Contexto
Durante la Alta Edad Media, Europa occidental conservó muy poca astronomía: fragmentos de Plinio, el calendario para fijar la Pascua y poco más. El saber griego sobrevivió en Bizancio y, sobre todo, en el mundo islámico, que lo tradujo, lo corrigió y lo amplió. A partir del siglo XII, en Toledo y Sicilia, los europeos tradujeron del árabe el Almagesto y las tablas astronómicas, y en las nuevas universidades (Bolonia, París, Oxford) la astronomía entró en el plan de estudios con el librito de Sacrobosco.
¿Para qué miraban el cielo? Para el calendario litúrgico, para la medicina y la astrología (que entonces iban juntas), para la navegación, que a partir de 1400 se hace oceánica y necesita latitudes, y, cada vez más, por un problema intelectual: las tablas no acertaban, el calendario se había desajustado y el modelo de Ptolomeo parecía un remiendo de círculos. Entre 1543 y 1687, ese malestar produjo una transformación completa de la imagen del universo.
Sus grandes aportes
El Sol en el centro
Copérnico (1543) no tenía mejores observaciones que Ptolomeo; tenía una idea mejor. Si la Tierra gira alrededor del Sol, los bucles de los planetas son un efecto de perspectiva, y el orden de los planetas y el tamaño de sus órbitas quedan fijados por la geometría. Su sistema aún usaba círculos y epiciclos, y no predecía mejor; tardó un siglo en imponerse, y lo hizo porque Kepler y Galileo le dieron lo que le faltaba. Puedes comparar las distancias que Copérnico calculó con las reales en el simulador El Sistema Solar a escala.
Medir mejor: Tycho y Kepler
Tycho Brahe demostró con la supernova de 1572 y el cometa de 1577 que el cielo cambia, y acumuló en Uraniborg veinte años de posiciones con precisión de un minuto de arco. Kepler heredó esos datos y se negó a tolerar un error de 8 minutos: de esa terquedad salieron las órbitas elípticas (1609) y la ley de los periodos (1619). Lo contamos en Tycho y Kepler; las leyes se trabajan en Las leyes de Kepler y en el simulador Órbita kepleriana.
Ver más lejos: el telescopio
Desde 1609 el telescopio multiplicó lo observable: lunas de Júpiter, fases de Venus, manchas solares, el anillo de Saturno, Titán, la división de Cassini, el catálogo de Messier y, en 1781, Urano. Cada descubrimiento daba un argumento nuevo contra el cosmos cerrado y perfecto de Aristóteles.
Una ley para el cielo y la Tierra
Newton (1687) unió todo lo anterior en una sola ley de gravitación. La ecuación clave es sencilla:
En palabras: dos cuerpos de masas y se atraen con una fuerza que es mayor cuanto mayores son las masas y que se hace cuatro veces menor cada vez que la distancia se duplica ( es una constante universal). Con ella Newton dedujo las tres leyes de Kepler, explicó las mareas y la precesión, y Halley predijo el regreso de un cometa que llegó, puntual, en 1758. Se explica en Gravitación y satélites y se juega con ella en El cañón de Newton.
La luz y la escala del Sistema Solar
Rømer (1676) mostró que la luz tarda en llegar; Bradley (1729) descubrió la aberración, la primera prueba directa del movimiento de la Tierra; y los tránsitos de Venus de 1761 y 1769 dieron por fin la distancia al Sol, la unidad astronómica, con un error del 2 %. Véase La velocidad de la luz y el año luz.
¿Cómo lo sabemos?
A diferencia de la Antigüedad, este periodo está documentado con fuentes de primera mano: los libros impresos de Copérnico, Tycho, Kepler, Galileo y Newton se conservan en cientos de ejemplares, y sus cartas, cuadernos y manuscritos se han editado casi por completo (las obras completas de Kepler ocupan más de veinte volúmenes). Las actas del juicio de Galileo están en el Archivo Vaticano y se han publicado íntegras. Las revistas científicas, el Journal des sçavans (1665) y las Philosophical Transactions (1665), permiten fechar con exactitud el anuncio de Rømer o la carta de Bradley.
Eso no significa que todo esté cerrado. Los historiadores discuten cuánto debe Copérnico a los astrónomos islámicos de Maraga (los «pares de Tusi» aparecen en su obra sin que sepamos cómo llegaron a él), si Galileo observó las fases de Venus antes o después de que se lo sugiriera un discípulo, y qué papel tuvieron la política y la vanidad en su condena. Y conviene desconfiar de los relatos épicos: la Iglesia no quemó a Bruno por el copernicanismo, Galileo no murmuró «y sin embargo se mueve», y la manzana de Newton es una anécdota que él mismo contó de viejo.
Legado
De este periodo heredamos la idea de que una teoría se juzga por los números que predice: Kepler abandonó el círculo por 8 minutos de arco, y Halley apostó su reputación a una fecha. Heredamos el calendario gregoriano, el telescopio y los observatorios nacionales (París 1667, Greenwich 1675), la unidad astronómica medida y las leyes de Kepler y Newton, que hoy siguen guiando sondas a Marte. Heredamos también nombres: las lunas galileanas, la división de Cassini, el cometa Halley, los objetos Messier. Y heredamos una lección sobre la ciencia y el poder: el caso Galileo recuerda que ninguna autoridad puede decidir cómo es el universo.