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Astronomía y pensamiento
Astronomía y pensamiento
¿Cómo influye la Astronomía en nuestra forma de ver el mundo? Seguramente, mucho más de lo que pensamos. Un buen día, descubrimos que la Tierra no era el centro del Cosmos y fue un golpe para la vanidad humana.
Relojes astronómicos.
Imagen de un reloj astronómico en Escocia
En esta fotografía vemos los restos de un antiguo reloj astronómico en la costa occidental de la isla de Lewis (Escocia). Es más antiguo que la gran Pirámide de Egipto. Sus rocas alcanzan hasta 5 ms de altura y su parte principal forma un círculo de 13 ms de diámetro. Hacia el sur se alinea con la luna llena de verano. Fue un importante centro ritual para los primeros asentamientos de la zona.
Desde tiempos inmemoriales, nuestros antepasados conocían la influencia del cielo sobre sus vidas. Las trayectorias del sol, la luna y las estrellas regían los ciclos de la naturaleza. Conocerlos facilitaba la supervivencia. Los relojes astronómicos prehistóricos fueron la primera herramienta astronómica del ser humano. La mayoría monumentos megalíticos, aunque también grabados en piedra y discos de bronce.
Los relojes o calendarios astronómicos indicaban las fases lunares, los equinoccios, los solsticios y los cambios de estación. Así predecían cómo iba a comportarse la naturaleza las próximas semanas o meses. Les aportaba información sobre el mejor momento para la siembra, la cosecha, para salir de pesca o incluso protegerse de posibles riadas.
El fuerte sentimiento de dependencia del cielo y la naturaleza dio a los relojes astronómicos un carácter religioso, mágico. Se empleaban como lugares de reunión y de celebración de ritos funerarios.
Por todo el mundo se hallan restos que demuestran el conocimiento que nuestros antepasados tenían de la bóveda celeste.
Reloj de Praga.
Constelaciones del Zodíaco en el reloj astronómico de Praga
Esta fotografía nos muestra un reloj astronómico del s.XV, en la ciudad de Praga. Vemos el anillo zodiacal, que indica el movimiento aparente del Sol a través de las 12 constelaciones del zodíaco. Las constelaciones se leen en sentido contrario al de las agujas del reloj.
En sus orígenes, no se distinguía entre astronomía y astrología. Desde el s. VIII a.C., los babilónicos comenzaron a recopilar todos los datos conocidos sobre la posición del Sol, la luna y las estrellas. Conocían bien su influencia en los ciclos de la naturaleza. Pensaban que la posición de los astros también influía en la vida de las personas. Si leyendo el cielo predecían la naturaleza, también podría predecirse el futuro de las personas. Así nacieron las predicciones del zodíaco.
Hoy sabemos que no tiene ningún fundamento científico, pero en sus comienzos ciencia y creencias eran una misma categoría.
Los babilónicos utilizaban un sistema aritmético basado en el número 6 y sus múltiplos. Lo aplicaron a la astronomía. Midieron el cielo como una circunferencia de 360º. Para realizar sus predicciones lo dividieron en 12 partes de 30º cada una. A cada parte le asignaron el nombre de la constelación dominante en ese sector del cielo. Hoy aún conservamos restos de aquella aritmética en muchos aspectos de nuestra vida, sobre todo en nuestra forma de medir el tiempo. También las 12 constelaciones del zodíaco son herencia del antiguo pensamiento babilónico.
Esfera armilar.
Esfera armilar de Ptolomeo, astrolabio esférico
La esfera armilar o astrolabio esférico es un instrumento astronómico que aparece por primera vez en el s.III a.C. Probablemente diseñado por Eratóstenes, director de la Biblioteca de Alejandría. Pero se asocia más con Ptolomeo, que fue quien lo perfeccionó en el s. II.
La esfera armilar representa el modelo geocéntrico del Cosmos. Las antiguas civilizaciones griega y babilónica creían que la Tierra era el centro del Universo. El Sol, la luna, los planetas y las estrellas giraban alrededor de ella. Aristóteles, Platón y la tradición cristiana también adoptaron esta visión. El hombre era el centro de la Creación.
En una esfera armilar la Tierra aparece en el centro. Mediante un complejo sistema de giros, Ptolomeo logró explicar el aparente retroceso en el movimiento de los planetas. La esfera de Ptolomeo era tan precisa que incluso hoy puede utilizarse para orientarse en la navegación marítima. Aunque sabemos que su sistema está equivocado, si tomamos nuestra posición como fija, la posición de las estrellas que indica el astrolabio coincide con la que podemos ver en el cielo.
El modelo de universo de Ptolomeo es el que inspiró a Dante Alighieri para escribir la Divina Comedia.
Esta fue la visión del mundo hasta la llegada de Copérnico en el s. XVI. Aunque el modelo geocéntrico está hoy superado, nuestro lenguaje aún recuerda aquel viejo pensamiento: todavía decimos el Sol sale, el Sol se pone...
Revolución copernicana.
Imagen del sistema heliocéntrico de Nicolás Copérnico
Esta fotografía muestra el modelo heliocéntrico de Nicolás Copérnico. El Sol, de un tamaño mucho mayor que la Tierra, está fijo en el centro mientras que la Tierra y el resto de planetas giran alrededor. Se ve también la Luna girando alrededor de la Tierra.
En el s. XVI Copérnico estableció que era el Sol, y no la Tierra, el que ocupaba el centro. La Tierra era sólo un planeta más, girando alrededor del Sol. Suponía que el Cosmos tenía un tamaño muy superior al que hasta entonces se creía. Esta idea supuso una auténtica revolución del pensamiento: la llamada revolución copernicana.
Durante casi 2000 años se había pensado que la Tierra era el centro del Cosmos. El hombre era el centro de la Creación. La idea estaba muy arraigada en el pensamiento cristiano y en toda la cultura occidental. Sólo Aristarco, en el s. III a.C., había anticipado esta visión, pero fue rechazada y ridiculizada. Era impensable que el hombre no tuviera la posición privilegiada en el Cosmos.
La revolución copernicana fue un duro golpe a la vanidad humana. Giordano Bruno y Galileo Galilei pagaron caro la defensa de sus ideas: Bruno fue condenado a muerte por herejía, Galileo arrestado en su domicilio hasta su muerte.
Pero ya no había marcha atrás. En el s. XVII la nueva visión del mundo estaba consolidada. Tycho Brahe, Johannes Kepler y, sobre todo, Isaac Newton abrían una nueva era.
El reloj de Einstein.
Reloj de la torre de Berna Zytglogge. Reloj de Albert Einstein.
Según la tradición, el reloj de la torre de Berna es el que inspiró a Albert Einstein para formular su teoría de la relatividad. Curiosamente, se le llama el Zytglogge, que significa "la campana del tiempo".
Einstein vivió en Berna entre 1902 y 1909. Todos los días pasaba por delante de la torre del reloj para ir a su trabajo en la oficina de patentes. Se preguntaba si el tiempo pasaría a la misma velocidad en el reloj de la torre, que permanecía fijo, que en su propio reloj, que se movía con él.
Este experimento mental le llevó a la idea de que el tiempo no era absoluto sino relativo, y que no discurre igual en reposo o en movimiento. Además, el tiempo varía según la posición de cada observador y, lo que es más sorprendente, ningún observador tiene una posición privilegiada: todas las observaciones son ciertas aunque resulten contradictorias. Concluyó que espacio y tiempo eran una misma cosa. El tiempo se contrae o dilata, dependiendo de la velocidad a que nos movamos por el espacio.
Las nuevas ideas contravenían el sentido común. Cambiaban la naturaleza del universo. Ya no valían las leyes de gravitación de Newton ni su concepto del mundo. Espacio y tiempo ya no son independientes ni absolutos. Sólo la velocidad de la luz es constante. Nuestro modo de ver el tiempo en la vida cotidiana es sólo una ilusión.
De nuevo, se revolucionaba el pensamiento y toda nuestra concepción de la realidad.
Mensaje de Arecibo.
El mensaje de Arecibo en el Proyecto SETI
Esta imagen corresponde a la señal de radio del mensaje de Arecibo, que se transmitió el 16 de noviembre de 1974 desde el observatorio de Arecibo en Puerto Rico hacia el cúmulo globular M 13. Teniendo en cuenta que las ondas de radio se desplazan a la velocidad de la luz y el M 13 se halla a una distancia de 25.000 años luz, no obtendríamos respuesta hasta dentro de 50.000 años.
El mensaje de Arecibo se encuadra en el Proyecto SETI de búsqueda de inteligencia extraterrestre, del que formó parte el conocido divulgador y científico Carl Sagan. Contiene 1679 bits de información acerca del código binario, los números atómicos de los elementos químicos básicos para la vida en la Tierra, información genética y sobre el ADN, y acerca del Sistema Solar, destacando la Tierra.
Desde los 70, la radioastronomía abrió el camnio para la búsqueda de vida extraterrrestre. La idea de no estar solos en el Universo fascinó a la sociedad de la época. Este sentimiento marcó a toda una generación.
En 1993 el Congreso de Estados Unidos cortó la financiación al Proyecto SETI. Los astrónomos crearon entonces el SETI@home, un programa de libre acceso vía Internet que aprovecha la potencia no empleada de los ordenadores personales. A través de él, millones de usuarios en todo el mundo están colaborando en la búsqueda de vida extraterrestre.
Tierra desde Luna.
Primera imagen de la Tierra desde la Luna
Esta fotografía de la NASA es la primera imagen de la Tierra desde la Luna. Se tomó en las proximidades de la Luna el 23 de agosto de 1966 a las 16'35 GMT, por la nave espacial estadounidense Lunar Orbiter I. La fotografía se recibió en la estación de seguimiento aeroespacial de la NASA en Robledo de Chavela, provincia de Madrid.
En su día causó sensación y se calificó como "la foto del siglo". La belleza de la primera visión de la Tierra desde el espacio causó emoción. El hombre se lanzaba a la conquista del espacio. La sociedad esperaba con entusiasmo la llegada del hombre a la Luna, que se produciría en 1969. Por primera vez, los medios de comunicación y, sobre todo, la televisión, ponían el universo al alcance de todos.
La exploración espacial dejaba de ser un sueño y se convertía en realidad. Dio lugar a un importante desarrollo tecnológico que llegó también a la vida cotidiana.
La segunda mitad del s. XX fue la etapa de la carrera espacial entre las dos grandes potencias, norteamericana y rusa. Una carrera por ser los primeros en poner naves en órbita, obtener la primera imagen, llegar a la Luna... Sus objetivos eran políticos y estratégicos, pero fue una época dorada para la astronomía y la aeronáutica espacial.
Física cuántica.
Recreación del caos cuántico
Esta imagen servirá para darnos una idea del caos cuántico. Imaginemos que vemos un canal de televisión. Las partículas reciben instrucciones de cómo colocarse ordenadamente para formar una imagen. Ahora imaginemos que lo desconectamos pero el televisor continúa encendido. Las partículas dejan de recibir instrucciones y se colocan como quieren. Se desordenan, se mueven libremente y forman la caótica imagen de nieve en la pantalla. Es un experimento imaginario, no real -pues en el ambiente hay muchas ondas y radiaciones que envían instrucciones-, pero recrea el caos de la física cuántica.
Desde los primeros astrónomos hasta Einstein el concepto de Universo y realidad ha cambiado muchas veces. Pero siempre era un universo armónico, ordenado y predecible. Sin lugar para el azar ni el caos.
Desde 1930, la física cuántica es la última gran revolución del pensamiento científico. Echa por tierra todo lo que creíamos saber sobre el universo y la realidad. El mundo de las partículas subatómicas no es ordenado ni predecible. Sólo puede predecirse la probabilidad de que algo suceda. El azar existe. Además, la realidad sólo se convierte en real de una manera determinada y no de otra cuando la observamos.
Por si esto fuera poco, algunas partículas están conectadas entre sí instantáneamente, con independencia del espacio físico que exista entre ellas. No importa que estén en lados opuestos del Cosmos, la transmisión de información entre ellas es instantánea.
La física cuántica abre las puertas a un universo nuevo por explorar.
Panorámica desde la ISS.
Panorámica de la Tierra desde la Estación Espacial Internacional ISS
La fotografía muestra una impresionante vista de la Tierra desde la Estación Espacial Internacional (ISS). Cerca de 200 personas han tenido el privilegio de esta panorámica. Entre ellas, el astronauta español Pedro Duque. También los seis primeros turistas espaciales.
En la segunda mitad del siglo XX, la sociedad empezó a interesarse por el Universo. Soñaba con viajes al espacio y vida extraterrestre. Las películas y publicaciones de la época reflejaban las nuevas inquietudes. A comienzos del siglo XXI, el sueño es contemplar la Tierra desde fuera de su atmósfera. Comienza la era del turismo espacial. Hasta hoy, al alcance de sólo unos pocos. En el futuro, quién sabe.
Compañías privadas como Virgin Galactic, Bigelous Aerospace, o Blue Origin trabajan en proyectos destinados al turismo espacial. La ISS se convertirá en el "hotel espacial" que acogerá a los turistas por una estancia de diez días. En órbita alrederdor de la Tierra, a 360 Kms de altitud, y disfrutando de 18 salidas y puestas de Sol diarias.
Otra posibilidad más económica son los vuelos suborbitales. Las naves ascienden a unos 110 kms de altitud. Los pasajeros pueden sentir la ingravidez y disfrutar de la panorámica de la Tierra durante unos diez minutos.
Colisionador CERN.
El colisionador de hadrones LHC del CERN
En esta foto vemos una parte del gran colisionador de hadrones (LHC) del CERN, la Organización Europea para la Investigación Nuclear.
Actualmente, el CERN trabaja en uno de los proyectos científicos más ambiciossos de la Historia. Mediante el acelerador de partículas más potente jamás construido pretende averiguar qué ocurrió durante los primeros instantes del Universo, qué es la materia y qué hace que nuestro Universo exista.
Para conocer el Cosmos ya no bastan el estudio de las lejanas galaxias ni las observaciones a través de potentes telescopios. La astronomía no se basta por sí sola. Hay que acercarse al mundo de lo más pequeño: la física de partículas.
Bajo la frontera francosuiza, a través de un túnel de 27 kms de longitud, los científicos del CERN hacen chocar partículas a velocidades próximas a la velocidad de la luz. Recrean las condiciones iniciales del Universo. Esperan encontrar pruebas de la existencia de nuevas partículas durante los primeros instantes de nuestro Universo.
La búsqueda más importante del LHC es el bosón de Higgs, también conocido como "la partícula divina". Según la teoría, el bosón de Higgs es el responsable de que las partículas tengan masa. Demostrar su existencia daría respuesta al origen de toda la materia que hay en el Universo.
Multiverso.
Universo en expansión y el multiverso
Esta fotografía fue en su día portada de la revista Life y recrea el Universo en expansión como un globo que se infla. Hoy, la cosmología estudia la posibilidad del multiverso, formado por infinitos universos burbuja en expansión. Una vez más, nuestro conocimiento del Universo y la realidad se derrumba.
La teoría del multiverso cobra cada vez más fuerza. Es compatible con la relatividad de Einstein y la cosmología inflacionaria. El Universo continúa expandiéndose, pero no a la misma velocidad en todas partes. Espacio y tiempo se dilatan y contraen, con lo que nuevos universos burbuja pueden inflarse en cualquier momento y en cualquier región del Cosmos.
En el multiverso, infinitos universos siguen naciendo a partir de infinitos big bangs. Puede haber universos con leyes físicas completamente distintas a las nuestras, o universos paralelos exactamente iguales.
Para la física cuántica, cada probabilidad se estaría realizando en un universo paralelo e independiente al nuestro. Aunque sólo podamos percibir una realidad, la nuestra sería sólo una entre las infinitas posibles.
Hoy, la llamada Teoría M intenta unificar las 5 versiones de la teoría de cuerdas para demostrar la existencia de estos universos paralelos.
Fin del transbordador.
Último despegue de transbordador
El despegue de un transbordador de la NASA desde el Centro Espacial Kennedy en Cabo CAñaveral, Florida, es una imagen que no se repetirá. Tras 30 años, la NASA ha puesto fin a su programa de transbordadores por falta de presupuesto. Los transbordadores Endeavour y Atlantis cumplieron su última misión en 2011.
El transbordador Endeavour despegó por última vez el 16 de mayo. Su última misión consistió en transportar hasta la Estación Espacial Internacional (ISS) el detector de radidación cósmica AMS-02. El experimento AMS, en el que España participa, investigará la antimateria, la materia oscura y otros elementos de materia extraña.
La última misión del transbordador Atlantis fue el 8 de julio de 2011. El Atlantis se encargaba de las labores de suministro a la ISS desde el año 2000. A partir de entonces, el suministro se realiza a bordo de las naves rusas Soyuz, o a cargo de compañías privadas.
A lo largo de estos años, la NASA invirtió 200.000 millones de dólares en el programa de transbordadores. El programa sufrió dos graves reveses con los accidentes del Challenger en 1986 y del Columbia en 2003. Tras este último se interrumpió temporalmente. Pero ha sido en 2011 cuando el Congreso de los Estados Unidos decidió recortar el presupuesto. Se pretende que en el futuro el programa se reanude a través de compañías privadas. Para ello, se están subvencionando proyectos de compañías como Space X, Blue Origin y Boeing.
Reloj de Lyon.
Reloj astronómico de Lyon
El reloj astronómico de la catedral de Saint-Jean en Lyon, Francia, se construyó cuando los hombres todavía pensaban que la Tierra era el centro del Universo. Su curioso diseño incluye un ángel girando en torno a un reloj de arena, un gallo que canta tres veces y el baile de tres anillos musicales. Su funcionamiento acompaña a las campanadas de la catedral a las 12:00, las 14:00, las 15:00 y las 16:00 horas.
El reloj astronómico de Lyon se creó en el siglo XIV, y en la actualidad sigue funcionando como el primer día. Es uno de los relojes más antiguos de Europa, e incorpora un astrolabio que indica la fecha y la posición de la Luna, del Sol y de la Tierra. También indica la posición de las estrellas más destacadas que se ven en el cielo nocturno de Lyon.
Todos los cuerpos celestes del reloj giran en torno a la Tierra, pero su elaborado mecanismo quedó destruido durante las guerras francesas del siglo XVII. A pesar de que en esa época ya se había rechazado el geocentrismo, el reloj fue reconstruido respetando esta teoría.
Aunque el reloj astronómico de la catedral de Lyon fue construido con un pensamiento equivocado, indica la fecha exacta cada cierto tiempo. La próxima fecha exacta tendrá lugar en el año 2019.
Reloj de Venecia.
Reloj astronómico de Venecia
Está considerado uno de los relojes astronómicos más bellos del mundo, y se encuentra en la plaza de San Marcos de Venecia, en Italia. Para ser más exactos, se halla ubicado en la llamada Torre dell'Orologio, más conocida como la Torre de los Moros, y es un reloj astronómico realizado cuando se defendía el sistema del geocentrismo.
El reloj astronómico de Venecia fue construido por Gian Paulo y Gian Carlo Rainieri, padre e hijo respectivamente, entre los años 1496 y 1499. Ha sido restaurado varias veces, pero siempre respetando el pensamiento de los astrónomos de la época.
En el reloj astronómico de Venecia las horas aparecen en números romanos, y van del I al XXIV. Están situados en la esfera exterior del reloj, mientras que en la esfera interior, de color azul, se muestran los signos del zodíaco. La sección en la que se encuentran los signos no está estática, ya que se desplaza para mostrar en qué signo del zodiaco se encuentra el Sol en cada momento. En la esfera interior se incluyen los nombres de los meses.
El reloj astronómico de Venecia también posee un pequeño disco que marca las fases lunares. En el centro de todo está representada la Tierra, sobre la que gira todo en el sistema astronómico de este reloj medieval.
Reloj de Munster.
Reloj astronómico de Munster
La catedral de San Pablo de la ciudad de Munster, en Alemania, acoge un enorme reloj astronómico con numerosas funciones. El reloj original fue construido en el año 1408, pero el movimiento iconoclasta Beeldenstorm, que imperaba en Europa en el siglo XVI, acabó con él en el año 1534.
Unos pocos años después, en 1540, fue reconstruido. Tan sólo quedaban tres años para que viera la luz la obra de Copernico. Aún así, el movimiento de los planetas en el reloj, las excéntricas tipo astrolabio plano y otras múltiples funciones demuestran una gran madurez en el campo de la astronomía matemática.
El reloj de Munster está dividido en 24 horas, y se ejecuta en sentido antihorario, indicando horas y minutos de forma simultánea. El reloj está orientado hacia al sur, y las manillas siguen el curso actual del Sol. Cada línea de color rojo y blanco en el círculo de números romanos representa cuatro minutos. Hay cinco manillas menores que indican la posición de los planetas Júpiter, Marte, Venus, Saturno y Mercurio, y una bola de plata que representa las fases de la Luna.
En el año 1582 se renovó el calendario del reloj de Munster para adaptarlo al nuevo Gregoriano. Las curiosas figuras autómatas que hay en sus laterales, como la de Cronos o la de la Muerte, fueron añadidas en 1696. Durante la II Guerra Mundial se desmontó el reloj de Munster para protegerlo de los bombardeos, y desde 1951 no ha dejado de funcionar.
Hawking y el bosón de Higgs.
Hawking advierte sobre el bosón de Higgs
El físico y cosmólogo británico Stephen Hawking ha advertido de los peligros del bosón de Higgs. Asegura que esta partícula, que fue descubierta en 2012 y que se encarga de dar masa a todas las demás, podría destruir el Universo. Según Hawking, si se alcanzaran altos niveles de energía, el bosón de Higgs podría volverse inestable, causando un "deterioro catastrófico de vacío" que colapsaría espacio y tiempo.
Hawking también ha comentado que la posibilidad de que esto ocurra es muy poco probable, ya que, en la actualidad, no existe ningún acelerador de partículas lo suficientemente grande como para producir semejantes condiciones.
En palabras de Hawking: "El bosón tiene la preocupante característica de poder convertirse en megastable a energías superiores a 100 mil millones de gigaelectronvoltios (GeV). Esto puede significar que el Universo sufriría un deterioro catastrófico provocado por una burbuja de vacío que se expandiese a la velocidad de la luz. Algo que es poco pronosticable y podría suceder en cualquier momento".
Para poder construir un acelerador de partículas que alcance los 100 mil millones de GeV, algo que sería más grande que el planeta Tierra, sería necesario muchísima financiación, algo muy poco probable dado el actual clima económico. El acelerador de partículas más grande es el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, situado muy cerca de la ciudad de Ginebra, en Suiza.
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