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Astronomía Galileo

El Juicio de Galileo

El gran riesgo que corrió Galileo cuando publicó su obra el Diálogo le llevó al desastre, ya que el Sacro Palacio, el oficial jefe encargado de las autorizaciones y el propio secretario del Papa se aseguraron de censurar su obra.

A pesar de que en el prefacio y la conclusión del Diálogo declaraba que sus argumentos no eran más que probables e hipotéticos, ambos tenían una intención totalmente opuesta, engañando al propio Papa Urbano VIII. Por ello, éste le acusó de faltar una promesa y la Inquisición Romana le imputó por desobedecer la admonición registrada de la minuta del año 1616 y de opinar libremente sobre el tema condenado como si fuera una hipótesis.

Galileo negó las acusaciones, aunque no fue suficiente puesto que después de varios procesos fue declarado culpable y se vio obligado a abjurar de su creencia en la teoría copernicana y su obra Diálogo fue prohibida.

Galileo ante el Santo oficio, por Joseph-Nicolas Robert-Fleury, siglo XIX
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El Diálogo

El Papa Urbano VIII, a pesar de que Galileo ya había sido advertido por el Santo Oficio, le permitió publicar un estudio más sobre el movimiento de la Tierra y el Sol, pero con la condición de que sus postulados debían ser hipotéticos. La visión de Galileo se pude ver en su obra El Diálogo (1632), donde ponía en boca de Simplicio las opiniones que el Papa le había instado a abandonar, es decir, este personaje era el encargado de defender a ultranza el sistema de Ptolomeo y Aristóteles;  Salviati abogaba por el Sistema Copernicano del Universo y Sagredo es neutral, buscando la verdad sin aferrarse a ningún dogma en concreto.

Así, cuando trata el tema del movimiento de la Tierra, Simplicio preguntaba si Dios no provocó las mareas por otro medio que el considerado por Galileo: “sé que replicarías que Él podría haber conocido cómo hacerlo de muchas maneras que están más allá de la comprensión de nuestra mente. De lo que concluyo en seguida que, siendo esto así, sería una audacia extravagante que alguien limitara y confinara el poder de la sabiduría divinos a una fantasía particular de su propia invención“.

El argumento que utiliza Galileo, basado en la omnipotencia de Dios, tenía el objetivo de liberar a la ciencia de las restricciones del aristotelismo del siglo XIII. Por lo tanto, estaba interesado realmente en descubrir el modo por el que Dios había actuado al crear el mundo.

Ilustración de el Diálogo de Galileo Galilei
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La Caída de los Cuerpos

Galileo, para abordar y demostrar su propuesta, realizó muchísimos estudios  que tendían hacia un objetivo claro: matematizar la física. Investigó acerca de los casos abstractos y privilegiados del movimiento, como el movimiento circular, horizontal, etc., donde el movimiento parecía perdurar eternamente. También estudió el movimiento concreto o mecánico, sentando las bases de la solución correcta del problema de la caída de los cuerpos.

Así, cuando en el año 1604 Galileo abordó el problema de la Caída de los Cuerpos poseía ya los principios que relacionan la duración de la caída al espacio recorrido, así como la fórmula de la conservación del movimiento y la velocidad.

En lugar de pensar en el movimiento, Galileo lo representa como una línea que representaría la trayectoria con una velocidad variable: “Supongo (y quizás podré demostrarlo) que el grave que cae naturalmente va aumentando sin cesar de velocidad en la medida en que aumenta la distancia del punto del que parte; así, por ejemplo, si el grave parte del punto a y cae por la línea ab, supongo que el grado de velocidad en el punto d será tanto mayor que el grado de velocidad en c cuanto mayor sea la distancia da que ca; así pues el grado de velocidad en c será al grado en d como ca es a da, y así, en cada punto de la línea ab el grave tendrá un grado de velocidad proporcional  a la distancia de este mismo punto al punto a. Este principio me parece muy natural, y responde a todos los experimentos comprobados con las máquinas e instrumentos que actúan por percusión, donde la percusión tiene un efecto mayor cuanto mayor es la altura de la caída“.

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Los antecedentes de la Ley de caída de los cuerpos

Los primeros esbozos de la ley de la caída de los cuerpos, que Galileo intentaba demostrar, los realizaron personajes como Benedetti, Tartaglia o incluso Leonardo da Vinci.

Benedetti expuso su opinión en su obra Libro sobre Diversas Especulaciones Matemáticas y Físicas, donde escribió: “Aristóteles no debería haber declarado que un cuerpo es tanto más rápido cuanto más se acerca a su meta, sino más bien que el cuerpo es tanto más veloz cuanto más se aleja de su punto de partida“.

Por su parte, Niccolò Tartaglia, quien aparentemente fue el pionero en introducir en  controversia la consideración del punto de partida, lo expresa de la siguiente manera: “si un cuerpo grave se mueve con un movimiento natural, cuanto más se aleja de su principio o se acerca a su fin, más deprisa va“.

E incluso Leonardo da Vinci se atrevió a hablar sobre este tema: “La gravedad que desciende libre adquiere a cada grado de movimiento un grado de velocidad.”

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El error de Galileo

Primeramente, debemos resaltar un hecho muy curioso, y es que tanto Galileo como Beeckman formularon la ley de la caída de los cuerpos casi simultáneamente: Galileo la propuso en el año 1604; mientras que Beeckman la expresó quince años después (1619). Sin embargo, Beeckman no lo hizo solo, ya que sus matemáticas eran mediocres. Por ello, tuvo que recurrir a Descartes, al que planteó el problema que él no podía resolver. De este modo, podemos hablar de una doble coincidencia entre Beeckman y Descartes y Galileo: coincidencia en las leyes propuestas y en los errores que ambos cometieron, a pesar de ser una ley muy sencilla: la caída de los cuerpos es un movimiento uniformemente acelerado.

El principio que formuló Galileo fue: la velocidad del móvil (en caída libre) es proporcional a la distancia recorrida. En lugar de la proposición correcta: la velocidad del móvil es proporcional al tiempo transcurrido, principio que ya conocía Leonardo Da Vinci.

La ley expuesta por Galileo no conducía a establecer la ley de la caída de los cuerpos, sino a otra muy diferente, que Galileo no habría sido capaz de calcular.

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El Cardenal Bellarmino

Galileo, al afirmar y defender que el sistema copernicano se cernía más sobre la verdadera naturaleza del universo, se ganó varios enemigos dentro de la iglesia. Uno de los más importantes fue el cardenal Bellarmino (1542-1621). La política de éste respecto a Galileo se basaba en no dejar que estas afirmaciones se repitieran, evitando así el conflicto entre la astronomía y las Santas Escrituras.

Lo que hizo fue debilitar las conclusiones de la ciencia de la naturaleza y aceptar la nueva astronomía. Pero no como si fuera una certeza indudable, sino más bien como una opinión o conjetura probable, degradando así el trabajo de Galileo. Este hecho se puede observar en una carta que le envía Bellarmino al fiel seguidor de Galileo, Foscarini:

“Me parece que su reverencia y el señor Galileo actúan prudentemente cuando se contentan hablando hipotéticamente y no absolutamente, como siempre he entendido que habló Copérnico. Decir que con la hipótesis del movimiento de la Tierra y el reposo del Sol se explican todas las apariencias celestiales mejor que con la teoría de las excéntricas y epiciclos, es hablar con excelente buen sentido y no correr ningún riesgo. Esa manera de hablar es suficiente para un matemático. Pero querer afirmar que el Sol está, en realidad, en el centro del universo y que solamente gira sobre su eje sin ir de Este a Oeste, y que la Tierra está en el tercer cielo y gira con la mayor velocidad alrededor del Sol, es una actitud muy peligrosa y apta no sólo para excitar a todos los filósofos y teólogos escolásticos, sino también para injuriar nuestra santa fe a contradecir a las Escrituras“.

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Galileo y la iglesia

Una vez que Galileo demostró que el sistema Heliocéntrico de Copérnico era el que se ajustaba a la realidad, para él, seguir defendiendo el sistema aristotélico y ptolemaico como verdadero era contradecir la intención de Dios al dotar al hombre con semejante inteligencia y razón investigadora.

Por ello, Galileo advirtió a los teólogos de los peligros que podría sufrir la fe en la iglesia si se ponía al creyente en la situación de tener que creer como verdad lo que sus propios sentidos y la ciencia podía demostrar como falso; o de cometer un pecado si creía que su razón demostraba que era cierto y necesario. Asimismo, afirmó que el sistema geostático de Ptolomeo no concordaba realmente con las Santas Escrituras, por lo que la asociación que hizo la iglesia de la cosmología aristotélica y el sistema ptolemaico era totalmente insuficiente.

 

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La defensa del sistema heliocéntrico

Galileo creía que era posible demostrar que el Sistema Heliocéntrico era una conclusión necesaria y evidente de los datos que se obtuvieron en esos momentos.  Gracias a su telescopio, pudo ver un modelo del Sistema Solar en júpiter y sus satélites y pudo medir la gran variación anual de los diámetros aparentes de Venus y Marte.

Sus observaciones de las fases de Venus hicieron posible confirmar la predicción del Sistema copernicano de que los planetas mostrarían sus fases completas, como la Luna, cuando eran observados desde la Tierra.

Tal y como él dijo: “muchas otras observaciones sensibles que no pueden de ninguna manera ser reconciliadas con el sistema ptolemaico, sino que son los argumentos más fuertes en favor del sistema copernicano“.

Si la teoría copernicana fue prohibida y declarada contraria a la fe católica sin prohibir la Astronomía como un todo, el que Galileo continuara con su defensa provocó inevitablemente un gran escándalo.

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El invento del Termoscopio

Galileo descubrió que la densidad de un líquido cambiaba según la temperatura, por lo que, de acuerdo al principio de Arquímedes, hace que cambie su flotabilidad. Basándose en este principio ideó el termoscopio, que estaba destinado a medir la temperatura ambiente.

El termoscopio estaba formado por un cilindro de vidrio vertical lleno de alcohol y agua que estaba cerrado por ambos extremos. En su interior se encontraban sumergidas varias esferas de vidrio cerradas, que contenía unos líquidos coloreados.

El tubo era lo suficientemente estrecho como para que las distintas esferas deban colocarse una debajo de otra. Cada una de ellas llevaba en su parte inferior un contrapeso metálico donde se indicaba el valor de la temperatura, siendo la esfera superior de 27º C y la inferior de 17ºC. Las placas intermedias estaban marcadas con 2ºC más que su inmediata inferior. De esta manera, cuando se calentaba el líquido, éste iba subiendo por el tubo hasta marcar la temperatura.

El termómetro inventado por Galileo
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El Telescopio de Galileo

En el año 1609, Galileo oyó decir que un holandés había inventado un nuevo cristal capaz de aumentar los objetos a larga distancia. Dados sus amplios conocimientos sobre la refracción, Galileo construyó un instrumento parecido que aumentaba 30 diámetros: el Telescopio

Gracias a su invento, los descubrimientos se produjeron en cadena:

  1. La cara de la Luna ya no era una superficie lisa e inmaculada como imaginaban los filósofos, sino que estaba cubierta de granulaciones, ásperas montañas y valles.
  2. Se descubrieron una gran cantidad de estrellas que hasta ese momento eran invisibles, solucionando así el problema de la Vía Láctea.
  3. Se vio que Júpiter llevaba en su órbita cuatro satélites que giraban a tiempos regulares y medibles, constituyendo un modelo visible y más complejo de la Tierra y de la Luna girando conjuntamente alrededor del Sol.
  4. Se observaron las distintas fases de Venus.
El Telescopio de Galileo