detalle de una pintura de Giuseppe Bertini que muestra Galilei Galileo explicando la operación de su telescopio en la Venecia Doge'une peinture de Giuseppe Bertini qui montre Galilei Galileo expliquant le fonctionnement de son télescope au doge de Venise
Detalle de una pintura de Giuseppe Bertini que muestra a Galilei Galileo que explica la operación de su telescopio en Venecia Dux

El modelo geocéntrico de Claude Ptolomy ha sido aceptado durante más de mil años. No fue hasta el comienzo del Renacimiento para que se presentara un nuevo modelo. Este nuevo modelo, introducido por el astrónomo polaco Nicolaus Copernicus revolucionó la astronomía e hizo grandes avances en nuestra comprensión del universo.

El sistema heliocéntrico de Copernic> Nicolas Copernic (1473-1543) fue un intelectual que , como muchos de sus contemporáneos, no se limitó al estudio de una sola disciplina. Estudió matemáticas y astronomía, pero también la economía y la medicina. Ocupó varias posiciones administrativas y políticas. Hizo observaciones astronómicas detalladas y precisas, que, entre otras cosas, midiendo las posiciones de los planetas con errores de menos de medio grado.

Conversación con Dios, una pintura de Jan Matejko viendo Copernic y su modelo heliocéntrico.
Conversación con Dios, una pintura de Jan Matejko que muestra Copernic y su modelo heliocéntrico.

Su motivación para concebir un modelo diferente a la de Ptolomeo probablemente se vinculó en gran medida a un principio de elegancia de las matemáticas y la simplicidad. El modelo de Ptolomeo, con sus equinos, epiciclos y restricciones extrañas en una gran cantidad de parámetros parecían demasiado complejos. Su incomodidad con el modelo de Ptolomia lo llevó a diseñar un universo completamente diferente. Puso el sol en el centro del universo y los planetas, así como la tierra, girando alrededor del sol. Se dice que este es un modelo heniocéntrico. Eliminó a la tierra su posición particular y la hizo un planeta como los demás. La luna permaneció en órbita alrededor de la tierra. Determinó el orden de los planetas basado en el período sideral, de cada uno, es decir, el tiempo que tomó para dar la vuelta al sol. Los planetas que se volvieron alrededor del sol en menos tiempo tuvieron que estar más cerca, ya que los que entregaban más tiempo tuvieran que más tiempo. Desde el sol, los planetas son Mercurio, Venus, Earth, March, Júpiter y Saturno. Siempre influenciado por la tradición griega, las órbitas de los planetas en sus modelos son circulares. Copernic reconoce que las estrellas son mucho más lejos de la tierra que es el sol y las coloca en una esfera inmóvil. Por lo tanto, el movimiento aparente de la esfera celestial no se debe a un movimiento real de la esfera, sino a un movimiento de la tierra en sí. Copernic incluso reconoce que la Tierra tiene dos movimientos distintos, su rotación sobre sí misma y su revolución alrededor del sol.

Modelo de Copernic
Héliocéntrico Copernic

El modelo copnico explica directamente el movimiento retrógrado de los planetas, así como el tamaño relativo de la democión. Cuando la Tierra se convierte en su órbita, posiblemente se pone al día con una órbita más larga. Por lo tanto, la línea de visión que va desde la tierra a marzo da una proyección de marcas en la esfera celestial que tiene un movimiento aparente retrógrado. Esto se muestra en la figura de la izquierda a continuación. En el modelo de Copernic, los planetas siempre giran en la misma dirección. Esto es mucho más simple que la explicación del movimiento retrógrado con las epicicletas del modelo Ptolomeo (ilustrado a la derecha a continuación). Los planetas Júpiter y Saturno hacen un movimiento retrógrado relativamente más pequeño que el de Marte simplemente porque están más distantes de la Tierra.

retrógrado Movimiento de un planeta superior en el modelo Copernic'une planète supérieure dans le modèle de Copernicmovimiento retrógrado de un planeta superior en el modelo Copernic (izquierda) y Ptolemia (derecha)'une planète supérieure dans le modèle de Copernic (à gauche) et de Ptolémée (à droite) el modelo heliocéntrico de Copernic Explica fácilmente el movimiento retrógrado sin tener que usar artificios como se muestra en la figura izquierda y la animación central. En oposición, el modelo de Ptolomeo necesitaba usar epiciclos para explicar el mismo fenómeno (animación correcta). (Izquierda: Brian Brondel CC BY-SA 3.0, derecha: Cleonis CC BY-SA 2.5)

Sin embargo, todo no fue a la perfección en el modelo de Copernic. No pudo explicar la preferencia zodiacal. Para abordar este problema, introdujo epicicletas que tenían el efecto de descentrando las órbitas de los planetas en relación con el sol. Esta adición hizo que el modelo más complejo y reutilizaba el antiguo concepto de epiciclos. Era necesario esperar a Johannes Kepler, unas décadas más tarde, para resolver este problema.

Copánica publicó sus resultados y su modelo el año de su muerte, en 1543. Su libro, de RevolutiColiBus Orbium Coelestium fue bienvenido más bien. Favorablemente, incluso por las autoridades religiosas. Varios vieron un nuevo método matemático para modelar los movimientos de las estrellas, pero aún no concibió que puede ser una descripción real de la realidad.

no tiene noticia, incluso si el modelo de Copernic estaba más cerca A la realidad que la de Ptolomeo, las predicciones que hizo posible hacer era no ser más precisas. De hecho, como el modelo de Ptolomeo, el modelo de Copernic permitió predecir la posición de las estrellas con una precisión del orden de 5 °.

Observaciones de Galileo Galilei

Galilea ( 1564-1642) fue un astrónomo y un físico italiano que contribuyó a la aceptación del modelo cooperico y al desarrollo de cinemáticas y mecánicos. También se dotó para la ingeniería y desarrolló varios dispositivos que tenían algún éxito comercial (incluidos los compases y los telescopios). Fue por una buena parte de su vida en buenos términos con las autoridades religiosas. Sin embargo, su entusiasta pública por el modelo heliocéntrico del Copernic eventualmente le valió un juicio y una sentencia a la cadena perpetua por la «sospecha de herejía». Estaba sirviendo a su oración al ser asignado a su residencia por el resto de su vida. Su trabajo Dialogo Sopra I Debido Massimi Sistemi del Mondo se estableció en el índice. En 1992, el Papa Juan Pablo II reconoció que la Iglesia Católica había tratado mal a Galilea y se expresó arrepentida por la forma en que se trataba el archivo.

Cristiano Banti Pintura que muestra a Galilea frente a la Inquisición.'Inquisition.
CRISTIANO BANTI PINTURANTE QUE MIXIA GALILLEE FUERA DE LA INSISIÓN.

Gracias a su Los telescopios, Galilea podrían hacer varias observaciones que apoyaron el modelo de Copérnico.

lunas de júpiter

Antes de Galilea, nadie pensó que había satélites naturales alrededor de otros planetas que la Tierra. La luna era el único satélite natural conocido y el hecho de que la tierra tenía un satélite era una garantía de la posición particular que nuestro planeta tuvo que ocupar en el universo. Además, la hipótesis predominante fue que un planeta en movimiento no podía mantener las lunas en órbita, estas lunas eventualmente perderían en el espacio. Cuando la tierra estaba inmóvil en el centro, la luna podría convertir la tierra sin problemas. Con su telescopio, Galilea descubrió que Júpiter también tenía lunas. Las cuatro caras más grandes de Júpiter, Io, Europa, Ganymede y Callisto ahora se llaman Moons Galilea y el honor de este descubrimiento. Podía observar el movimiento de estas lunas alrededor de su planeta. La imagen de abajo, tomada con un telescopio moderno, muestra las cuatro lunas galiliares.

Moonsis de Jupiter Vistas en un telescopio moderno
Moons of Jupiter Vistas en un telescopio moderno (Jan Sandberg)

En el modelo de Copernic, las lunas están simplemente en órbitas alrededor de su Planetas que están en órbita alrededor del sol. La idea de que un planeta podría mantener sus lunas si estuviera en órbita fue contradicho por la existencia de las lunas de Júpiter. El lugar especial de la Tierra también se sacudió: otros planetas también podrían tener lunas.

fases de Venus

Venus es un planeta inferior. En el modelo de Ptolomeo, para explicar el hecho de que nunca está lejos del sol, el centro de su epiciclo siempre debe estar en el eje Terre-Soleil. Pero si fuera el caso, nunca veríamos completamente la cara iluminada de Venus porque siempre estaría entre la tierra y el sol. Galilea observó las fases de Venus con su telescopio y se dio cuenta de que podíamos ver todas las fases de Venus, incluyendo un Venus completamente iluminado. Estas observaciones están muy bien con el modelo copernicano, pero no en absoluto con el modelo de Ptolomy.

Fases of Venus en el modelo Copernicie
Fases de Venus en el modelo copernicioso (Rachel Knott CC BY-SA 3.0)

montañas en la luna

galilee también observaron las montañas en la luna. Estas montañas, claramente visibles gracias a las sombras que planean, son estructuras similares a las que se encuentran en la Tierra. La Luna es, por lo tanto, un objeto similar a la Tierra y todavía se está moviendo. Esto apoya la idea de que la tierra se está moviendo, incluso si parece muy grande y difícil de mover.

Imagen de la luna tomada con un telescopio moderno y la cámara de un teléfono. Vemos sombras hechas por las montañas.

Los puntos solares

aparecen puntos oscuros y desaparecen de la superficie del sol. Estos puntos se mueven en la superficie. La observación de estos puntos por Galileae mostró que el sol no era un objeto eterno e inmutable: cambió, al igual que las cosas en la tierra. Esto cuestionó la hipótesis de que todo lo que estaba en los cielos estaba congelado para siempre. El universo parecía mucho más dinámico de lo que se aceptó antes de Galileo.

Imagen de puntos solares tomados por el observatorio dinámico solar Imagen de puntos solares tomados por el Observatorio Dinámico Solar (NASA / SDO)

Tycho Brahe y Johannes Kepler

Tycho Brahe (1546-1601) fue una Galilea Contemporánea. Era un danés muy hábil para tomar medidas astronómicas precisas. El rey danés Frédérick II le dio a Tycho Brahe un observatorio astronómico en la isla de HENC: Uraniborg. El uso de instrumentos suma a todos los rudimentarios (no tenía un telescopio, a diferencia de Galilea), midió la posición de las estrellas con precisión ejemplar (del orden del sesenta de grado). Al utilizar la técnica de paralaje, con la que hablaremos en un capítulo posterior, pudo determinar qué objetos celestes fueron los más lejanos. Observó que no pudo medir el paralaje de las estrellas que podrían significar dos cosas: o las estrellas estaban mucho más lejos que la gente del tiempo imaginada, la tierra estaba inmóvil. Tycho Brahe Opta para la segunda hipótesis y desarrolló un modelo del sistema solar donde estuvo la tierra en el centro, pero en el que algunos planetas giraban alrededor del sol en lugar de alrededor de la tierra.

Tycho braheEscuela de Supernova SN1572
Tycho Brahe (izquierda) y el esquema de la Supernova SN1572 que él Observado en la constelación de Cassiopea (derecha).

Johannes Kepler (1571-1630) fue el asistente de Tycho Brahe. En la muerte de Brahe, heredó su posición del Matemático Imperial y comenzó a analizar en detalle los datos que había criado con Brahe. A diferencia de su jefe, Kepler estaba convencido de la validez del modelo Copernic. Ferru de Mathematics, descubrió en los datos tres leyes que gobiernan el movimiento de las estrellas. Estas leyes corrigieron ligeramente el modelo de Copernic y permitieron explicar mucho más elegantemente la preferencia zodiacal y proporcionar pronósticos mucho más precisos de la posición de las estrellas.

Johannes Kepler
Johannes Kepler

primera ley de kepler

Los planetas giran alrededor del sol a lo largo de las órbitas en forma de elipse y el sol se encuentra en una de las casas de estas elipses.

Este descubrimiento es mayor. Por primera vez desde los antiguos griegos, un modelo del sistema solar cae la figura del círculo para las órbitas de los planetas.

Una elipse parece un círculo aplanado. El diámetro más grande se llama el gran eje, o eje mayor, y el más pequeño el eje pequeño, o eje menor. Una elipse tiene dos casas que pueden confundirse (en el caso de un círculo) o muy distantes en el caso de una elipse muy aplanada. La excentricidad de una elipse mide su aplanamiento. Una elipse con una excentricidad de cero es un círculo, una elipse con una excentricidad cerca de 1 es muy plana.

Elipses
Tres elipsis con excentricidades crecientes hacia abajo (AG2GAEH CC BY-SA 4.0)

Gracias a los datos de Brahe, Kepler ha podido determinar la excentricidad De las órbitas de los planetas conocidos.Resulta que algunos planetas, como Venus, tienen casi cero excentricidad y, por lo tanto, están en órbitas circulares. Por otro lado, otros planetas tienen excentricidades mucho más grandes. Mercurio, por ejemplo, tiene una excentricidad de 0.206.

Segunda ley Kepler

El segmento correcto que conecta un planeta a Sun Sweeps Áreas iguales en tiempos iguales.

Esta ley significa que los planetas se mueven más rápidamente cuando están más cerca del sol. Kepler no proporciona una explicación válida para este fenómeno, fue necesario esperar a que Newton obtenga una explicación física válida.

ilustración de las tres leyes de Kepler
Ilustración de las tres leyes de Kepler (Hankwang CC BY-SA 3.0)

Esta ley lo hace Posible explicar la preferencia del zodiacale. Cuando el planeta está más lejos del Sol (en su posición llamada Aphelia), se vuelve más lento, por lo que permanece más en las constelaciones correspondientes. En su posición más cercana al sol, la perihelia, el planeta va más rápido y sigue siendo menos mucho tiempo frente a las constelaciones de esta región del cielo.

Tercera Ley de Kepler

El cuadrado del período sideral de un planeta es proporcional al cubo del eje medio grande de su órbita.

Esta ley, más matemática, dice básicamente que cuanto más un planeta está lejos del sol, más tiempo requerido para recorrer el sol es largo. Esta concordancia perfectamente con el hecho de que los planetas cercanos al sol como Venus y Mercurio se han al lado de los períodos de menos de un año, mientras que los planetas se adentran del sol como Saturno y Júpiter tienen períodos de unas pocas décadas.

Ejercicios

  1. ¿Cómo explica el modelo copernico el movimiento retrógrado de los planetas?

  2. Explique tres diferencias entre el modelo Ptolomeo y el Modelo copernico.

  3. ¿Qué idea querida para los viejos griegos copíganos conservados en su modelo?

  4. Dibuja las líneas de las vistas que Vaya de la Tierra a un planeta superior en diferentes momentos para ilustrarse, ya que se explica el movimiento retrógrado en el modelo de Copérnico.

  5. ¡Verdadero o falso? El modelo de Copernic permitió hacer predicciones de la posición de los planetas mucho más precisos que el modelo de Ptolomeo.

  6. Nombre cuatro observaciones de Galilea y explica cómo apoyaron el modelo. De Copernic.

  7. Establece la excentricidad de una elipse.

  8. Estado las tres leyes de Kepler.

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