El modelo heliocéntrico

El modelo heliocéntrico: en el siglo III a. C., Aristarco de Samos elaboró un modelo de universo con el Sol en el centro y la Tierra girando alrededor de él. Aunque pronto se desechó esta propuesta, llegado el Renacimiento, algunos científicos pensaron que era el momento de desempolvar aquella vieja idea.

Nicolás Copérnico publicó, en 1543, Sobre la revolución de los orbes celestes (De revolutionibus orbium coelestium), obra que se convertiría en la propuesta definitiva de un modelo heliocéntrico del universo. Este hito histórico supuso el inicio de una revolución científica cuya repercusión no podía imaginar quien le dio inicio. Estas son las características más destacadas del universo copernicano:

• El Sol permanece estático y situado en el centro.
• Alrededor de él giran los planetas.
• La Luna gira alrededor de la Tierra con un periodo de revolución de 28 días.
• Encerrando el universo vemos a las estrellas fijas.
• Las órbitas de los planetas son circulares y, como en el modelo geocéntrico, se precisa de las órbitas excéntricas, los deferentes y los epiciclos para dar cuenta de las posiciones de los planetas.
• La Tierra experimenta tres movimientos: rotación alrededor de su eje, traslación alrededor del Sol y oscilación de su inclinación respecto del plano de la eclíptica.

Pronto surgieron muchas objeciones a esta propuesta. Entre ellas destacan dos de especial relevancia:

• El movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol debería permitir apreciar diferencias de brillo y tamaño en las estrellas, dado que su distancia a cada una de ellas varía a lo largo del año.
• La caída de los cuerpos hacia la Tierra, basada en la doctrina aristotélica, no se puede explicar si esta sale de su posición central en el universo y gira alrededor del Sol.

La solución a estas dos objeciones obliga a replantearse las ideas aceptadas sobre el tamaño del universo y la posición que el ser humano ocupa en él. El desplazamiento de la Tierra de su posición central cambió la concepción general del mundo y del papel del ser humano, que a partir de este momento ya no gozará de la posición privilegiada que le asignaba el modelo geocéntrico.

La física de Newton

La física de Newton: la publicación, en 1687, de la obra de Isaac Newton, Principios matemáticos de la filosofía natural (Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica), constituyó la culminación de todo el proceso que se inició con Copérnico y que significó el nacimiento de la ciencia moderna.

El físico inglés expuso en esta obra las bases de la mecánica clásica y formuló las tres leyes de la dinámica que llevan su nombre:

• La ley de la inercia.
• La ley de la fuerza.
• La ley de la acción y la reacción.

A partir de estas, el propio Newton estableció la ley de la gravitación universal, que supuso un hito sin precedentes, pues permitió unificar la mecánica terrestre y la celeste. Newton descubrió que una única ley, la ley de la gravitación universal, gobernaba el movimiento de todos los cuerpos, estuvieran en el firmamento o sobre la superficie de la Tierra. De esta forma, por primera vez se pudo hablar de verdad de un universo, en contraposición a los dos mundos aristélicos (sublunar y supralunar).

La física newtoniana constituye el mejor ejemplo de paradigma científico porque la ley de la gravitación universal no sirve solo para explicar fenómenos como la caída de los cuerpos o las órbitas de los cuerpos celestes. Newton sostenía que, en el futuro, la fuerza gravitacional serviría para explicar fenómenos magnéticos, eléctricos, ópticos e, incluso, fisiológicos. Él mismo inició investigaciones en este sentido, en relación con la luz, y llegó a la conclusión de que esta tenía un carácter corpuscular.

Los estados de reposo y movimiento que explican las leyes de Newton solo pueden determinarse en relación con otros cuerpos que estén en reposo o en movimiento. A su vez, estos últimos habrán de determinarse en relación con otros cuerpos que estén, igualmente, en reposo o en movimiento. Como no podemos llevar hasta el infinito esta secuencia, las leyes del movimiento, a juicio de Newton, exigen la existencia de un espacio y un tiempo absolutos. Esta conclusión de la física newtoniana —junto con su afirmación del carácter corpuscular de la luz— será la que genere más problemas en su programa de investigación y la que, finalmente, abra paso a una nueva revolución científica a principios del siglo XX.

Los estados de reposo y movimiento que explican las leyes de Newton solo pueden determinarse en relación con otros cuerpos que estén en reposo o en movimiento. A su vez, estos últimos habrán de determinarse en relación con otros cuerpos que estén, igualmente, en reposo o en movimiento. Como no podemos llevar hasta el infinito esta secuencia, las leyes del movimiento, a juicio de Newton, exigen la existencia de un espacio y un tiempo absolutos.