martes, 22 de agosto de 2017

8. Tycho Brahe

Tycho Brahe (1.546-1.601).  Fue el primer observador sistemático de los fenómenos celestes, el primero en afirmar que para llegar a una teoría satisfactoria era necesario hacer observaciones numerosas y exactas.  Sus observaciones del planeta Marte sirvieron a Kepler para formular sus leyes, que a su vez sirvieron a Newton para comprobar su teoría de la gravitación.

La aparición de la ciencia experimental, observacional, implicó una revolución en el pensamiento.  Se dejó de creer ciegamente en lo que otros habían dicho y se comenzó a creer sólo en lo que fuera comprobable y demostrable.⃰  Cuando Brahe vio que sus observaciones no coincidían con las tablas de Tolomeo, y no convencido con el sistema de Copérnico, ideó un sistema híbrido en el que la Tierra estaba en el centro, el Sol giraba alrededor de la Tierra, Mercurio y Venus lo hacían alrededor del Sol y los demás planetas alrededor de la Tierra.  Se trata de un modelo muy lógico si se quiere representar lo que se ve, no lo que se cree que debe ser.

[Con el asterisco remito a esta nota a pie de página: "Ver la novela El nombre de la rosa, de Umberto Eco, cuyo protagonista es Roger Bacon."  En esa época estaba de moda la novela y creo que ya habían hecho la película basada en ella.  Nunca leí la novela porque la trama de la película es tan rebuscada y tortuosa que no resulta ser convincente.  Es fantasiosa, sensacionalista, como tiende a serlo el periodismo actual, meramente para entretener al lector superficial, que lo único que exige es que lo diviertan porque anda aburrido y sin saber que hacer, como si no hubiera suficiente que hacer.  (Aprovechando ese éxito de librería, el autor se apresuró a escribir El péndulo de Foucault, que creo que fue igual de exitoso, pero esta vez la industria cinematográfica no tragó entero, a menos que no me haya enterado.  Con eso parece que al escritor se le agotaron las fantasías.)  Muy diferente fue "Ágora", una película mucho más reciente, sobre Hipatia, la astrónoma, matemática y filósofa alejandrina supuestamente asesinada por una turbamulta azuzada por el Obispo Cirilo, en momentos en que la patanería cristiana se iba imponiendo ante un "paganismo" erudito y refinado pero moribundo.  Algunos historiadores alegan que no hay evidencia histórica de esa infamia.  Los cristianos protestaron porque en la película aparecen como los bellacos del cuento.  Esto se relaciona también con mi abuelo materno, que fue liberal, anticlerical, teósofo y masón, trajo hacia 1.920 la teosofía a Colombia de Centroamérica, donde tuvo que refugiarse luego de la Guerra de los Mil Días (1.899-1.901), y bautizó a mi progenitora con el nombre de Hipatia.  La biografía del abuelo aparece en el sitio en la Red de la Sociedad Teosófica de Colombia, demasiado aduladora por haber sido redactada por la hija, mi tía Corina (nombre de una poetisa griega).  (Primero fue Alicia, único nombre no rebuscado, porque los otros fueron América, nacida un 12 de octubre, y Roberto Alcione, y quien tenga tiempo de sobra que lo investigue.) De él digo algo en la introducción a un relato espiritista sobre la muerte de una de la primogénita, que puse en mi sitio de transcripciones (transcripcionesreveladoras.blogspot.com), titulado "La muerte de Alicia".  Esto no es proselitismo: nunca pertenecí a ninguna organización, fuera del tipo que fuera, y tanto a la teosofía como al abuelo hay cosas que reprochar, pero son intimidades como de telenovela.





El dibujo del profesor, un diagrama del sistema de M. Capella y uno del de Brahe


La descripción del sistema planetario de Brahe fue otro de los descuidos del profesor: lo que nos dibujó en el tablero fue el del escritor latino del siglo V d.C. Martianus Capella, cuyo sistema tiene algún parecido con el de Brahe, y cuyo nombre fue dado a un cráter lunar (igual homenaje recibió Brahe).  En el de Brahe todos los planetas tienen órbitas cuyo centro es el Sol, pero los últimos tres dan vueltas alrededor tanto del Sol como de la Tierra, como en el de Capella, con la diferencia de que en el de éste las órbitas de esos tres tienen como centro a la Tierra.  Ambos sistemas son "geoheliocéntricos".  A algunos les pareció que la cosa no estaba todavía suficientemente complicada y prefirieron un sistema como el de Brahe pero con la Tierra dando un giro completo sobre su propio eje cada día, así que por lo menos en eso sí acertaron (y todos al aceptar que la Luna, como una perrita faldera incondicional, giraba alrededor de la Tierra, supone uno que porque esto sí resultaba evidente).]

Brahe duró 40 años haciendo observaciones rigurosas del Sol [por andar haciendo eso mismo con las manchas solares quedó ciego Galileo, y uno se imagina a los teólogos diciendo: ¡castigo divino por atreverse a contradecir a la Sagrada Escritura!], la Luna y los planetas, especialmente Marte, midiendo la longitud del cuerpo celeste día a día.  La longitud no es otra cosa que el ángulo medido entre 1) determinada dirección de referencia (arbitraria), es decir, una línea entre la Tierra y una estrella cercana a la eclíptica (casi sobre el plano de la órbita terrestre), o, por ejemplo, el equinoccio de primavera, y 2) la dirección del planeta (la línea que lo une con la Tierra).  También se medía la latitud, pero lo que más interesaba era la longitud [sí, porque esa latitud varía relativamente poco, ya que los planos de las órbitas planetarias son aproximadamente coincidentes, con la excepción del de la de Plutón, que está muy inclinada, mientras que la longitud varía de manera notoria a medida que el planeta recorre toda una circunferencia].  Fue acumulando estos datos pero no tenía la capacidad de analizarlos.

El "paralaje diurno" es un pequeño desplazamiento en la posición de la Luna debido a la rotación terrestre (y el consiguiente cambio de posición del observador que lleva a un cambio de perspectiva).  En 1.572 Brahe descubrió una nova, que es una estrella cuyo brillo aumenta súbitamente para luego disminuir en el curso de varios meses --hoy sabemos que se trata de una explosión--, y supuso que debía estar más allá de la Luna porque no pudo medirle ningún  paralaje.  En 1.577 obtuvo el mismo resultado con un cometa.

Éste par de observaciones tiene la siguiente importancia: contribuyó a minar la física aristotélica y escolástica.  Se suponía que los cielos eran inmutables, que ahí no podían ocurrir cambios, a excepción del movimiento circular uniforme.  Sólo había cambio en el mundo sublunar, por consiguiente se pensaba que los cometas eran fenómenos atmosféricos, pero ahora comenzaba a observarse cosas que cambiaban de posición o de brillo súbitamente más allá de la Luna.  Además, si los cometas se desplazaban a través de la región de las esferas cristalinas entonces estas no podían existir realmente.  [Ya se vio que Aristóteles sí creía en su existencia pero que para Eudoxio eran apenas parte de "una construcción puramente geométrica".] 

Las observaciones de Brahe son muy precisas para la época, para los instrumentos que utilizaba.  Los errores que comete no pasan muchas veces de un minuto de arco, pero actualmente se logra tal precisión que pueden ser de milésimas de segundo.

La atmósfera tiene varias capas, que son más densas cuanto más cerca se encuentran de la superficie terrestre y más tenues cuanto más alejadas.  Un rayo de luz proveniente de una estrella, al llegar a un medio más denso, comienza a sufrir una deflexión, es decir, sufre refracciones sucesivas a medida que va pasando por capas atmosféricas cada vez más densas.  El observador, en lugar de ver a la estrella en una dirección paralela a la trayectoria del rayo antes de entrar en la atmósfera, la verá en la dirección OB, que corresponde a la dirección del rayo al llegar, de tal manera que no la ve en la posición A sino en la posición B.  [No se entiende lo de "ver a la estrella en una dirección paralela etc." y la respectiva dirección en el diagrama porque si no hubiera refracción simplemente se la vería en la dirección real de la estrella, la que une a la estrella con el ojo del observador (como sería el caso en sitios desprovistos de atmósfera, como la Luna o Mercurio {¿o con una tenue, como Marte?}).  En el segundo diagrama, tomado del Manuel pratique d'astonomie de Lucien Rudaux, no está esa tercera dirección.  Parece que en el diagrama que se nos dibujó en el tablero la dirección adicional, paralela a la real de la estrella, que está entre las otras dos, es apenas para señalar cómodamente el ángulo entre la dirección real y la de la imagen de la estrella donde aparenta estar.]  





En realidad la diferencia entre las dos direcciones está muy exagerada en el dibujo.  En el horizonte --en el punto O--, esa diferencia es de ½° (= 30'), pero cuando se está midiendo cantidades del orden de la milésima de segundo esto es importante. 

[Un "orden" en ese contexto es un "orden de magnitud", una potencia de 10 (sucesivos órdenes de magnitud descendentes en cierta gama alrededor del cero serían las centenas de millares, las decenas de millares, los millares, las centenas, las decenas, las unidades, las décimas, las centésimas, las milésimas, las diezmilésimas, las cienmilésimas), de tal manera que son del mismo orden de magnitud las cantidades con el mismo número de dígitos.

En realidad medio grado no es tan poco.  Si se piensa que es precisamente el diámetro aparente de la Luna o el Sol entonces sorprende que la atmósfera pueda desviar un rayo de luz de tal manera que la estrella aparezca tan fuera de lugar.  La comparación con el tamaño aparente de ese par de cuerpos celestes que son tan de nuestra experiencia cotidiana permite que imaginemos la mayor distancia que puede presentarse entre la posición real de la estrella y la posición aparente, por el efecto de la atmósfera. 

Además, pero esto es un asunto diferente, que se puede mencionar para aprovechar la ocasión, está la coincidencia igual de sorprendente de que la Luna sea 400 veces más pequeña (en su diámetro [real]) que el Sol pero que está exactamente 400 veces más cerca, por lo que los dos astros parecen tener el mismo diámetro, y eso permite que haya eclipses totales.  (Si en algunos casos lo que sucede es un eclipse anular de Sol es porque la distancia a la Luna ha aumentado levemente, por no ser circular su órbita, se hace más pequeña ante un observador en la Tierra y no logra tapar el Sol íntegramente.)  El escéptico no se deja pasmar por cosas como esa.  Ni por un segundo se le ocurriría sospechar que haya Alguien que pudo haber dispuesto todo con precisión milimétrica.  Fantasías, alega.  Mera coincidencia inexplicable.] 

Éste fenómeno de la refracción es mayor para las estrellas cercanas al horizonte, ya que los rayos que vienen de tales estrellas deben cruzar una mayor distancia en la atmósfera.  El efecto de la refracción puede llegar a unos 30 segundos (½ minuto) de arco para estas estrellas.

Brahe fue el primero en tener en cuenta la refracción en sus observaciones.  En observaciones de precisión hay que tener en cuenta éste fenómeno y hacer las correcciones del caso.         




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