Teoría geocéntrica

 

El modelo geocéntrico según la Biblia de Martín Lutero.

La Teoría geocéntrica es una antigua teoría de ubicación de la Tierra en el Universo. Coloca la Tierra en el centro del Universo, y los astros, incluido el Sol, girando alrededor de ella (geo: Tierra; centrismo: centro). Creer que la Tierra es el centro del universo es la opinión obvia de quien no se plantea hallar una solución a los problemas que presentan los movimientos de los cuerpos celestes, esto es, los movimientos de los planetas. El geocentrismo estuvo vigente en las más remotas civilizaciones. Por ejemplo, en Babilonia era ésta la visión del universo​ y en su versión completada por Claudio Ptolomeo en el siglo II en su obra El Almagesto, en la que introdujo los llamados epiciclos, ecuantes y deferentes, estuvo en vigor hasta el siglo XVI cuando fue reemplazada por la teoría heliocéntrica.

Grecia

El modelo geocéntrico entró en la astronomía y filosofía griega, desde sus inicios. En el siglo VI a. C., se propuso una cosmología en la que la Tierra estaba formada como si fuera la sección en lo alto por encima de todo. El Sol, la Luna y los planetas eran agujeros en ruedas invisibles que rodeaban la Tierra; a través de los agujeros, los seres humanos podrían ver el fuego encubierto. Al mismo tiempo, los pitagóricos mostraron que la Tierra era esférica pero no el centro del Universo; postulaban que la Tierra estaba en movimiento alrededor del fuego no visible. Con el tiempo, estas versiones se combinaron; entonces los griegos más educados del siglo IV a. C. pensaron que la Tierra era una esfera en el centro del Universo. Fueron Platón y su discípulo Aristóteles.

Según Platón, la Tierra era una esfera que descansaba en el centro del Universo. Las estrellas y planetas giraban alrededor de la Tierra en círculos celestiales, ordenados en el siguiente orden (hacia el exterior del centro): Luna, Sol, Venus, Mercurio, Marte, Júpiter, Saturno, demás estrellas. En el Mito de Er, una sección de La República, Platón describe el cosmos como el Huso de la Necesidad, del que cuidan las Sirenas y las tres Moiras.

Eudoxo de Cnido, quien trabajó con Platón, desarrolló una explicación menos mítica y más matemática del movimiento de los planetas basados en dictum de Platón manifestando que todos los fenómenos en los cielos puede explicarse con el movimiento circular uniforme.

Aristóteles explicó en detalle el sistema de Eudoxo. En el sistema con creces aristotélico desarrollado, la Tierra esférica está en el centro del Universo. Todos los cuerpos celestes están pegados a 56 esferas concéntricas que giran alrededor de la Tierra. (El número está por las nubes porque varias esferas transparentes son necesarias para cada planeta.) La Luna está en la esfera más cercana a la Tierra. Así trata sobre el área de Tierra, lo cual lo contamina, causando las cuñas comerciales oscuras (macula) y la habilidad para pasar a través de fases lunares. No es perfecto como los otros cuerpos celestes, cuál brilla por su luz.

La adhesión al modelo geocéntrico resultó principalmente de varias observaciones importantes. Ante todo, si la Tierra se movió, luego uno debe poder observar la alternancia de las estrellas fijas debido a paralaje. En resumen, las formas de las constelaciones deberían cambiar considerablemente sobre el curso de un año. En realidad, las estrellas son un tanto así más allá fuera que el Sol y los planetas que este movimiento (que hace existe) no fue detectado hasta el siglo XIX. La falta de cualquier paralaje observable fue considerada la muerte de cualquier teoría poco geocéntrica.

Un desperfecto principal en el sistema de Eudoxo basado en esferas concéntricas fue que no podrían explicar los cambios en la claridad de los planetas causados por un cambio en la distancia. Este honor fue reservado para el sistema Ptolemaico, apoyado por el astrónomo helenístico Claudio Ptolomeo de Alexandría, Egipto en el siglo II después de Cristo. Su libro principal astronómico, el Almagesto, era la culminación de los siglos de trabajo por astrónomos griegos; fue aceptado durante más de un milenio como el correcto modelo cosmológico por astrónomos europeos e Islámicos. A causa de su influencia, el sistema Ptolemaico a veces es considerado idéntico con el modelo geocéntrico.

Los elementos básicos de la astronomía de Ptolomeo, mostrando un planeta en un epiciclo con un deferente excéntrico y un punto ecuante.

Sistema Ptolemaico

En el sistema Ptolemaico, cada planeta es movido por dos o más esferas: una esfera es su deferente que se centra en la tierra, y la otra esfera es el epiciclo que se encaja en el deferente. El planeta se encaja en la esfera del epiciclo. El deferente rota alrededor de la tierra mientras que el epiciclo rota dentro del deferente, haciendo que el planeta se acerque y se aleje de la tierra en diversos puntos en su órbita, inclusive haciendo que disminuya su velocidad, se detenga, y se mueva en el sentido contrario (en movimiento retrógrado). Los epiciclos de Venus y de Mercurio están centrados siempre en una línea entre la Tierra y el Sol (Mercurio más cercano a la Tierra), lo que explica porqué siempre se encuentran cerca de él en el cielo. El orden de las esferas Ptolemaicas a partir de la Tierra es:

• Luna
• Mercurio
• Venus
• Sol
• Marte
• Júpiter
• Saturno
• Estrellas fijas

El modelo del deferente-y-epiciclo había sido utilizado por los astrónomos griegos por siglos, como lo había sido la idea del excéntrico (un deferente levemente desviado del centro de la Tierra). En la ilustración, el centro del deferente no es la Tierra sino la X, haciéndolo excéntrico (del Latín ex- o e- que significa "de," y centrum que significa "centro").

Desafortunadamente, el sistema que estaba vigente en la época de Ptolomeo no concordaba con las mediciones, aún cuando había sido una mejora considerable respecto al sistema de Aristóteles. Algunas veces el tamaño del giro retrógrado de un planeta (más notablemente el de Marte) era más pequeño y a veces más grande. Esto lo impulsó a generar la idea de un ecuante.

El ecuante era un punto cerca del centro de la órbita del planeta en el cual, si uno se paraba allí y miraba, el centro del epiciclo del planeta parecería que se moviera a la misma velocidad. Por lo tanto, el planeta realmente se movía a diferentes velocidades cuando el epiciclo estaba en diferentes posiciones de su deferente. Usando un ecuante, Ptolomeo afirmaba mantener un movimiento uniforme y circular, pero a muchas personas no les gustaba porque pensaban que no concordaba con el dictado de Platón de un "movimiento circular uniforme". El sistema resultante, el cual eventualmente logró amplia aceptación en occidente, fue visto como muy complicado a los ojos de la modernidad; requería que cada planeta tuviera un epiciclo girando alrededor de un deferente, desplazado por un ecuante diferente para cada planeta. Pero el sistema predijo varios movimientos celestes, incluyendo el inicio y fin de los movimientos retrógrados, medianamente bien para la época en que se desarrolló.

Geocentrismo y los sistemas rivales

No todos los griegos aceptaban el modelo geocéntrico. Algún pitagórico creyó que la Tierra podía ser uno de los varios planetas que circundaban en un fuego central. Hicetas y Ecphantus, dos pitagóricos del siglo V aC., y Heraclides Ponticus en el siglo IV, creían que la Tierra gira sobre su eje pero permaneciendo en el centro del universo. Tal sistema todavía se califica como geocéntrico. Fue restablecido en la Edad Media por Jean Buridan. Heraclides Ponticus también es citado en ocasiones por haber propuesto que Venus y Mercurio circundaban el Sol más que la Tierra, pero la evidencia de esta teoría no estaba clara. Martianus Capella puso definitivamente a Mercurio y Venus en epiciclos alrededor del Sol.

Aristarco de Samos fue el más radical. Escribió un libro, que no ha sobrevivido, sobre el heliocentrismo, diciendo que el Sol era el centro del Universo, mientras que la Tierra y otros planetas giraban alrededor suyo. Su teoría no fue popular, y sólo tenia un seguidor conocido, Seleuco de Seleucia.

El sistema copernicano

En 1543 la teoría geocéntrica enfrentó su primer cuestionamiento serio con la publicación de De Revolutionibus Orbium Coelestium de Copérnico, que aseguraba que la Tierra y los demás planetas, contrariamente a la doctrina oficial del momento, rotaban alrededor del Sol. Sin embargo, el sistema geocéntrico se mantuvo varios años, ya que el sistema copernicano no ofrecía mejores predicciones de las efemérides cósmicas que el anterior, y además suponía un problema para la filosofía natural, así como para la educación religiosa.

Con la invención del telescopio en 1609 y las primeras observaciones realizadas con él por Galileo (como el hecho de que Júpiter tuviese lunas) cuestionaban el geocentricismo de manera colateral, pero no suponían ninguna amenaza seria para la teoría en su conjunto.

Fases de venus.

Sin embargo, en diciembre de 1610, Galileo usó su telescopio para mostrar que Venus tiene fases, igual que la Luna. Estas observaciones eran incompatibles con el sistema tolemaico. Tolomeo colocaba a Venus dentro de la esfera del Sol (entre el Sol y Mercurio) de un modo arbitrario; del mismo modo podría haber intercambiado Venus y Mercurio y ponerlos al otro lado del Sol, o hecho cualquier otro arreglo con estos planetas, siempre que estuvieran cerca de una línea que fuese desde la Tierra a través del Sol.

Si el Sol es la fuente de toda la luz, bajo el sistema tolemaico:

• si Venus estuviera entre la Tierra y el Sol, la fase de Venus debería ser siempre creciente pero con menos de la mitad del planeta a la vista, o nueva.
• si Venus estuviera tras el Sol, la fase de Venus debería ser siempre creciente desde la mitad en adelante o llena.

Pero Galileo vio Venus al principio pequeño y lleno, y más tarde más grande y creciente.

Los astrónomos de este período vieron el resultado de este hecho insalvable para la cosmología tolemaica, si el resultado se hubiera aceptado como cierto. Como resultado, a finales del siglo XVII la competición entre las dos cosmologías se centraba en las variaciones de Tycho Brahe (en las que la Tierra era todavía el centro del Universo, y a su alrededor giraba el Sol, pero todos los demás planetas giraban alrededor del Sol), o variaciones del sistema copernicano.

Gravitación: Newton y Kepler

Johannes Kepler, después de analizar las observaciones de Tycho Brahe, construyó sus tres leyes en 1609 y 1619, basado en una visión heliocéntrica donde los planetas se mueven en trayectorias elípticas. Usando estas leyes, él era el primer astrónomo en predecir con éxito un tránsito de Venus (cerca del año 1631).

En 1687, Isaac Newton ideó su ley de la gravitación universal, que introdujo la gravitación como la fuerza que mantiene a los planetas en órbita, permitiendo que los científicos construyan rápidamente un modelo heliocéntrico plausible para el Sistema Solar. Utilizando la ley de gravitación universal pueden calcularse con precisión las órbitas de todos los planetas del sistema solar, a excepción de Mercurio, cuyo perihelio tenía una precesión que no puede explicarse mediante las leyes de gravitación de Newton. A pesar de este problema la comunidad científica creía tanto en las leyes de Newton que incluso se postuló la existencia de un planeta, Vulcano, para justificar la órbita de Mercurio. La precesión del perihelio de Mercurio no pudo ser explicada hasta que en 1915 Albert Einstein expuso su Teoría General de la Relatividad.

Sin embargo, un marco geocéntrico es útil para los astrónomos en muchos aspectos científicos. Para el estudio de objetos fuera del sistema solar, donde las distancias son mucho mayores que la distancia de la tierra al sol, se simplifica su estudio al tomar a la tierra como centro.

Teoría geocéntrica en la actualidad

Algunos fundamentalistas religiosos todavía interpretan sus escrituras sagradas indicando que la Tierra es el centro físico del Universo^{[cita requerida]}; esto es llamado geocentrismo moderno. Los Astrólogos, mientras que pueden no creer en geocentrismo como principio, todavía emplean el modelo geocéntrico en sus cálculos para predecir horóscopos.

La Asociación Contemporánea para la Astronomía Bíblica, conducida por el físico Dr. Gerhardus Bouw, sostiene una versión modificada del modelo de Tycho Brahe, que llaman geocentricidad. Sin embargo, la mayor parte de los grupos religiosos en la actualidad aceptan el modelo heliocéntrico. El 31 de octubre de 1992, el Papa Juan Pablo II rehabilitó a Galileo 359 años después de que fuera condenado por la Iglesia.

El sistema solar es aún de interés para los diseñadores de planetarios dado que, por razones técnicas, dar al planeta un movimiento de tipo Ptolomeico tiene ventajas sobre el movimiento de estilo Copernicano.

Referencias

Sellés, Manuel; Solís, Carlos (2005). Historia de la Ciencia. Pozuelo de Alarcón: Espasa. p. 36. ISBN 84-670-1741-4. 

Véase también

• Movimiento relativo