era totalmente contraria a las enseñanzas religiosas occidentales. El propio Copérnico, consciente de la polémica que generarían sus ideas, quiso que el libro se publicara estando en su lecho de muerte y dedicó el mismo al Papa. Más tarde, la Iglesia católica colocaría la obra en su lista de libros prohibidos.

Con esta imagen Thomas Digges sugiere una de las más profundas transformaciones en la historia del pensamiento científico. La esfera de las estrellas fijas, que hasta entonces siempre había encerrado el Universo entero, se quebranta; las estrellas parecen salirse de los bordes de la página. Por primera vez se representa un Universo no terminado, infinito y poblado de estrellas.

Durante los siglos XVI y XVII hubo un intenso debate entre los do sistemas del mundo, copernicano y ptolemaico. En ambos casos el Universo todavía se encontraba limitado por una única esfera externa formada por las estrellas. Sin embargo, algunos astrónomos como Thomas Digges y Giordano Bruno empezaron a imaginar las estrellas como otros soles poblando un Universo infinito. De alguna manera, comenzaba a resquebrajarse el sistema imperante hasta ese momento. Las estrellas no estaban necesariamente dispuestas sobre una esfera, sino que se encontraban a distintas distancias de la Tierra; el Universo ya no podía concebirse como finito. Por defender esta idea, demasiado avanzada para su tiempo, Bruno perecería en la hoguera.

Astronomía nova. La cuadratura del círculo

El sistema copernicano, mucho más simple y superior a todos los precedentes, no estaba libre de defectos. Copérnico compartió el apego al prestigio de las formas perfectas del círculo y la esfera, y representó el sistema solar con órbitas circulares y con distancias respectivas bastante equivocadas. En conjunto, la visión copernicana no tuvo un impacto inmediato. Pasó casi un siglo para que científicos de la talla de Galileo Galilei, Johannes Kepler e Isaac Newton completaran la revolución astronómica liberando a la astronomía de los residuos geocéntricos.

El Sol irradia con su luz todo el Universo. La Tierra y el globo sublunar, constituido por los cuatro elementos, gira alrededor del Sol dejando en su interior las órbitas de Mercurio y Venus. Júpiter está representad, además, con los cuatro satélites descubiertos por Galileo en 1610. Y el octavo cielo se representa con las doce figuras zodiacales.

Gracias al telescopio de Galileo se inició una era de descubrimientos y observaciones que elevó progresivamente el conocimiento del Universo. Lo primero que Galileo observó fue la Luna. Ya no parecía un disco perfectamente liso, sino que tenía montañas y estaba llena de cráteres. A continuación dirigió su telescopio a Júpiter y avistó cuatro lunas (que hoy son 12). De modo que los cuerpos celestes no giraban exclusivamente alrededor de la Tierra. Y por último, volvió su telescopio hacia el Sol y descubrió manchas en su superficie que cambiaban de forma y posición. Las observaciones con el telescopio demostraban que los cielos no eran inmutables e indestructibles, y que toda la materia debería ser la misma en todas partes. Había comenzado la astronomía moderna.

Pitágoras, Platón, Ptolomeo y todos los astrónomos cristianos, daban por sentado que el círculo era la forma geométrica más perfecta. Fiel a esta convicción, Kepler relacionó las órbitas de los planetas con los sólidos regulares, como plasmó en su obra Mysterium Cosmographicum (a la izquierda) y con los acordes musicales, idea que fue compartida por muchos, entre ellos Robert Fludd (imagen de la derecha) que representó el Universo entero atravesado por un instrumento musical con una sola cuerda afinado, claro, por la mano divina.

Sin embargo, la geometría circular seguía ofreciendo una imagen de perfección y de esplendor cósmico que nadie estaba dispuesto cuestionar. El Cosmos parecía estar dotado de un “concierto admirable” conseguido mediante movimientos regulares, órbitas circulares y proporciones armoniosas. Muchos científicos siguieron empeñados en hacer encajar las piezas de la maquinaría celeste y creyeron ver correspondencias y analogías según las creencias de los antiguos matemáticos griegos.

El empleo del telescopio reveló que muchos objetos celestes estaban formados en realidad por muchas estrellas. En la imagen está representado el sistema solar con sus planetas, la Luna, los satélites de Júpiter y de Saturno. No sólo el Sol está rodeado por planetas que orbitan en elipses, sino también todas las estrellas que forman 'otros mundos'. En la parte inferior discuten las figuras de Ptolomeo, Copérnico, Keplero y Tycho Brahe.

Destacan los esfuerzos de Johannes Kepler quien relacionó los seis planetas conocidos hasta el momento (Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter y Saturno) con los cinco sólidos regulares o “platónicos”. De esta forma, cada uno de los polígonos regulares, inscritos o anidados uno dentro del otro, determinaban las distancias del Sol a los planetas. Fiel a su visión, Kepler también creyó ver la prueba irrefutable de la perfección celeste en la “música de las esferas”, un concepto pitagórico que sostenía que las esferas de los planetas emitían sonidos que combinados producían una música armónica. Kepler tuvo la convicción de que la velocidad de cada planeta correspondía a ciertas notas de la escala musical latina.

Finalmente, los descubrimientos de nuevos planetas como Urano y Neptuno, así como de las lunas de Júpiter, y el aumento en la precisión de las mediciones hizo comprender a Kepler que la fascinación por el círculo había sido un engaño. Advirtió que los planetas no describen círculos alrededor de la Tierra a velocidad constante, sino que se mueven alrededor del Sol describiendo ‘elipses’ a velocidad variable. Roto el hechizo del círculo, las elipses de Kepler dejaban un misterio por resolver. ¿Qué es lo que mueve a los planetas? La solución llegó unos pocos años después, cuando Isaac Newton publicó su famosa teoría de la gravitación. Su obra culminaba la revolución científica iniciada por Copérnico y proporcionaba el fundamento científico de la moderna visión del mundo.

Este texto pertenece al catálogo de la exposición “Cosmovisiones” del Instituto de Astrofísica de Canarias. (Versión .pdf)

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