Historia de la astronomía

Ilustración de la teoría geocéntrica.

Esfera armilar.

La historia de la astronomía es el relato de las observaciones, descubrimientos y conocimientos adquiridos a lo largo de la historia en materia astronómica.

La astronomía surge desde que la humanidad dejó de ser nómada y se empezó a convertir en sedentaria; luego de formar civilizaciones o comunidades empezó su interés por los astros. Desde tiempos inmemorables se ha visto interesado en los mismos. Estos han enseñado ciclos constantes e inmutabilidad durante el corto periodo de la vida del ser humano, lo que fue una herramienta útil para determinar los periodos de abundancia para la caza y la recolección o de aquellos como el invierno en que se requería de una preparación para sobrevivir a los cambios climáticos adversos. La práctica de estas observaciones es tan cierta y universal que se han encontrado a lo largo y ancho del planeta en todas aquellas partes en donde ha habitado el ser humano. Se deduce entonces que la astronomía es probablemente uno de los oficios más antiguos, manifestándose en todas las culturas humanas.

En casi todas las religiones antiguas existía una cosmogonía, que intentaba explicar el origen del universo, ligando este a elementos mitológicos. La historia de la astronomía es tan antigua como la historia del ser humano. Antiguamente se ocupaba, únicamente, de la observación y predicciones de los movimientos de los objetos visibles a simple vista, quedando separada durante mucho tiempo de la Física. En Sajonia-Anhalt, Alemania, se encuentra el famoso disco celeste de Nebra, que es la representación más antigua conocida de la bóveda celeste. Quizá fueron los astrónomos chinos quienes dividieron, por primera vez, el cielo en constelaciones. En Europa, las doce constelaciones que marcan el movimiento anual del Sol fueron denominadas constelaciones zodiacales. Los antiguos griegos hicieron importantes contribuciones a la astronomía, entre ellas, la definición de magnitud. La astronomía precolombina poseía calendarios muy exactos y parece ser que las pirámides de Egipto fueron construidas sobre patrones astronómicos muy precisos.

La inmutabilidad del cielo está alterada por cambios reales que el hombre en sus observaciones y conocimiento primitivo no podía explicar, y de allí nació la idea de que en el firmamento habitaban poderosos seres que influían en los destinos de las comunidades y que poseían comportamientos humanos, y que por tanto requerían de adoración para recibir sus favores o al menos evitar o mitigar sus castigos. Este componente religioso estuvo estrechamente relacionado al estudio de los astros durante siglos, hasta que los avances científicos y tecnológicos fueron aclarando muchos de los fenómenos que en un principio no eran comprendidos. Esta separación no ocurrió pacíficamente y muchos de los antiguos astrónomos fueron perseguidos y juzgados al proponer una nueva organización del universo. Actualmente estos factores religiosos superviven en la vida moderna como supersticiones.

A pesar de la creencia común, los griegos sabían de la esfericidad de la Tierra. No pasó desapercibido para ellos el hecho de que la sombra de la Tierra proyectada en la Luna era redonda, ni que no se ven las mismas constelaciones en el norte del Mediterráneo que en el sur. En el modelo aristotélico lo celestial pertenecía a la perfección («cuerpos celestes perfectamente esféricos moviéndose en órbitas circulares perfectas») mientras que lo terrestre era imperfecto; estos dos reinos se consideraban como opuestos. Aristóteles defendía la teoría geocéntrica para desarrollar sus postulados. Fue probablemente Eratóstenes quien diseñara la esfera armilar, que es un astrolabio, para mostrar el movimiento aparente de las estrellas alrededor de la tierra.

La astronomía observacional estuvo casi totalmente estancada en Europa durante la Edad Media, a excepción de algunas aportaciones como la de Alfonso X el Sabio con sus tablas alfonsíes, o los tratados de Alcabitius, pero floreció en el mundo con el Imperio persa y la cultura árabe. Al final del siglo X, un gran observatorio fue construido cerca de Teherán (Irán), por el astrónomo persa Al-Khujandi, quien observó una serie de pasos meridianos del Sol, lo que le permitió calcular la oblicuidad de la eclíptica. También en Persia, Omar Khayyam elaboró una reforma al calendario que lo hacía más preciso que el calendario juliano, acercándose al calendario gregoriano. A finales del siglo IX, el astrónomo persa Al-Farghani escribió ampliamente acerca del movimiento de los cuerpos celestes. Su trabajo fue traducido al latín en el siglo XII. Abraham Zacuto fue el responsable en el siglo XV de adaptar las teorías astronómicas conocidas hasta el momento para aplicarlas a la navegación de la marina portuguesa. Esta aplicación permitió a Portugal ser la puntera en el mundo de los descubrimientos de nuevas tierras fuera de Europa.

Véase también: Anexo:Cronología de la astronomía

Astronomía pretelescópica

Stonehenge, 2800 a. C.: se supone que esta construcción megalítica se realizó sobre conocimientos astronómicos muy precisos. Un menhir que supera los 6 m de altura indica, a quien mira desde el centro, la dirección exacta de la salida del Sol en el solsticio de verano. Algunos investigadores opinan que ciertas cavidades pudieron haber servido para colocar postes de madera capaces de indicar puntos de referencia en el recorrido de la Luna.

En la historia de la astronomía, la astronomía pretelescópica se refiere a las observaciones, instrumentos, teorías y conceptos astronómicos desarrollados en las distintas civilizaciones durante el período histórico que precede a la aparición y uso del telescopio refractor. Los telescopios refractores cohabitaron con las últimas observaciones pretelescópicas. Fueron rápidamente utilizados a gran escala por los observadores, como Galileo en 1609 con su perspicillum apuntando hacia el cielo.

Diferentes lugares arqueológicos son considerados por algunos como lugares para la observación astronómica. Entre los más antiguos se encuentran:

• Abu Simbel en Egipto
• Stonehenge en Gran Bretaña
• Angkor Wat en Camboya
• Kokino en Macedonia del Norte
• Goseck en Alemania
• Chichén Itzá en México
• Medicine Wheels en Estados Unidos
• Cañón del Chaco en Estados Unidos
• Externsteine en Sajonia, Alemania
• Nabta Playa en Alto Egipto

Estos lugares no se pueden calificar como observatorios propiamente dichos, ya que su función principal era religiosa y la observación se limitó a la localización ritual de alineaciones solares, a veces lunares o planetarias (Venus), en los momentos de su salida y puesta de en ciertas épocas del año. Su estudio depende más de la arqueoastronomía.

La astronomía en las civilizaciones antiguas

Babilonia

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Según la cosmogonía babilónica, el dios Marduk creó los cielos y la Tierra tras derrotar a Tiamat, el Caos primordial (representado aquí como un dragón).

La astronomía babilónica designa las teorías y métodos astronómicos desarrollados en la antigua Mesopotamia, región situada entre los ríos Tigris y Éufrates (en el actual Irak) y donde se desarrollaron algunas de las civilizaciones precursoras de la astronomía occidental. Entre estas civilizaciones se destacan los sumerios, los acadios, los babilonios y los caldeos. La astronomía babilónica cimentó las bases de la astronomía de civilizaciones posteriores como la griega, la hindú, la de los sasánidas, la del imperio bizantino y la de los sirios así como la astronomía medieval musulmana y europea.​

Entre el siglo VIII y VII a. C., los caldeos desarrollaron un acercamiento empírico a la astronomía, elaborando una cosmología que detalla una versión ideal del universo. También desarrollan la astrología, ligada a la posición de los planetas, se basa sobre un razonamiento lógico, contribución decisiva a la astronomía y a la filosofía de la ciencia. Para algunos pensadores e investigadores esta podría ser la primera revolución científica.​

Las técnicas y métodos desarrollados por la astronomía babilónica serían retomados en gran medida por la astronomía clásica y helenística.

Antiguo Egipto

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Detalle del «techo astronómico» de la tumba de Seti I (KV17).

Para los egipcios de la Antigüedad,el aspecto del cielo siempre revistió una significación mitológica y religiosa; sin embargo, las observaciones astronómicas no tenían una finalidad astrológica tan pronunciada en la civilización egipcia como en Mesopotamia.

La noche comenzaba con el crepúsculo y terminaba con el amanecer.​ Las doce estrellas que servían para la división de la noche en horas estaban asociadas a los « doce guardianes del cielo » encargados de acompañar a los faraones difuntos en su viaje nocturno con Ra, la divinidad solar. Contrariamente a su importancia en los decanos del zodiaco, las constelaciones no desempeñaban prácticamente ningún rol aquí. La representación más antigua del cielo estrellado ha sido encontrada pintada sobre la tabla inferior de un sarcófago de Asiut que data del Primer periodo intermedio de Egipto.​

Los principios astronómicos fueron puestos a la disposición de los edificios sagrados, especialmente en las pirámides; pero no se han podido rescatar los métodos utilizados y existen diversas opiniones al respecto. Algunos documentos permiten profundizar sobre la Ciencia del Antiguo Egipto, más particularmente en lo que respecta a la medicina y las matemáticas. La astronomía egipcia se ha podido beneficiar de una mayor atención en vista de los numerosos monumentos que testimonian ritos funerarios asociados a la posición de las estrellas. Por tanto, esta profusión de documentos astrológicos, aunque devela ciertos aspectos complejos de la astronomía egipcia, no permite hacer conclusiones en toda su extensión, dado su rol estrictamente religioso, y existen lagunas sobre estos conocimientos.

En la época romana, Clemente de Alejandría daba una idea de la importancia de las observaciones astronómicas en los ritos sagrados.​

Antigua Grecia

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Ilustración del sistema ptolemaico.

La astronomía griega recibió importantes influencias de otras civilizaciones de la Antigüedad, principalmente de la babilónica. Inicialmente, en la época arcaica, el interés de los griegos por los astros se debía a su utilidad para la orientación durante la navegación o para establecer pautas cronológicas. Posteriormente, a partir siglo IV a. C., los astrónomos se centraron en tratar de explicar matemáticamente los movimientos de los planetas, del sol y la luna, sobre lo que surgieron diversas teorías. Por otra parte, también realizaron catálogos de las constelaciones, cuyas formas asociaron a objetos y seres míticos.​ Durante la época helenística y el imperio romano, muchos astrónomos trabajaron en el estudio de las tradiciones astronómicas clásicas, en la Biblioteca de Alejandría y en el Museion.

China

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Mapa chino del siglo VII que muestra las constelaciones del Polo Norte

La astronomía china es considerada más antigua que la desarrollada en la antigua Europa y el Oriente Próximo, aunque es poco lo que se conoce sobre ella, y ha evolucionado de manera independiente. Los expertos consideran que los chinos eran los observadores de fenómenos celestes más perseverantes y precisos de todo el mundo, incluso antes de los estudios astronómicos de los árabes medievales.​

Los chinos consideraban que la estructura del universo era como una fruta que colgaba de lo que se conoce en occidente como la estrella polar y describieron 284 constelaciones distribuidas en 28 «casas», templos o cuadrículas que ocupaban todo el firmamento. En el 2357 a. C. habían desarrollado uno de los primeros calendarios solares de los que se tiene noticia. Del 2137 a. C. data el primer registro de un eclipse solar. Desde el 1766 a. C. utilizaban un calendario lunar con un ciclo de 19 años, coincidente con el de Metón de Atenas del 432 a. C. En el IV a. C. constataron la existencia de manchas solares, su descubridor Shi Shen catalogó en el 350 a. C. 800 estrellas en el primer catálogo de estrellas, titulado el Gan Shi Xing Jing. En el 100 a. C. descubrieron la brújula, comparando su direccionamiento, aún incierto, con las posiciones solares y estelares.

Inicialmente concebían una tierra y un cielo planos, separados por 40.000 km. Creían que el Sol, al que calculaban un diámetro de unos 625 km, giraba en el cielo excéntrico respecto de la vertical de China, de modo que, cuando se acercaba se hacía de día y, cuando se alejaba, de noche. Esto no explicaba el tránsito solar por el horizonte, de forma que tuvieron que curvar tal concepción en dos semiesferas concéntricas, calculando el radio de la terrestre en 30.000 km. No se conoce la forma de deducir tales dimensiones. Tal vez la de la Tierra fuese consecuencia del cálculo de la curvatura de cada grado de su circunferencia.

Observatorio astronómico Cheomseongdae (siglo VII) en Corea del Sur.

Aunque los chinos fueron de los primeros astrónomos en documentar la actividad estelar, algunos de los observatorios astronómicos terrestres más antiguos que han existido, o existen aún en día, se encuentran en Corea, Egipto, Camboya, Inglaterra o Alemania. Sin embargo, China tiene un número importante de observatorios pretelescópicos, como el antiguo observatorio de Pekín, construido en el siglo XIII y equipado con una gran colección de instrumentos revolucionarios, tales como una esfera armilar, un cuadrante, un sextante y un teodolito.

A partir del siglo II se llega a una concepción totalmente esférica, a partir de la cual inventan la esfera armilar, formada por reglas anulares de cálculo y medición, que representan el recorrido celestial aparente de los distintos astros, vistos desde la Tierra. Este instrumento fue también asumido por los científicos europeos dos siglos después de manera independiente. Aún se desarrolló más la visión cósmica de los chinos, que llegaban a explicar que el universo era una especie de huevo descomunal (es decir, una forma cóncava, lo que la asemeja a la concepción sumeria del universo, heredada por los asirio-babilonios y asumida por el judaísmo, aunque los chinos no creían que flotase «entre dos aguas», sumergido en ellas) cuya yema era la Tierra, aunque ellos la situaban en el centro, sola y pequeña, y no en un foco de la elíptica u ovoide. Estos descubrimientos, que podemos considerar confucianos, se trastocaron a partir de la visión taoísta, según la cual, consecuencia de la contradicción entre el movimiento y la inmovilidad, el yin y el yang, y «Lo Absoluto» (o «Lo Infinito», con un sentido cósmico generatriz; en chino Tai-chi) el universo estaba formado por fuego, tierra, metal, agua y madera, mutuamente generadores y mutuamente aniquiladores, y que, por todo ello, era amorfo, infinito y superficial, es decir, vacío en su interior. Obsérvese que ambas concepciones concuerdan, parcialmente, con las actuales, aunque fueron incapaces de conseguir una imbricación integradora de ellas, unificándolas.

En el 336, Ju Jsi determinó la precesión de los equinoccios en 1 grado cada 50 años. En el 635 concluyeron que la cola de los cometas siempre apunta en dirección opuesta a la situación relativa del Sol. En el 1006hwje observaron una supernova que se podía ver durante el día, lo que no ha vuelto a ocurrir desde entonces. En el 1181 registraron la explosión de otra supernova, a partir de la cual se formó la Nebulosa del Cangrejo. El filósofo Zhu Xi (1131-1200) concebía el universo originado a partir de un caos primordial de materia en movimiento, cuya rotación hizo separar los elementos. Los más pesados, como la Tierra, ocuparon el centro, y los más livianos los bordes. Así establecía una jerarquía, según sus pesos relativos, de estrellas, Sol, planetas, Luna, nubes, aves, árboles, mamíferos, reptiles e insectos reptantes (en chino yuan-yuan, insulto con el que denominaban a los bárbaros, por lo que no sabemos si existían hunos o Xiongnu amarillos y blancos, o si confundían razas y culturas distintas, como los t'u-kiu o turcos, bajo la misma denominación) etc. Obsérvese la interrelación con la nueva concepción budista, la religión oficial de China desde el siglo V, con todo ello.

India

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La astronomía india se refiere a la astronomía practicada en el subcontinente indio. Tiene una larga historia que se extiende desde la prehistoria hasta la época moderna. Algunas de las primeras raíces de la astronomía india pueden fecharse en el período de la civilización del valle del Indo.​​

La astronomía se desarrolló como una de las seis vedangas, o ‘disciplinas védicas’ asociadas con el estudio del texto épico-mitológico Rig-veda, que data del 1500 a. C.​​

El texto de astronomía india más antiguo conocido es el Vedanga-yiotish, del 700 al 600 a. C.).​

La astronomía india fue influenciada por la astronomía griega a partir del siglo IV a. C.,​​​ por ejemplo, por el Iávana-yataka (‘el nacimiento [carta astral] de los jonios [griegos]’)​ y el Romaka-siddhanta (‘la doctrina romana’), una traducción sánscrita de un texto helénico, posiblemente del siglo I a. C.​

La astronomía india floreció en los siglos V y VI con Aria-bhata (476-550), cuya obra, el Aria-bhatía (510) representó la cúspide del conocimiento astronómico de la época. El Aria-bhatía se compone de cuatro secciones que cubren temas como unidades de tiempo, métodos para determinar las posiciones de los planetas, la causa del día y la noche y varios otros conceptos cosmológicos.​ Posteriormente, la astronomía india influyó significativamente en la astronomía musulmana, la china, la europea y otras.​ Otros astrónomos de la era clásica que profundizaron en el trabajo de Aryabhata incluyen a Varaja Mijira (505-587), Brahmagupta (590-670) y Lalla (720-790).

Una tradición astronómica india nativa identificable permaneció activa durante todo el período medieval y hasta los siglos XVII y XVII, especialmente dentro de la escuela de astronomía y matemáticas de Kerala (en el sur de la India).

Mayas

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Jaina/Desire Charnay.

La astronomía maya es el estudio de la Luna, los planetas, la Vía Láctea, el Sol y los fenómenos astronómicos por parte de la Civilización Maya Precolombina de Mesoamérica. La observación de los astros era de vital importancia para el desarrollo de la vida material y espiritual compartida por las demás sociedades de Mesoamérica, aunque posee ciertas características que la hacen única. Una de ellas, la más representativa, es el empleo del calendario de Cuenta Larga, por el que los mayas del período clásico pudieron hacer estimaciones de más largo plazo. En este Período Clásico, los Mayas desarrollaron una de las astronomías pre-telescopio más precisas del mundo.

Los mayas hicieron cálculos exactos de los periodos sinódicos de Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. Calcularon con exactitud, los períodos de la Luna , el Sol y de estrellas como las Pléyades, a las que llamaban Tzab-ek (estrella cascabel) y marcaba los inicios de festividades rituales. El Tzol'kin de 260 días es uno de los calendarios más enigmáticos en cuanto su origen, algunos postulan que se basa en una aproximación a la gestación humana. y otros autores lo relacionan con ciclos de astros visibles desde la tierra. También hay una hipótesis formulada por el geógrafo Vincent Malmstrom en la que su origen estuvo determinado por los ciclos del Sol por el cenit de la región sur del Estado Mexicano de Chiapas (Izapa) y de la nación de Guatemala a unos 15.º norte, en donde los mismos días que ocurren (29 de abril el primero y 13 de agosto el segundo) tienen un intervalo de 260 días entre uno y otro.

La Vía Láctea era parte central de su Cosmología y la llamaban, aparentemente, Wakah Chan, y la relacionaban con Xibalbá, incluso los Kiche' de Guatemala aún la llaman Xibalbá be o camino a el inframundo. Tenían un Zodiaco, basado en la Eclíptica, que es el paso del Sol a través de las constelaciones fijas. Este se encuentra en la Estela 10 de Tikal y la 1 de Xultún, ambos yacimientos la zona de Petén, en Guatemala y también en el Códice Grolier

Los conocimientos astronómicos mayas eran propios de la clase sacerdotal pero el pueblo todo los respetaba y conducía su vida de acuerdo a sus predicciones. Mucho del mismo conocimiento perduró aún después de la conquista, practicándose en la clandestinidad y posteriormente, mezclándose con los rituales de la vida diaria del pueblo maya, muchos de las cuales siguen vigentes en la actualidad

Los sacerdotes conocían los movimientos de los cuerpos celestes y eran capaces de aproximarse a la predicción de los eclipses y el curso del planeta Venus visto desde la tierra. Esto les daba un especial poder sobre el pueblo que los consideraba así íntimamente ligados a las deidades.

Muchas de las deidades recibían distintos nombres y propiedades, por ejemplo a Venus la llamaban los mayas Ah-Chicum-Ek', la gran estrella de la mañana, y Xux ek, la estrella avispa. Estrella se dice en maya "ek" y es también el apellido de muchas personas de la región maya.

De los códices mayas conocidos el de Dresde es esencialmente un tratado de astronomía.

En conclusión, los mayas fueron reconocidos por sus escritos, la arquitectura y sus obras de arte, sus cálculos matemáticos, llenos de simbolismos y representaciones fantásticas sobre el pasado, presente y el futuro de su sociedad.​

Australia

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La astronomía aborigen australiana es la parte de la cultura aborigen australiana relacionada con los hechos astronómicos, como el Sol y la Luna, las Estrellas, los planetas, y la Vía Láctea, y sus movimientos en el firmamento. Dado que la cultura aborigen australiana es la más antigua de las civilizaciones aún continuadas, se ha dicho que los aborígenes australianos bien podrían haber sido los primeros astrónomos de la historia.​

Algunos grupos de Aborígenes australianos utilizan los movimientos de los cuerpos celestiales como calendario. A menudo se atribuyen significados religiosos o mitológicos a los fenómenos astronómicos y a los cuerpos celestiales. Hay mucha diversidad de tradiciones astronómicas en Australia, cada una con su particular expresión cosmológica. Sin embargo, parece haber líneas comunes entre los distintos grupos.

Astronomia medieval

El saber astronómico de la Europa medieval

La mayoría de los eruditos medievales creían que Dios había creado el universo de acuerdo a principios geométricos y armónicos. La ciencia, en particular la geometría y la astronomía, estaba vinculada directamente a lo divino. Buscar estos principios, por tanto, sería buscar a Dios.

A pesar de la creencia popular de que la Edad Media fue una época oscura para el conocimiento, las investigaciones más recientes han revelado una imagen más compleja del estudio y la enseñanza en el período comprendido entre los siglos IV y XVI.​. En particular, el conocimiento astronómico de la Antigüedad permaneció vivo entre los eruditos de habla helénica del Imperio bizantino y hasta el siglo XII, el Occidente latino había conservado muy pocos textos científicos.

Europa Occidental entró en la Edad Media con grandes dificultades que afectaron a la producción intelectual del continente. Los tratados astronómicos más avanzados de la antigüedad clásica se habían escrito en griego y, con el declive del conocimiento de ese idioma, solo se pudieron estudiar resúmenes simplificados y textos prácticos. Los textos más influyentes que transmitieron esta antigua tradición en latín fueron:​

• Commentarii in Somnium Scipionis (Comentario al Sueño de Escipión), una obra de Macrobio (fin s. IV-430), en la que el viejo Escipión se aparece a su nieto (adoptivo) y le describe la vida del bien después de la muerte y la constitución del universo desde un punto de vista estoico y neoplatónico, lo que le permite disertar sobre la naturaleza del cosmos, transmitiendo gran parte de la filosofía clásica a la Baja Edad Media​ y revelando el diámetro del Sol como el doble del diámetro de la Tierra.​
• Naturalis historia (77 d. C.) una completa enciclopedia de ciencias naturales de Plinio (23-79), cuyo primer tema tratado es la Astronomía, en el Libro II. Comienza con el universo conocido y critica rotundamente los intentos de cosmología como una locura, una debilidad tratar de encontrar la forma de Dios,​ o suponer que tal ser se preocuparía por los asuntos humanos.​ incluida la visión de que existen innumerables mundos además de la Tierra. Coincide con los cuatro elementos (aristotélicos), fuego, tierra, aire y agua,​ y registra los siete «planetas», incluidos el Sol y la Luna.​ La Tierra es una esfera, suspendida en medio del espacio.​ Menciona los eclipses, pero considera pretencioso el almanaque de Hiparco por parecer saber cómo funciona la Naturaleza.​ Cita la estimación de Posidonio de que la luna está a 370 000 km de distancia.​ Describe los cometas, señalando que solo Aristóteles ha registrado haber visto más de uno a la vez.​
• Timaeus a Calcidio translatus commentarioque instructus (Traducción y Comentario del Timeo de Platón), obra de Calcidio (s. IV), que además de la importancia de ser el único texto de Platón conocido en la Edad Media​en el comentario retoma la mayor parte del capítulo de Astronomía de la Exposición de conocimientos matemáticos útiles para leer a Platón de Teón de Esmirna.​ Expone los conocimientos astronómicos del siglo I y, junto a los modelos de Eudoxo e Hiparco, el modelo atribuido a Heráclides Póntico, que hace circular a Afrodita alrededor del Sol.​

• Las nupcias de Mercurio con Filología o De Nuptiis, una enciclopedia de Marciano Capella (c. 360-c. 428), cuyo Libro VIII, Astronomía se presenta como originaria de Egipto y rinde homenaje a las obras de Eratóstenes, Ptolomeo e Hiparco, inaccesibles a los contemporáneos de Capella que no hablaban griego. Un ejemplo del valor de referencia de estas obras, sin consulta directa, la constituye el dato de la circunferencia de la Tierra que siguiendo a Eratóstenes es de 252 000 estadios, cuyo método de obtención no describe. Este libro es considerado el tratado de astronomía más completo hasta el siglo XII, y será también el más popular durante todo el medioevo. En efecto, el autor asume la postura antológica respecto a la astronomía de su época, y no duda en recopilar las teorías existentes a pesar de ser opuestas: el ejemplo más notorio es su presentación de la concepción geo-heliocéntrica de Heráclides Póntico (según la cual Mercurio y Venus giran alrededor del Sol, mientras la Tierra permanece estacionaria), que se codea en la obra con el geocentrismo de Ptolomeo, describiendo ambas teorías sin que el autor tome partido.

En el siglo VI, el obispo Gregorio de Tours (538-594) señaló que había aprendido astronomía leyendo a Capella, y pasó a emplear dicho conocimiento para describir un método por el cual los monjes podían determinar el tiempo de oración por la noche mirando las estrellas.​ A pesar de ello, muchos libros de la Alta Edad Media apoyaron la esfericidad de la Tierra.​

En el siglo VII, el monje inglés Beda (c. 672-735) publicó un texto titulado De temporum ratione [Sobre el cálculo del tiempo] que proporcionaba a los eclesiásticos el conocimiento astronómico práctico necesario para calcular la fecha correcta de las festividades variables mediante un procedimiento llamado computus, con instrucciones para calcular la fecha de la Pascua a partir del día de plenilunio pascual, para determinar el movimiento del Sol y la Luna a través del zodíaco, así como otras cuentas relacionadas con el calendario. La obra tiene una introducción a la visión tradicional antigua y medieval del cosmos, además de una explicación de cómo la Tierra esférica influía en la longitud cambiante de la luz del día, de cómo el movimiento estacional del Sol y la Luna alteraba la apariencia cambiante del plenilunio en el crepúsculo de la noche.​ También se registró el efecto de la Luna en las mareas. El autor argumentó que la sincronización de las mareas dos veces al día está relacionada con la Luna y que el ciclo mensual lunar de las mareas de primavera y verano también está vinculado con la posición del satélite natural.​ Este texto siguió siendo un elemento importante de la educación del clero desde el siglo VII hasta mucho después del surgimiento de las universidades en el siglo XII.​

La variedad de escritos romanos antiguos supervivientes sobre astronomía y las enseñanzas de Beda y sus seguidores comenzó a estudiarse seriamente durante el siglo VIII. Pero fue con las reformas políticas de Carlomagno, y especialmente las reformas educativas, cuando la astronomía recuperó su rango como disciplina docente en el conocido como renacimiento carolingio.​ Carlomagno encomendó al monje anglosajón Alcuino de York la reforma de la enseñanza en el Imperio que se difundiría por una red de escuelas episcopales que habrían de crearse en cada una de las diócesis. Se estableció un currículo estandarizado a partir de las siete artes liberales —el trivium, o enseñanza literaria (gramática, retórica y dialéctica) y el quadrivium, o enseñanza científica (aritmética, geometría, astronomía y música​)— para su uso en esas escuelas y Alcuino mismo se encargó de la recopilación y de la propia redacción de todo tipo de libros de texto, a veces tan rudimentarios como listas de palabras.​ La astronomía se sumaría a las disciplinas tradicionales con la idea también de formar a los clérigos en el cálculo del computus​ tradicionalmente confiada a los rabinos.​ En el siglo IX, circulaban en Europa occidental técnicas para calcular la posición de los planetas y aunque los eruditos medievales ya reconocieron sus defectos, los textos que describen estas técnicas continuaron siendo copiados reflejando un interés en los movimientos de los planetas y en su significado astrológico.​ Sin embargo, estas reformas carolingias no tuvieron el éxito esperado a largo plazo, por lo que el conocimiento astronómico siguió siendo rudimentario en la práctica. Si bien es cierto que siempre se respetó el canon tradicional de las artes liberales, donde la astronomía formaba parte integrante del quadrivium, en la práctica las escuelas monásticas de la Alta Edad Media generalmente sólo enseñaban el trivium, que ignoraba las ciencias matemáticas.

Personificación de Cefeo según el manuscrito de los Phénomènes de Aratea de Leiden (ca. 825)

En cualquier caso, fue durante la época carolingia cuando una copia de los Phænomena [Fenómenos], poemas didácticos de Arato de Soles, que reapareció en forma de manuscrito suntuosamente iluminado, Aratea de Leiden, probablemente una donación de Luis el Piadoso. Estos poemas deben haber sido traidos de Lotaringia por un tal Astronomus al que sólo se conoce por el título de sus obras. Los textos de astronomía más difundidos hasta finales de la Edad Media fueron, además de los Phænomena de Aratos, las descripciones de las constelaciones de Poeticon Astronomicon, atribuidas por tradición a Gayo Julio Higino, ahora se cuestionan. Todo el conocimiento de la mitología clásica relacionado con las constelaciones provino esencialmente de estas dos obras. Las iluminaciones fueron de gran valor artístico. Por otro lado, las posiciones que los iluminadores daban a las estrellas no tienen prácticamente nada que ver con la realidad de la esfera celeste; fueron modificadas para coincidir mejor con las representaciones alegóricas de las constelaciones.

A partir del siglo X, el contacto con el mundo oriental y árabe, iniciado a través de las Cruzadas y del movimiento de Reconquista de la península ibérica, motivó que muchos eruditos comenzaron a viajar a España y Sicilia para buscar conocimientos que habían oído que existían en el mundo de habla árabe. Los autores árabes habían mantenido durante mucho tiempo un contacto regular con las obras clásicas griegas (Aristóteles, por ejemplo), habiendo hecho un trabajo de traducción que será muy valioso para los occidentales, que volvieron a entrar en contacto con sus raíces eruditas olvidadas. De hecho, tanto en España (Escuela de traductores de Toledo), como en el sur de Italia, los traductores (que tradujeron al latín del árabe y del griego) realizaron una cantidad considerable de traducciones que permitieron avances importantes en astronomía, matemáticaa, biología y medicina, y que serán el caldo de cultivo de la evolución intelectual europea de los siglos posteriores.

Fresco de Gerberto de Aurillac en la catedral de Bobbio con el astrolabio esférico que perfeccionó y su De geometria

A finales del siglo X, Gerberto de Aurillac (c. 945-1003) (que llegará a ser el el papa Silvestre II en 999-1003) estudió las fuentes científicas árabes en Cataluña donde integró, ademas de la escritura decimal posicional, los conocimientos astronómicos vinculados al astrolabio en el tratado Sententiae astrolabii traducido por Lupito de Barcelona en 980. La esfera armilar, por ejemplo, fue reintroducida a través de Al-Ándalus gracias a los esfuerzos de Gerberto,​ que aplicó el uso de tubos de observación con su esfera armilar para fijar la posición de la estrella polar y registrar las mediciones de los trópicos y del ecuador.​ También en textos árabes se encontraron por primera vez algunas técnicas astronómicas prácticas relacionadas con el calendario y el cronometraje, sobre todo las relacionadas con el astrolabio. Pronto, estudiosos como Hermann de Reichenau estaban escribiendo textos en latín sobre los usos y la construcción del astrolabio y otros, como Walcher de Malvern, usaban el astrolabio para observar el tiempo de los eclipses con el fin de probar la validez de las tablas del computus.​ Reichenau fue uno de los primeros eruditos cristianos en estimar la circunferencia de la Tierra con el método de Eratóstenes.

Los demás tratados de astronomía de los autores de la Antigüedad sólo se copiaron más tarde, con los inicios de la escolástica en el siglo XII: Gerardo de Cremona realizó la primera traducción al latín del Almagesto a partir de una traducción árabe. Luego, estos textos (principalmente los de Ptolomeo y Aristóteles) fueron cada vez más comentados. En cuanto a completarlos, rectificarlos o comprobar su contenido mediante verdaderas observaciones de los cielos, esto iba más allá de la concepción que el hombre medieval tenía del conocimiento. La llegada de esos nuevos textos traducidos coincidió con el auge de las universidades en la Europa medieval —Bolonia (1088), París (1150) y Oxford (1167) ——, en la que pronto encontraron un hogar.​ Reflejando la introducción de la astronomía en las universidades, Juan de Sacrobosco escribió una serie de libros de texto de introducción a la astronomía influyentes: la Esfera, un Computus, un texto sobre el Cuadrante y otro sobre Cálculo.​

En el siglo XIV, Nicole Oresme (1323-1382), más tarde obispo de Liseux, demostró que ni los textos bíblicos ni los argumentos físicos presentados contra el movimiento de la Tierra eran demostrativos y adujo el argumento de la simplicidad para la teoría de que la Tierra se mueve, y no los cielos. Sin embargo, concluyó que "los cielos se mueven y no la tierra: porque Dios estableció el mundo que no se moverá".​ Por otro lado, el cardenal Nicolás de Cusa sugirió en algunos de sus escritos científicos que la Tierra giraba alrededor del Sol y que cada estrella es en sí misma un sol distante.

Mundo islámico

Esta sección es un extracto de Astronomía islámica.[editar]

Una de las láminas de un astrolabio planisférico andalusí.

Al-Tusi en el Observatorio de Maraghe

La trinchera del observatorio de Ulugh Beg con la parte inferior del arco meridiano. En tiempos de Ulugh Beg los muros estaban recubiertas con mármol brillante

En historia de la astronomía, la astronomía islámica, árabe o musulmana remite a los trabajos astronómicos realizados por la civilización islámica, especialmente durante la Edad de Oro del islam (siglo VIII a siglo XVI), y transcritos en su mayoría en lengua árabe. Estos descubrimientos fueron realizados en lo esencial en los sultanatos de Oriente Medio, de Asia Central, en Al-Ándalus, el África del Norte, y más tarde en China e India.

En sus inicios, la astronomía en el mundo islámico llevó a cabo una trayectoria similar a otras ciencias en el islam, mediante la asimilación de conocimientos del extranjero y la composición de estos elementos dispares para dar a luz a una tradición original. Las principales importaciones fueron indias, persas y griegas, conocidas por traducciones luego asimiladas,​ como la del Almagesto. Luego la astronomía árabe ejercerá a su vez una influencia significativa en las astronomías india​ y europea​ e incluso en la china.​

En el siglo VII, tanto cristianos como judíos celebraban días festivos, como la Pascua y el Pésaj, que debían determinarse astronómicamente en función de las fases de la luna. Ambas comunidades se enfrentaban al hecho de que la duración de 29,5 días del mes lunar no era conmensurable con los 365 días del año solar. Para resolver el problema, cristianos y judíos adoptaron un plan basado en el descubrimiento de Metón de Atenas en el año 430 a. C. del ciclo metónico de diecinueve años solares y la inserción periódica del decimotercer mes lunar para mantener las fechas del calendario al día con las estaciones.​ Los astrónomos utilizaban las enseñanzas de Ptolomeo para calcular la posición de la Luna y de las estrellas resolviendo el triángulo esférico mediante un procedimiento poco práctico concebido por Menelao de Alejandría a finales del siglo I.​

Dallal Ahmad observa que, a diferencia de los babilonios, griegos e indios, que habían desarrollado elaborados sistemas astronómicos basados ​​en las matemáticas, los árabes preislámicos se basaban únicamente en observaciones empíricas, en la salida y puesta de ciertos astros, un área de estudio que se conocía como «anwa» y que continuó desarrollándose después de la islamización cuando los astrónomos islámicos agregaron métodos matemáticos a sus observaciones empíricas y para los que encontrar un método trigonométrico más simple representó un desafío natural.​​ Según el historiador de la astronomía David King, después de la llegada del Islam, la obligación religiosa de definir la qibla, de conocer la hora del día para realizar las salat —las oraciones canónicas— y de determinar si el mes tenía 29 o 30 días,​ incrementó el progreso en la astronomía.​

El Corán alentaba a que los musulmanes encontraran formas de utilizar las estrellas: «Y Él es Quien os consagró las estrellas para que así podáis ser guiados en las tinieblas de la tierra y del mar».​ Basándose en este precepto, los musulmanes comenzaron a desarrollar mejores instrumentos para la observación y la navegación astronómica, dando nombre y catalogando muchas estrellas visibles a simple vista en el cielo, hasta el punto de que hoy en día muchas de esas estrellas conservan los nombres árabes, como Aldebarán (α Tauri), Deneb o Altair (α Aquilae).​​ También términos astronómicos como «alidada», «acimut», «cenit o «almicantarat» evidencian por su morfología su origen árabe.​

El historiador de la ciencia Donald Routledge Hill​ divide la astronomía árabe en cuatro períodos:

• c. 700-825: asimilación por sincretismo de las doctrinas astronómicas helenísticas, indias y persas, traduciéndose muchos textos, como el Zīj al-Sindhind,​ o el Zīj al-Shāh, una colección de tablas astronómicas compiladas en la Persia preislámica durante más de doscientos años.
• c.825-1025: fase de investigación intensa, recepción y mejora del sistema de Ptolomeo. Los califas apoyaron económicamente su desarrollo y Bagdad y Damasco se convirtieron en centros intelectuales. La primera obra importante fue el Zīj al-Sindh (830), de Al-Juarismi, que introdujo conceptos ptolemaicos en las ciencias islámicas, con tablas de los movimientos del Sol, la Luna y los cinco planetas conocidos en aquella época. En 850, Al-Farghani (805-880), una autoridad en el sistema solar, escribió entre 833 y 857 el Kitāb fī ŷawāmiʿ ʿilm al-nuŷūm en el que proponía principalmente una síntesis de la cosmografía ptolemaica, aunque también corregía a Ptolomeo basándose en los resultados de astrónomos árabes anteriores. Al-Farghānī calculó nuevos valores para la oblicuidad de la eclíptica, para el movimiento de precesión de los apogeos del Sol y de la Luna, y para la circunferencia de la Tierra. El libro tuvo una amplia distribución en el mundo musulmán y también fue traducido al latín.​Destacaron también:​ Al-Battani (858-929), quizá el más respetado por los estudiosos europeos, por sus descubrimientos amplísimos y sus estudios de las anomalías lunares y los eclipses de una extraordinaria precisión, que también estableció las primeras nociones trigonométricas y concibió la fórmula fundamental de la trigonometría esférica; y Al Sufi (903-986), con su Libro de las estrellas fijas, que describió en detalle alrededor de mil estrellas y dio las primeras descripciones de la Galaxia de Andrómeda y de la Gran Nube de Magallanes.
• 1025-1450: florecimiento de una escuela de pensamiento específicamente árabe en astronomía, que comenzó cuando sus astrónomos comenzaron a hacerse preguntas sobre el sistema ptolomaico, aunque permaneciendo siempre el modelo geocéntrico. La obra más importante fue al-Shukūk ʿalā Batlamyūs [Dudas sobre Ptolomeo] de Ibn al-Haytham, en la que se resumen las inconsistencias del modelo ptolemaico. Muchos astrónomos asumieron el desafío desarrollando modelos alternativos para evitarlos, como Muʾayyad al-Dīn al-ʿUrḍī (ca. 1266), Nasir al-Din al-Tusi (1201-1274), Qutb al-Din al-Shirazi (ca. 1311), alā-Hwkabar ( ca. 1306), Ṣadr al-Sharīʿa al-Bukhārī (ca. 1347), Ibn al-Shatir (ca. 1375), al-Khamoji (ca. 1420) y Ali Qushji (ca. 1474).
• 1450-1900: período de estancamiento, todavía marcado por algunas contribuciones notables.

Estos conocimientos llegan a Europa Oriental a través de Al-Ándalus en los siglos XI a XIII, y a Europa Central con las invasiones turcas a largo del siglo XV.

Con cerca de 10 000 manuscritos conservados en el mundo, de los que muchos no han sido objeto de un inventario bibliográfico, el corpus astronómico árabe constituye uno de los componentes mejor conservados de la literatura científica medieval. Y pese a las lagunas bibliográficas, los textos estudiados hasta la fecha proporcionan una imagen fiable de la actividad astronómica de los pueblos de habla árabe.​

Astronomía moderna

Renacimiento

Imagen del sistema copernicano. Extraída de la obra De revolutionibus orbium coelestium.

Dibujos realizados por Galileo para representar su observación de la luna a través del telescopio (1616).

Durante el siglo XV hay un crecimiento acelerado del comercio entre las naciones mediterráneas, lo que lleva a la exploración de nuevas rutas comerciales hacia Oriente y a Occidente, estas últimas son las que permitieron la llegada de los europeos a América. Este crecimiento en las necesidades de navegación impulsó el desarrollo de sistemas de orientación y navegación y con ello el estudio a fondo de materias como la geografía, astronomía, cartografía, meteorología, y la tecnología para la creación de nuevos instrumentos de medición como compases y relojes.

En el siglo XV se renovó el interés en el estudio de los cielos gracias, en parte, a la escuela de traductores de Toledo, creada por el rey Alfonso X el Sabio (1221-1284) quienes empiezan a traducir antiguos textos astronómicos.

Personajes como Johann Müller Regiomontano (1436-1476), comenzaron a realizar observaciones astronómicas y a discutir las teorías establecidas al punto que Nicolás de Cusa (1401-1464), en 1464 planteó que la Tierra no se encontraba en reposo y que el universo no podía concebirse como finito, comenzando de alguna manera a resquebrajarse el sistema imperante hasta ese momento.

Nicolás Copérnico (1473-1543) retoma las ideas heliocentristas y propone un sistema en el cual el sol se encuentra inmóvil en el centro del universo y a su alrededor giran los planetas en órbitas con «movimiento perfecto», es decir circular. Este sistema copernicano, sin embargo, adolecía de los mismos o más errores que el geocéntrico postulado por Ptolomeo, en el sentido de que no explicaba el movimiento retrógrado de los planetas y erraba en la predicción de otros fenómenos celestes. Copérnico, por tanto, incluyó igualmente epiciclos para aproximarse a las observaciones realizadas.

Tycho Brahe (1546-1601), hombre acomodado y de vida disipada, fue un gran observador del cielo y realizó las más precisas observaciones y mediciones astronómicas para su época, entre otras cosas porque tuvo la capacidad económica para construir su propio observatorio e instrumentos de medición. Las mediciones de Brahe no tuvieron, sin embargo, mayor utilidad hasta que Johannes Kepler (1571-1630) las utilizara. Kepler gastó muchos años tratando de encontrar la solución a los problemas que se tenían con el sistema enunciado por Copérnico, utilizando modelos de movimiento planetario basados principalmente en los sólidos perfectos de Platón. Con los datos completos obtenidos después de la muerte de Brahe, llegó por fin al entendimiento de las órbitas planetarias, probando con elipses en vez de los modelos perfectos de Platón, y pudo entonces enunciar sus leyes del movimiento planetario.

• Los planetas giran alrededor del Sol en órbitas elípticas estando este en uno de sus focos.
• Una línea dibujada entre un planeta y el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales.
• Publicada años después al mundo (1619): El cubo de la distancia media al sol es proporcional al cuadrado del tiempo que tarda en completar una órbita.

Galileo Galilei (1564-1642) fue uno de los defensores más importantes de la teoría heliocentrista. Construyó un telescopio a partir de un invento del neerlandés Hans Lippershey y fue el primero en utilizarlo para el estudio de los astros, descubriendo los cráteres de la Luna, las lunas de Júpiter, las manchas solares y las fases de Venus. Sus observaciones tan solo eran compatibles con el modelo copernicano.

El trabajo de Galileo lo enfrentó a la Iglesia católica, que ya había prohibido el libro de Copérnico De revolutionibus orbium coelestium. Después de varios enfrentamientos con los religiosos en los cuales fue respaldado por el papa Urbano VIII, y a pesar de que se le pidiese moderación en la difusión de sus estudios, Galileo escribió Diálogos sobre los dos máximos sistemas del mundo. En esta obra ridiculizó la posición de la Iglesia a través de Simplicio el Simplón. Por esta desobediencia fue llevado a juicio en donde fue obligado a abjurar de sus creencias y posteriormente recluido bajo arresto domiciliario, que duró el resto de su vida.​ Murió con la bendición papal a los 88 años. A finales del siglo XX el papa Juan Pablo II pidió disculpas al mundo por esta injusticia que su Iglesia había cometido contra Galileo.

Siglo XVII

Isaac Newton (1643-1727).

A partir de los desarrollos técnicos, ópticos y de las nuevas teorías matemáticas y físicas se dio un gran impulso a las ciencias y en el tema que nos toca a la astronomía. Se descubrieron y catalogaron miles de objetos celestes. Aparecen en el siglo XVII grandes hombres constructores de lo que hoy conocemos como astronomía moderna: Johannes Hevelius (observaciones de la luna y cometas), Christian Huygens (anillos de Saturno y Titán), Giovanni Domenico Cassini (satélites de Saturno), Ole Rømer (velocidad de la luz a partir de los eclipses de los satélites de Júpiter en 1676) y John Flamsteed (fundador del Observatorio de Greenwich en 1675).

Dentro de este ambiente Isaac Newton promulgó sus tres leyes que quitaron definitivamente el empirismo en la explicación de los movimientos celestes. Estas leyes son:

• Un cuerpo permanece en reposo o en movimiento en línea recta y a una velocidad constante a menos que una fuerza externa actúe sobre él.
• La fuerza aplicada por un cuerpo sobre otro, genera una fuerza de igual magnitud sobre el primero pero en dirección contraria.

Se dice que Newton fue inspirado por la caída de una manzana para imaginar el efecto de la gravedad, aunque está comprobado que esto es tan solo una leyenda, sirve como herramienta para entender la fuerza de la gravitación: la misma fuerza gravitatoria que hace caer la manzana se extiende hacia la Luna y si no fuera por ella la Luna escaparía de la órbita terrestre. La Ley de la gravitación universal dice que:

Dos cuerpos se atraen uno al otro con una fuerza que es directamente proporcional a la masa de cada uno e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.

Newton realizó muchos otros trabajos en astronomía, como la modificación del diseño de los telescopios de la época en un modelo por él llamado reflectores newtonianos; escribió Philosophiae naturalis principia mathematica, en ella expuso sus leyes y explicó la dinámica del sistema solar.

Siglo XVIII

La teoría de Newton tomó tiempo para establecerse en Europa. Descartes planteaba la teoría de vórtices y Christiaan Huygens, Gottfried Wilhelm Leibniz y Jacques Cassini habían aceptado solo partes del sistema de Newton, prefiriendo su propia filosofía. No fue sino hasta Voltaire que se publicó un experimento sobre las mareas en 1738.​

Finalmente en 1748, la Academia de las Ciencias francesa ofreció una recompensa para la resolución de las perturbaciones de Júpiter y Saturno que finalmente fue resuelto por Euler, Joseph-Louis de Lagrange (1736-1813) y Laplace, estableciendo las bases del sistema solar.

El catálogo de Messier

Charles Messier, astrónomo francés, publicó en 1774 el famoso catálogo que lleva su nombre. Ávido cazador de cometas, descubrió unos quince y observó muchos otros. Se apasionó por catalogar los objetos del cielo, incluyendo además una breve descripción. Utilizó un modesto reflector de 19 cm instalado en el Hôtel de Cluny en el centro de París. En sus incursiones celestes descubrió y catalogó varios objetos famosos entre ellos nebulosas, galaxias y cúmulos, llegando a la cifra de 103 objetos; más tarde, otros astrónomos añadieron más, llevando el catálogo a 110. El catálogo de Messier, por innovador que fuera, tenía algunas lagunas de observación provocadas por la modestia del instrumento utilizado.​ De hecho, después de casi un siglo, Herschel resolvió en estrellas objetos que Messier consideraba simples nebulosidades.​

Herschel y el descubrimiento de Urano

Sir William Herschel

En 1781, William Herschel (1738-1822) descubrió Urano utilizando un modesto telescopio de 18 cm. Este descubrimiento, que le convirtió en astrónomo real, fue totalmente accidental: mientras hacía recuentos de estrellas para determinar la forma de la galaxia, notó la presencia de una estrella cerca de la estrella 1 Geminorum; se dio cuenta de que lo que tenía en su ocular no era una estrella, sino que supuso que era un cometa, porque al incrementar el aumento había notado un disco circular. Así, hizo una comunicación oficial a la Royal Society, que señalaba que había descubierto un planeta. En 1787 descubrió también dos satélites de Urano, Titania y Oberon​,​ y fue el primero en observar también los anillos de Urano, aunque el efecto se interpretó como un defecto óptico; de hecho, los anillos no se confirmarán hasta 1977.​ En 1789, con un telescopio de 1,2 m de diámetro, fue el primero en observar dos satélites dentro del anillo de Saturno, Encelado y Mimas​.​ Descubrió el sistema doble ξ Bootis​,​, la doble Algieba (γ Leonis),​ el cúmulo globular NGC 2419 en la constelación de Lince. Para obtener estos excelentes resultados, Herschel había construido uno de los telescopios más grandes de la época, un newtoniano con un diámetro de 1,22 m y una distancia focal de 12,20 m. Para construirlo necesitó tres años de trabajo desde 1786 hasta 1789, perfeccionando también las técnicas de fabricación de telescopios y ópticas. También estudió la forma visible de la galaxia, trazando un dibujo completo y comprendiendo su forma lenticular​​.

La mecánica celeste

Joseph-Louis Lagrange, además de sus aportaciones a la matemática analítica y al cálculo de funciones, desarrolló un modelo de mecánica celeste mucho más complejo y preciso. En 1773 observó que era posible expresar las leyes de Newton en términos de la acción de un campo de fuerza que llenaba el espacio continuamente. De esta manera tuvo entonces en cuenta los efectos de las perturbaciones provocadas por otros planetas sobre diversos valores como la inclinación de la órbita, la dirección y longitud del eje mayor o la excentricidad de la elipse. Parecía así que los cuerpos celestes, aunque mantenían su órbita establecida a lo largo del tiempo, sufrían múltiples influencias de los demás planetas.​

Otro aporte válido a la mecánica celeste fue el de Pierre Simon Laplace, quien descubrió la naturaleza cíclica del movimiento de Júpiter y Saturno, naturaleza cíclica estimada en aproximadamente en 900 años, por lo que los planetas parecen acelerarse o desacelerarse entre sí. Esta variación ya era conocida por Lagrange, pero sólo Laplace la atribuyó a un movimiento cíclico, confirmando la idea de que el sistema solar presentaba movimientos no aleatorios incluso en una escala temporal grande.​

Las invenciones de Fraunhofer y las mediciones de paralaje de Bessel

Líneas de Fraunhofer

Joseph von Fraunhofer fue el artífice de una pequeña revolución instrumental. En 1812 comenzó a estudiar un método para obtener placas de vidrio libres de aberraciones de la imagen. Para lograrlo, necesitaba trabajar en cada color producido por las aberraciones. Luego explotó el método del prisma con el que descompuso la luz solar, pero en la descomposición de los colores observó que el espectro producido mantenía varias líneas negras completamente independientes del vidrio utilizado: había descubierto las líneas de Fraunhofer. De hecho, las líneas negras no dependían de la óptica, sino de la luz solar. En realidad ya habían sido observadas por otros ópticos, pero Fraunhofer fue el primero en anotar su posición según la denominación de las letras del alfabeto. Será posteriormente Kirchhoff quien interpretará correctamente el origen de las extrañas líneas negras. Fraunhofer también fue el primero en tener la intuición de utilizar una red de difracción, en lugar de un prisma, para la descomposición de la luz blanca. Con este medio la imagen de los espectros era más precisa que la obtenible con el prisma, introduciéndose así un nuevo modelo de espectroscopio​.​ Luego perfeccionó un instrumento que conduciría a nuevos descubrimientos astronómicos, el heliómetro, inicialmente utilizado para medir el diámetro solar. Tras las mejoras de Fraunhofer, Bessel logró obtener la medida del primer paralaje estelar.​

Friedrich Wilhelm Bessel fue uno de los astrónomos más representativos del siglo XIX. En 1838, gracias a la introducción del heliómetro de Fraunhofer, Bessel logró observar el primer paralaje estelar y, por tanto, determinar la distancia a la estrella. Para la primera medición Bessel eligió la estrella 61 Cygni, con mayor movimiento propio que las demás; tras seis meses de observaciones encontró un paralaje que determinó una distancia de 10,7 años luz, un valor muy preciso incluso para la actualidad. En 1844, después de décadas de observaciones, Bessel anunció que Sirius giraba alrededor del centro de gravedad de un sistema, es decir, que Sirius incluía un objeto invisible. Estos descubrimientos abrieron el camino al estudio de la posición de las estrellas, así como a la conciencia de que el universo visible mostraba dimensiones enormes, mucho más allá de las expectativas iniciales.​

La formación del sistema solar

Representación del disco protoplanetario del sistema solar

Los conocimientos entonces alcanzados en el campo de la mecánica celeste permitieron desarrollar teorías vinculadas a la formación del sistema solar a partir de la primera teoría expuesta: la de los vórtices de Descartes.​ Georges-Louis Leclerc planteó la hipótesis de que el sistema solar nació del Sol tras el paso cercano de una estrella: el cuerpo habría extraído materia del Sol, creando cuerpos planetarios. Esta idea fue inmediatamente definida como teoría catastrofista​.​

En 1755, el filósofo alemán Immanuel Kant y, posteriormente, de forma independiente en 1796 también Laplace, expusieron una nueva teoría que más tarde se definió como teoría de Kant-Laplace. La teoría postulaba el nacimiento del sistema solar a partir de una nube de gas que, puesta en rotación para no colapsar sobre sí misma, habría formado la estrella que hoy se conoce, el Sol, en el centro, mientras que fuera el gas se habría agregado formando los protoplanetas; con el tiempo el Sol se habría iluminado como una estrella, y habiendo barrido la presencia de nubes y polvo que luego caían sobre las superficies planetarias, los llamados protoplanetas se habrían convertido en los que se conocen ahora. Esta teoría, todavía aceptada hoy en día, explica, por ejemplo, por qué los planetas gaseosos permanecieron fuera del sistema, así como su disposición uniforme en el plano de la eclíptica. Sin embargo, mantiene algunas inconsistencias, por ejemplo no se sabe por qué el material nebular debería haberse agregado.​​

Siglo XIX

Forma de la Vía Láctea deducida por W. Herschel a partir del recuento de estrellas en el cielo.

La observación astronómica cada vez más detallada permitió el descubrimiento de objetos celestes diferentes a las estrellas fijas, los planetas y cometas.

Estos nuevos objetos observados eran como parches de luz que por su aspecto se les dio el nombre de nebulosas. El alemán Friedrich Wilhelm Herschel (1738-1822) fue uno de los primeros en estudiar estos objetos, músico de profesión, finalmente abandonó las notas por las estrellas, su hermana Caroline Herschel (1750-1848), trabajó con él realizando barridos de zonas del cielo, con lo cual dibujaron un mapa de la galaxia con un gran número de estrellas observadas. Herschell también realizó otros importantes descubrimientos como Urano, Sus lunas Titania y Oberón y las lunas de Saturno Encélado y Mimas.

Durante el siglo XVIII uno de los objetivos de los estudios astronómicos fue el de calcular las distancias en el universo. El sistema de medición fue la paralaje, que mide el movimiento de una estrella con respecto a las estrellas vecinas cuando se observa desde dos puntos diferentes. La primera distancia a una estrella medida con este método fue realizada por Friedrich Bessel (1784-1846) en 1838 fue a 61 del Cisne (constelación) obteniendo una distancia de 11 años luz y, posteriormente, Alfa Centauro con una distancia de 4,3 años luz.

Mito de la tierra plana

Mapa de la Tierra plana de Rowbotham

A partir del siglo XIX, surgió el mito histórico que sostenía que la doctrina predominante durante la Edad Media era que la Tierra era plana. Uno de los primeros defensores de este mito fue el escritor estadounidense Washington Irving, quien sostuvo que Cristóbal Colón tuvo que superar la oposición de los eclesiásticos para obtener el patrocinio de su viaje de exploración,​ a pesar de que los eruditos eurpeos del siglo XV sabían que la Tierra era esférica.​ En 1834, pocos años después de la publicación del libro de Irving, Jean Antoine Letronne, un académico francés de fuertes ideas antirreligiosas, tergiversó a los padres de la iglesia y sus sucesores medievales como creyentes en una Tierra plana en su Sobre las ideas cosmográficas de los padres de la iglesia.​

El origen del movimiento que defiende que la Tierra es plana se encuentra en la obra del inventor socialista​ inglés Samuel Birley Rowbotham quien sostenía la creencia de que la Tierra era un disco plano centrado en el polo norte y cerrado en su límite sur por un muro de hielo, con el Sol, la Luna, los planetas y las estrellas a tan solo unos centenares de millas sobre su superficie. Al respecto publicó en 1849 un panfleto de 16 páginas, al cual convirtió en libro en 1865. Este sistema ideado por Rowbotham, al cual llamó Astronomía Zetética, se basa casi enteramente en pasajes bíblicos.​ Rowbotham y sus seguidores alcanzaron notoriedad al enzarzarse en debates públicos escandalosos con los científicos destacados de su tiempo. Tras la muerte de Rowbotham, sus seguidores crearon la Sociedad Zetética Universal, publicando una revista titulada The Earth Not a Globe Review, y permanecieron activos hasta bien entrado el siglo XX.

Siglo XX

Expansión del universo.

La teoría heliocéntrica llega al siglo XX en todo su esplendor, el sol es el centro del universo y todo gira alrededor de él incluidos todos los objetos del espacio profundo dentro de los cuales se encontraban unas nebulosas muy especiales llamadas nebulosas espirales.

El descubrimiento y estudio de las estrellas variables (estrellas que varían en brillo periódicamente), iniciado principalmente por Harlow Shapley (1885-1972) llevó a descubrir un tipo especial de ellas cuya característica era que los cambios de brillo estaban relacionas con su luminosidad intrínseca, como la estrella prototipo se encontró en la constelación de cefeo se les denominó Cefeidas. Al conocer su luminosidad de un objeto celeste basta aplicar la ley del cuadrado inverso que dice que el brillo disminuye de acuerdo al cuadrado de la distancia para calcular la distancia a la que se encuentra del observador. Shapley encontró que los cúmulos globulares, grupos de millones de estrellas que forman un cúmulo compacto y redondo que giran alrededor de los centros galácticos, están mucho más alejados del Sol que del centro de la galaxia y de esta manera el sistema solar debería estar localizado en la periferia lejos del centro del universo alrededor del cual giran los cúmulos globulares y los demás astros observados.

A principios del siglo pervivía la teoría de los universos isla esbozada por Kant en la cual las nebulosas espirales eran universos islas separados de la vía láctea a la cual pertenecía el sol, esta teoría fue fuertemente apoyada por Herschel pero no se tenían pruebas que la sustentaran. Estas pruebas llegarían a partir de las observaciones de Edwin Hubble (1889-1953) realizadas en el observatorio de Monte Wilson.

Hubble, el 19 de febrero de 1924, escribió a Shapley su contradictor quien defendía la existencia de una sola galaxia: «Seguramente le interesará saber que he hallado una variable cefeida en la nebulosa de Andrómeda». De esta manera se reveló que las nebulosas espirales no eran simples cúmulos de gas dentro de la vía láctea sino verdaderas galaxias independientes o como Kant describió «universos isla».

Durante esta época Albert Einstein expuso su Teoría de la Relatividad General de la que se deduce que el universo no es estático sino que se expande, Einstein sin embargo le introdujo una constante llamada cosmológica para «detener» la expansión y adecuar su teoría a los conocimientos del momento.

Los descubrimientos de Hubble estimularon el estudio de las nebulosas espirales, el joven Vesto Slipher quien trabajaba en el observatorio Lowell bajo las órdenes del tristemente célebre Percival Lowell, estaba encargado de su estudio, durante sus investigaciones encontró que dichas nebulosas espirales tenían un corrimiento al rojo persistente en sus espectros (un objeto que se aleja del observador alarga las longitudes de onda por él emitidas corriéndose hacia el rojo en el espectro estudiado). Sin embargo Slipher no encontró la explicación a su hallazgo. En un trabajo independiente Hubble al medir las distancias de 25 galaxias encontró una correlación directa entre su distancia y el grado de corrimiento o en otras palabras la velocidad a la que se alejan.

El hombre que fusionó los resultados de las investigaciones de Slipher, Hubble y Einstein fue un matemático sacerdote llamado Georges Lemaitre (1894-1966) quien en 1927 publicó un artículo donde desarrollaba la relación del corrimiento al rojo con un universo en expansión. Cuando su artículo se divulgó la comunidad científica concluyó que si el universo se encuentra en expansión alguna vez debió estar unido en un punto de luz al cual llamó singularidad o «átomo primordial» y su expansión «gran ruido». El astrónomo Fred Hoyle (1915-2001) —contradictor de esta teoría— la llamó despectivamente «Big Bang», que es como se conoce en la actualidad a la teoría más aceptada como origen del universo.

Si se tiene que el universo se expande hacia todos lados a partir de un momento inicial se cree que esta expansión puede ser constante o detenerse en algún momento determinado, una u otra posibilidad dependerá de la cantidad de materia presente en el universo y si la fuerza de gravedad entre ella será suficiente para contraer la materia o no, esta cantidad no se ha determinado. En la actualidad se ha demostrado que la expansión del universo se está acelerando. Estos últimos hallazgos aún están bajo intenso estudio para lograr aclarar el futuro del universo, nuestra galaxia, nuestro Sol y nuestra casa, la Tierra.

Siglo XXI

En la actualidad sabemos que habitamos un minúsculo planeta de un sistema solar regido por el Sol que avanza en el primer tercio de su vida y que está localizado en la periferia de la Vía Láctea, una galaxia espiral barrada compuesta por miles de millones de soles, que posee como las demás galaxias un agujero negro súper masivo en su centro y que forma parte de un conjunto galáctico llamado Grupo Local, el cual, a su vez, se encuentra dentro de un supercúmulo de galaxias. El universo está constituido por miles de millones de galaxias como la Vía Láctea y se le ha calculado una edad entre 13 500 y 13 900 millones de años, y su expansión se acelera constantemente.

Muchos adelantos científicos y técnicos nos abren nuevas ventanas al estudio del espacio: tenemos poderosos telescopios terrestres y orbitales, sondas interplanetarias llegan a los confines del sistema solar y robots se encuentran en la superficie de otros mundos aumentando la capacidad del ser humano de su maravilloso entorno astronómico.

Véase también

• Anexo:Cronología de la astronomía
• Historia de la gnomónica
• Historia del telescopio
• Historia de la observación de Marte
• Historia de la observación lunar
• Arqueoastronomía
• Gran historia

Bibliografía

• Hetherington, Barry (1992): A Chronicle of Pre-Telescopic Astronomy. Londres: John Wiley & Sons, 1992. ISBN 0-471-95942-1.

Enlaces externos

• El libro de instrucción sobre planos desviados y planos simples, manuscrito en árabe que data de 1740 y habla de astronomía práctica, con diagramas.
• Institute and Museum of the History of Science - Pretelescopic astronomy (en inglés)
• NASA: antiguos observatorios (en inglés)

• Datos: Q50056
• Multimedia: History of astronomy / Q50056