Astronomía

Historia

Es la ciencia que se ocupa de los cuerpos celestes del Universo, incluidos los planetas y sus satélites, los cometas y meteoros, las estrellas y la materia interestelar, los sistemas de estrellas llamados galaxias y los cúmulos de galaxias. La astronomía moderna se divide en varias ramas: astrometría, el estudio mediante la observación de las posiciones y los movimientos de estos cuerpos; mecánica celeste, el estudio matemático de sus movimientos explicados por la teoría de la gravedad; astrofísica, el estudio de su composición química y su condición física mediante el análisis espectral y las leyes de la física; y cosmología, el estudio del Universo como un todo.

Hay cosas maravillosas para ver en el cielo: mundos diferentes del nuestro; grandes cúmulos incandescentes de gas, donde nacen las estrellas; explosiones inmensas en las que las estrellas mueren. Los astrónomos son los científicos que estudian los objetos del universo, como planetas, lunas, cometas, estrellas y galaxias. La astronomía es una ciencia de gran antigüedad. Los árabes y los griegos contemplaron el cielo y trataron de comprender el comportamiento de los astros. Pero muchos de estos objetos están demasiado lejos para verlo con detalles. El invento del telescopio en el siglo XVII permitió empezar a saber cosas acerca del universo. Hoy los astrónomos usan una gama muy amplia de instrumentos para explorar el espacio: miran a través de telescopios terrestres de varios tipos, lanzan sondas espaciales que visitan los demás planetas, y envían satélites para estudiar el espacio a gran altura sobre la superficie terrestre.

La curiosidad de los pueblos antiguos con respecto al día y la noche, al Sol, la Luna y las estrellas les llevó a la conclusión de que los cuerpos celestes parecen moverse de una forma regular y que este hecho es útil para definir el tiempo y la dirección sobre la Tierra. La astronomía superó los problemas que inquietaron a las primeras civilizaciones, es decir, la necesidad de establecer con precisión las épocas adecuadas para sembrar y recoger las cosechas y para las celebraciones, así como la necesidad de orientarse en las largas travesías comerciales o en los viajes.

Para los pueblos antiguos el cielo mostraba una conducta muy regular. El brillante Sol que separaba el día de la noche salía todas las mañanas desde una dirección, el este, se movía uniformemente durante el día y se ponía en la dirección opuesta, el oeste. Por la noche, se podían ver miles de estrellas que seguían una trayectoria similar girando en agrupamientos permanentes, llamados constelaciones alrededor de un punto fijo en el cielo llamado polo norte celeste.

En la zona templada del hemisferio norte, los científicos comprobaron que el día y la noche no duraban lo mismo. En los días largos, el Sol salía más al norte y ascendía más alto en el cielo al mediodía; en los días con noches más largas el Sol salía más al sur y no ascendía tanto. La observación de las estrellas que aparecen por el oeste antes del ocaso o por el este antes del amanecer mostraba que la posición relativa del Sol cambia de forma gradual.

Estudios posteriores pusieron de manifiesto que el Sol, la Luna y cinco planetas brillantes giran alrededor de la esfera de estrellas dentro de un estrecho cinturón llamado zodíaco. La Luna atraviesa el zodíaco con rapidez, adelantando al Sol una vez cada 29,5 días, periodo conocido como mes sinódico. Los que observaban las estrellas en la antigüedad intentaban fijar los días e incluso los meses y los años en un sistema de tiempo coherente, o calendario. Como ni un mes completo ni un año completo contienen exactamente un número entero de días, los creadores de calendarios asignaban a los sucesivos meses o años diferente número de días, que sacando una media, se aproximara al valor real. Así pues, el calendario moderno incluye 97 años bisiestos en cada periodo de 400 años, de modo que la cantidad media de días por año sea de 365,2425, muy aproximada a la cantidad determinada astronómicamente, que es de 365,24220.

El Sol y la Luna siempre atraviesan el zodíaco de oeste a este. No obstante, los cinco planetas brillantes: Mercurio, Marte, Venus, Júpiter y Saturno, que también se mueven hacia el este sobre el fondo de las estrellas, tienen un movimiento hacia el oeste, o retrógrado, de variada duración. Así pues, los planetas parecen seguir un recorrido hacia el este de manera irregular, con curvas periódicas en sus trayectorias. Desde la antigüedad se ha pensado que los acontecimientos celestes, en especial los movimientos planetarios, tenían que ver con el destino de las personas. Esta creencia, llamada astrología, fomentó el desarrollo de esquemas matemáticos para predecir los movimientos planetarios y favoreció el progreso de la astronomía en el pasado.

¿Cuál fue el primer instrumento astronómico?

Fue una simple varilla clavada en el suelo, cuya sombra giraba según la ubicación de la Tierra con respecto al Sol; el largo de la sombra cambiaba en distintas estaciones del año. Este primer instrumento se llamaba gnomon, más conocido como reloj de arena.

Astronomía Griega:

Los conocimientos astronómicos de los egipcios fueron superiores a los de los griegos. Por eso muchos científicos griegos, como Pitágoras, Platón, Ptolomeo, etc., se trasladaron al país de las pirámides para perfeccionar sus datos astronómicos. De esta forma, se dieron cuenta que la Tierra era redonda, pero Ptolomeo creía que nuestro planeta era el centro del Universo y que todos los planetas restantes giraban en torno a él, trazando a su vez pequeños círculos. Esto se refiere a lo que comúnmente se denomina un Universo geocéntrico.

Además, los antiguos griegos, hicieron importantes aportaciones a la astronomía. La Odisea de Homero se refiere a constelaciones como la Osa Mayor, Orión y las Pléyades y describe cómo las estrellas pueden servir de guía en la navegación.

Otro tan destacado es Tales que predijo un eclipse total de Sol el 28 de mayo de 585 a. C., parece ser apócrifa . Hacia el año 450 a. C., los griegos comenzaron un fructífero estudio de los movimientos planetarios. Filolao (siglo V a. C.), discípulo de Pitágoras, creía que la Tierra, el Sol, la Luna y los planetas giraban todos alrededor de un fuego central oculto por una contratierra interpuesta. De acuerdo con su teoría, la revolución de la Tierra alrededor del fuego cada 24 horas explicaba los movimientos diarios del Soly de las estrellas. Hacia 370 a. C., el astrónomo Eudoxo de Cnido explicaba los movimientos observados mediante la hipótesis de que una enorme esfera que transportaba las estrellas sobre su superficie interna se desplazaba alrededor de la Tierra, girando diariamente. Además, explicaba los movimientos solares, lunares y planetarios diciendo que dentro de la esfera de estrellas había otras muchas esferas transparentes interconectadas que giran de forma diferente.

El más original de los antiguos observadores de los cielos fue el otro griego, Aristarco de Samos. Creía que los movimientos celestes se podían explicar mediante la hipótesis de que la Tierra gira sobre su eje una vez cada 24 horas y que junto con los demás planetas gira en torno al Sol. Esta explicación fue rechazada por la mayoría de los filósofos griegos que contemplaban a la Tierra como un globo inmóvil alrededor del cual giran los ligeros objetos celestes. Esta teoría, conocida como sistema geocéntrico, permaneció inalterada unos 2.000 años.

En el siglo II D. los griegos combinaban sus teorías celestes con observaciones trasladadas a planos. Los astrónomos Hiparco de Nicea y Tolomeo determinaron las posiciones de unas 1.000 estrellas brillantes y utilizaron este mapa estelar como base para medir los movimientos planetarios. Al sustituir las esferas de Eudoxo por un sistema más flexible de círculos, plantearon una serie de círculos excéntricos, con la Tierra cerca de un centro común, para representar los movimientos generales hacia el este alrededor del zodíaco a diferentes velocidades del Sol, la Luna y los planetas. Para explicar las variaciones periódicas en la velocidad del Sol y la Luna y los retrocesos de los planetas, decían que cada uno de estos cuerpos giraba uniformemente alrededor de un segundo círculo, llamado epiciclo, cuyo centro estaba situado en el primero. Mediante la elección adecuada de los diámetros y las velocidades de los dos movimientos circulares atribuidos a cada cuerpo se podía representar su movimiento observado. En algunos casos se necesitaba un tercer cuerpo. Esta técnica fue descrita por Tolomeo en su gran obra, el Almagesto. Otra pensadora que, como Tolomeo, mantuvo viva la tradición de la astronomía griega en Alejandría en los primeros siglos de la era cristiana, fue Hipatia, discípula de Platón. Escribió comentarios sobre temas matemáticos y astronómicos y está considerada como la primera científica y filósofa de Occidente.

La astronomía griega se transmitió más tarde hacia el este a los sirios, indios y árabes. Los astrónomos árabes recopilaron nuevos catálogos de estrellas en los siglos IX y X y desarrollaron tablas del movimiento planetario. Sin embargo, aunque los árabes eran buenos observadores, hicieron pocas aportaciones útiles a la teoría astronómica. La astronomía europea del siglo XIII y las traducciones árabes del Almagesto que circulaban por Europa estimularon el interés por la astronomía. Los europeos se contentaron en un primer momento con hacer tablas de los movimientos planetarios, basándose en el sistema de Tolomeo, o divulgar su teoría.

Astronomía Babilónica:

Diversos pueblos antiguos como los egipcios, mayas y chinos desarrollaron interesantes mapas de las constelaciones y calendarios de gran utilidad, pero fueron los babilonios los que realizaron cosas más importantes. Para perfeccionar su calendario estudiaron los movimientos del Sol y de la Luna. Solían designar como comienzo de cada mes el día después de la luna nueva, cuando aparece el primer cuarto lunar después del ocaso. Al principio este día se determinaba mediante la observación, pero después los babilonios quisieron calcularlo por anticipado. Hacia 400 a. C. comprobaron que los movimientos aparentes del Sol y la Luna de este a oeste alrededor del zodíaco no tienen una velocidad constante. Parece que estos cuerpos se mueven con velocidad creciente durante la primera mitad de cada revolución hasta un máximo absoluto y entonces su velocidad disminuye hasta el mínimo originario. Los babilonios intentaron representar este ciclo aritméticamente dando por ejemplo a la Luna una velocidad fija para su movimiento durante la mitad de su ciclo y una velocidad fija diferente para la otra mitad. Perfeccionaron además el método matemático representando la velocidad de la Luna como un factor que aumenta linealmente del mínimo al máximo durante la mitad de su revolución y entonces desciende al mínimo a final del ciclo. Con estos cálculos los astrónomos babilonios podían predecir la luna nueva y el día que comenzaría el nuevo mes. Como consecuencia, conocían las posiciones diarias de la Luna y del Sol todos los días del mes.

De forma parecida calculaban las posiciones planetarias, tanto en su movimiento hacia el este como en su movimiento retrógrado.

Astronomía Moderna:

Tras la época de Newton, la astronomía se ramificó en diversas direcciones. Con esta ley de gravitación el viejo problema del movimiento planetario se volvió a estudiar como mecánico celeste. Telescopios perfeccionados permitieron la exploración de las superficies de los planetas, el descubrimiento de muchas estrellas débiles y la medición de distancias estelares. En el siglo XIX, un nuevo instrumento, el espectroscopio, aportó información sobre la composición química de los cuerpos celestes y nueva información sobre sus movimientos.

Durante el siglo XX se han construido telescopios de reflexión cada vez mayores. Los estudios realizados con estos instrumentos han revelado la estructura de enormes y distantes agrupamientos de estrellas, denominados galaxias, y de cúmulos de galaxias. En la segunda mitad del siglo XX los progresos en física proporcionaron nuevos tipos de instrumentos astronómicos, algunos de los cuales se han emplazado en los satélites que se utilizan como observatorios en la órbita de la Tierra. Estos instrumentos son sensibles a una amplia variedad de longitudes de onda de radiación, incluidos los rayos gamma, rayos X, ultravioletas, infrarrojos y regiones de radio del espectro electromagnético. Los astrónomos no sólo estudian planetas, estrellas y galaxias, sino también plasmas (gases ionizados calientes) que rodean a las estrellas dobles, regiones interestelares que son los lugares de nacimiento de nuevas estrellas, granos de polvo frío invisibles en las regiones ópticas, núcleos energéticos que pueden contener agujeros negros y radiación de fondo de microondas surgidos de la gran explosión que pueden aportar información sobre las fases iniciales de la historia del Universo.

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