Historia de las Ciencias 5a (moderna)
14 LAS HEREJÍAS DE GALILEO.
15 LOS HEMISFERIOS DE MAGDEBURGO
16 GRAVEDAD: LEY UNIVERSAL
“Yo, Galileo, hijo de Vincenzo Galilei, florentino, de 70 años de edad, intimado a presentarme personalmente frente a este tribunal y arrodillado frente a vos, Eminentísimos y Reverendísimos Señores Cardenales Inquisitores-Generales contra la gravedad herética en toda la comunidad cristiana, ..., juro que siempre creí, que creo, y, merced de Dios, creeré en el futuro, en todo cuanto es defendido, pregonado y enseñado por la Santa Iglesia Católica y Apostólica. Pero considerando que ... escribí e imprimí un libro en el cual discuto la nueva doctrina ya condenada y aduzco argumentos de gran fuerza en su favor, sin presentar ninguna solución para ello, fui, por el Santo Consejo, acusado de vehementemente sospechoso de herejía; esto es haber sostenido y creído que el Sol está en el centro del mundo y que la Tierra no está en el centro pero se mueve;...abjuro, maldigo y detesto los citados errores y herejías y sectas contrarios a la Santa Iglesia, y juro que en el futuro nunca más diré, ni afirmaré, verbalmente ni por escrito nada que proporcione motivo para tal sospecha respecto a mí.”.
Así se expresó el 22 de Junio de 1633 en un salón del convento dominicano de Santa María Sopra Minerva, en Roma, Galileo, para cerrar uno de los capítulos más oscuros de renacer del pensamiento científico, racional y académico en favor de la Teoría Heliocéntrica, según la cual la constitución del Sistema Solar, difería de la otrora doctrina, osificada y paradigmática, del Geocentrísmo (Egocentrismo, como diríamos hoy) postulada por Aristóteles, defendida luego por Claudio Ptolomeo y asumida acriticamente por los Santos Conciliábulos de la Iglesia católica de la época. En el mundo de Aristóteles, cada cosa tiene su lugar, y en él debe permanecer. Cuando, por cualquier razón, algo se separa de su posición “natural”, tiende a reasumirla de nuevo por acción divina. Tal pensamiento ejerció una fuerte influencia, incluso en los círculos académicos, pues posibilitaba para todo la acción omnipresente de Dios en la naturaleza y en las acciones humanas, actuando entonces como mecanismo de poder y coacción.
Sin embargo, los métodos “heréticos” y las particularidades observadas por Galileo, permitieron que contemporáneos de avanzada se aventuraran a producir cambios en las sagradas escrituras. Así Kepler, utilizando las posiciones del planeta Marte observadas por Tycho Brahe , abdicó a favor de las órbitas elípticas de los planetas en lugar de los complicados Ciclos y epiciclos inventados por Ptolomeo para explicar el movimiento de los planetas sobre el firmamento estrellado. También el pensamiento de Galileo dejó huellas indelebles en Torrichelli, inspiraron a Newton y despertaron la investigación en el letargo medieval de la Europa de entonces.
Se rumora que el propio Galileo, después de retractarse, pronuncio la frase: “eppur si mueve” (y sin embargo se mueve) con lo cual terminó refugiado en la residencia del gran duque de Toscana, su protector y amigo, para cumplir la sentencia de prisión domiciliaría perpetua (que le impediría viajar; por ejemplo) y la repetición semanal por tres años de los siete salmos penitenciales.
Las herejías modernas en contra de la “ciencia oficial” no son tan dramáticas como antes, pero sí igualmente frecuentes. Solo la discusión racional y sincera, racional, respetuosa y valiente producirá los ansiados cambios para un futuro mejor. Cerremos esta reflexión con la cita del inmortal Cervantes, cuando el Quijote le dice a Sancho: “ladran, Sancho, ladran, señal de que avanzamos”.
¿Quién no ha “sufrido” los rigores de destapar un envase firmemente sellado? Y es que los alimentos y otros productos cerrados “al vacío” ofrecen a la vez una prueba de paciencia y, ¿por que no?, la oportunidad de reconciliarnos con la naturaleza de la presión atmosférica. Para algunos, el destapar un envase tan firmemente cerrado al vacío es cuestión de horror, epíteto tan Aristotélico como la frase “la naturaleza siente horror por el vacío”, frase que en el siglo XVII constituía el principio según el cual todo espacio debería contener materia bien sólida, líquida o gaseosa; y a falta de esta última habría una membrana invisible o funículo como la llamaba Linus, o bien un éter invisible como proclamaban los alquimistas. Si un tubo capilar abierto en sus dos extremos y cuasi lleno con algún líquido se tapa con el dedo pulgar, se siente una succión hacia el interior del tubo, esta succión o presión negativa era la evidencia de la existencia de ese elemento denominado funículo.
Evangelista Torricelli (1608-1647), discípulo de Galileo, fue el primero en advertir que el aire pesaba y que, en consecuencia, la presión atmosférica es la fuerza que ejerce la columna de aire sobre una superficie unidad. Es casi Perogrullo el afirmar hoy día que la masa de aire atmosférico, sobre un metro cuadrado de superficie terrestre, disminuye con la altura respecto al nivel del mar. Blaise Pascal (1623-1662) en Francia y Robert Boyle (1627-1691) en Inglaterra refutaron las interpretaciones Aristotélicas sobre el vacío, probaron la inexistencia del funículo y elaboraron la comprensión moderna de la Presión Hidráulica. Bien conocida es la relación entre el volumen y la presión de un gas (a temperatura constante) que algunos autores citan como la Ley de Boyle; relación que el propio Robert Boyle le atribuye en realidad a su ayudante Robert Hooke y que reobtendría, años mas tarde de forma independiente, el químico francés Demé Mariotte.
Los experimentos de Boyle y de Pascal fueron motivados por la “máquina de vacio” que ideó en Magdeburgo el físico alemán Otto von Guericken (1602-1686). Guericken ideó la forma de crear artificialmente vacío, calentando un par de semiesferas de cobre o hemisferios para extraerles el vapor de su interior (como las modernas ollas a presión), y mostraba las bondades del vacío en un conjunto de demostraciones circenses. Quizás la más conocida es aquella en la cual participaron 16 caballos o bestias de tiro, colocadas de a ocho por lado y amarradas a las asas de los hemisferios, galoneando a las recuas se intentó sin éxito separar los hemisferios; falleciendo dos de los mejores corceles del Conde de Magdeburgo, quien perdió públicamente la apuesta. Luego Guericken mostraba como podían ser separados los hemisferios hasta por un niño, al accionar la válvula para la entrada de aire.
La relación entre presión y vacío es todavía motivo de controversia en la Cosmología moderna, porque la expansión que exhiben los grupos de galaxias a gran escala, podría ser causada, a decir de las Teorías Inflacionarias del Universo, por una cierta “presión de vacío” en los instantes iniciales del Big Bang que originó el Universo. Claro está que contextualizar esta “presión negativa” por medio de oscilaciones cuánticas del vacío dista mucho de la discusión presente sobre la presión atmosférica, sin embargo cabe preguntarse que tan distinto es en esencia el término fluctuaciones cuánticas del término funiculo. En ambos casos se trata de una interpretación de un hecho observacional, y ambas proponen la existencia de “algo” que no puede ser demostrado de forma independiente.
Al final la elección de Teorías y Modelos es cuestión de criterios, y todo aquello donde quepa el libre albedrío o el criterio de elección vale recordar, parafraseándonos con Blaise Pascal, “ hay razones del corazón que la razón desconoce...es insuficiente convencer a la inteligencia; es necesario persuadir al corazón. Por lo tanto, el espíritu geométrico es impotente y se debe recurrir al espíritu de la finura”.
Cuenta la leyenda que una de estas espectaculares demostraciones de von Guericken y otras de su invención como la del generador eléctrico, le valieron gran popularidad y fama en la localidad de Magdeburgo, al punto que fue elegido su alcalde, cargo que ejerció ininterrumpidamente durante ¡ 35 años!, posiblemente por unir los hemisferios aquellos que otros querían dividir.
Al ver la Luna describiendo un arco bajo un fondo estrellado, en su movimiento aparente en el cielo, no imaginamos que en realidad la Luna cae continuamente a la Tierra de la misma forma en que cae un objeto cuando lo lanzamos al aire. Se requiere de cierta abstracción para descubrir que la Leyes que gobiernan el movimiento de los astros son las mismas que describen la trayectoria de los cuerpos en la superficie terrestre. Esa gran síntesis que iguala la gravitación terrestre (responsable de la caída de los cuerpos) con la gravitación celeste (responsable del movimiento planetario y de los astros) fue demostrada por Isaac Newton en su magna obra “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" , publicada por S. Pepys con fecha 5 de Julio de 1686. La Ley de Gravitación Universal afirma que la fuerza gravitacional con la cual se atraen dos cuerpos es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos.
Parece cierto que Robert Hooke, en forma independiente encontró primeramente la ley de la inversa del cuadrado, hay evidencia epistolar de 1679 entre Hooke y Newton donde aquel comunicaba esta conclusión. Quizás por ello, y por los trabajos previos de Plutarco y del profesor Borelli, de la Universidad de Pisa, que Newton aseveró respecto de su propia obra: “me he elevado muy alto porque me he montado en los hombros de gigantes”. Y es que Borelli en 1666 estudió las lunas de Júpiter, descubiertas por el antecesor profesor de Pisa: Galileo, y esbozó algunas ideas de la gravitación en su obra Theoricae Mediceorum Planetarum. También es historia que fue Halley, quien animo a Newton para que publicara sus resultados, al punto que financió la impresión de los Principia; nueve años después de que este hiciera la demostración de las leyes de la Mecánica.
La grandeza de Newton y su obra no es en sí el descubrimiento de la Ley de la Gravitación, sino mas bien la gran síntesis teórica al de derivar dicha ley a partir de las leyes de la mecánica sintetizadas en los dos primeros tomos de los Principia y mostrar que podía derivarse analíticamente las Leyes del movimiento planetario, descubiertas otrora por Kepler. Además de explicar en el tercer tomo de los Principia, el fenómeno de las mareas y predecir analíticamente la periodicidad de los cometas como el descubierto por su amigo Halley. Todo ello en un solo tratado, donde además calculó la aceleración de la gravedad terrestres en su valor medio de 9.8 metros por segundo cuadrado, la masa del Sol y de la Luna y de estimar las dimensiones del Sistema Solar, vale decir de las distancias al Sol de cada planeta.
La gravitación es hoy día una de las tres interacciones fundamentales de la naturaleza, y su causa ultima nos resulta desconocida, el propio Newton lo confiesa: “ He explicado hasta aquí los fenómenos celestes y los del mar por la fuerza de la gravedad, pero en ninguna parte he señalado cual es la causa de la gravitación…- Fue solo hasta 1916 que Albert Einstein, en su Teoría de la Relatividad Generalizada, señala la curvatura del espacio como la causa de la fuerza de la gravedad. Hoy todavía en discusión, quizá, parafraseandonos con Newton, por la frase ya famosa: “hipotheses non fingo” que resume la actitud del científico: no admitir nada, en sus razonamientos, que vaya más allá de los hechos.
La sobrina de Newton, Catherine Barton, le escribió a Voltaire; amigo de éste y asistente a su funeral, que a Newton se le ocurrió la Ley de Gravitación Universal en su huerto de Woolsthorpe al ver caer una manzana. Y uno reflexiona: Newton vio caer una manzana y se le ocurrió la Ley de Gravitación Universal…algunos políticos ven que el país se les viene encima y no se les ocurre nada !!.