La llegada de los telescopios ha roto nuestros ideales del cielo nocturno.
Tengo en mi mano un pequeño libro, The
Starry Herald (originalmente en latín,
Sidereus Nuncius ), escrito por el matemático y científico italiano Galileo Galilei en 1610. La primera edición se imprimió en 550 copias, de las cuales ciento cincuenta han sobrevivido hasta nuestros días. Hace unos años, en
la subasta
de Christie , las primeras ediciones del libro tenían un precio de entre $ 600,000 y $ 800,000. Mi copia impresa, impresa en 1989, me costó $ 12.
Y aunque la historia de la ciencia no ha coronado a Vestnik con los mismos laureles generosos que los
Principios matemáticos de filosofía natural de Newton o el
Origen de las especies de Darwin , creo que este fue uno de los libros científicos más influyentes que se haya publicado. En este pequeño libro, Galileo informa sobre lo que vio cuando giró su nuevo telescopio hacia el cielo: evidencia clara de que los cuerpos celestes consisten en material ordinario, como el hielo invernal en las islas. El resultado provocó una revolución en las mentes que separó el cielo y la tierra, causó una expansión espectacular del territorio del mundo material y desafió al
Absoluto . La materialidad de las estrellas, combinada con la ley de conservación de la energía, sugiere que las estrellas están condenadas a la extinción. Las estrellas en el cielo, los símbolos más llamativos de la inmortalidad y la constancia, algún día terminarán con sus vidas y morirán.
El telescopio Galileo, usado por él para observar el cielo en 1610. Ahora está en el Museo Galileo en Florencia.Galileo nació en Pisa y se crió en Florencia. Desde 1592, enseñó matemáticas en la Universidad de Padua. Al no poder lidiar con sus deudas por un solo sueldo, necesitaba pagar los beneficios de las hermanas y también mantener a los tres hijos de su amante, alquiló una vivienda e intercambió instrumentos científicos. A fines de la década de 1580, realizó su famoso experimento con movimiento y caída de cuerpos. En 1609, a la edad de 45 años, se enteró de un nuevo dispositivo de aumento recientemente inventado en los Países Bajos. Sin siquiera ver este milagro, rápidamente desarrolló e hizo el telescopio por su cuenta, y fue varias veces más poderoso que los holandeses. Aparentemente, se convirtió en el primer ser humano en enviar tal cosa al cielo. Los telescopios en los Países Bajos se llamaban "gafas espías"
catalejo tenemos un "catalejo" / aprox. perev. ], lo que genera ciertas sospechas sobre su uso).
Galileo pulió y pulió las lentes por su cuenta. Su primera herramienta amplió los objetos unas 12 veces. Como resultado, pudo crear telescopios con un aumento de treinta veces, y los objetos en ellos parecían mil veces más cercanos de lo que realmente estaban. Sus telescopios sobrevivientes se pueden ver en el Museo de Galilea, que rara vez se visita en Florencia. Su primer telescopio tenía 93 cm de largo y 4 de ancho; era un tubo de madera y cuero, con una lente convexa en un lado y un ocular cóncavo en el otro. Recientemente estudié su réplica. En primer lugar, me sorprendió el pequeño campo de visión, que era del tamaño de una moneda, ubicado a la distancia de un brazo. Y embotamiento. Sin embargo, entrecerrando los ojos, pude distinguir las imágenes tenues en esta moneda de luz tenue. Y al dirigir un telescopio primitivo a un edificio a cien metros de distancia, pude distinguir ladrillos que no eran visibles a simple vista.
Es difícil imaginar la emoción y el asombro de Galileo, que probablemente experimentó cuando miró por primera vez con su instrumento a los "cuerpos celestes", descritos durante siglos como esferas giratorias de la luna, el sol y los planetas. Detrás de ellos giraban esferas de cristal que sostenían estrellas, y la esfera más remota, Primum Mobile, fue rotada por Dios mismo con su dedo. Y todo esto tenía que consistir en éter, el quinto elemento de Aristóteles, impecable e ideal en forma y composición, descrito por Milton en el poema "
Paradise Lost ", como la "quintaesencia efímera del cielo". Y todo esto estaba en unidad con la conciencia de Dios. De hecho, Galileo vio a través de sus pequeños cráteres de tubo en la luna y manchas oscuras en el sol.
Siglos antes,
Tomás de Aquino casó con éxito la cosmología de Aristóteles con la doctrina cristiana, incluida la naturaleza efímera de los cuerpos celestes y la idea de colgar inamoviblemente en el centro del universo terrestre. Solo en uno se apartó Thomas de Aristóteles: la vida del Universo, infinita según Aristóteles, era finita según el dogma cristiano. Las imperfecciones de los cuerpos celestes descubiertos por Galileo plantearon un serio desafío a la Iglesia. Pero el telescopio en sí era un desafío. El tubo medidor de Galileo fue uno de los primeros instrumentos para mejorar los sentimientos de una persona, para mostrar un mundo que no es visible para los ojos y oídos naturales. Nada de eso existía antes de que apareciera esta herramienta. Muchas personas se mostraron escépticas con respecto a él, dudando de la realidad de este dispositivo y de la evaluación de sus descubrimientos. Algunos consideraron que la extraña pipa era mágica, algo que no era de este mundo, como si alguien hubiera visto un teléfono inteligente en el siglo XIX. El propio Galileo, incluso como científico, no entendía bien cómo funciona esto.
Debe recordarse que la creencia en la magia, la brujería y la magia negra en Europa se extendió en los siglos XVI y XVII. Solo en estos dos siglos, 40,000 personas, en su mayoría mujeres sospechosas de brujería, fueron quemadas en la hoguera, colgadas de una horca o decapitadas. En 1597, el rey James VI de Escocia, quien en 1603 se convirtió en James I de Inglaterra, se quejó de "la terrible cantidad de estos viles esclavos del diablo, brujas y encantadores" que se encontraban en ese momento y en este país. Se creía que los brujos podían lanzar maldiciones, dañando un mechón de cabello o la uña de una víctima. ¿Era el dispositivo de la brujería matemática italiana?
Otros se refirieron a los descubrimientos de Galileo hechos con un telescopio con sospecha no porque olieran a magia negra o contradijeran la doctrina teológica, sino porque desafiaron las visiones personales del mundo y los conceptos filosóficos. Cesare Cremonini, profesor de filosofía aristotélica en la Universidad de Padua y colega de Galileo, rechazó sus acusaciones de cráteres en la luna y manchas en el sol, pero él mismo se negó a mirar por la tubería. Posteriormente, las palabras de Cremonini fueron citadas diciendo: "No quiero apoyar las declaraciones de que no sé nada y cosas que no he visto ... y las observaciones a través de estos lentes me causan dolor de cabeza. Suficiente! No quiero escuchar nada más sobre esto ". Otro contemporáneo galileo, Giulio Libri, profesor de filosofía aristotélica en Pisa, también se negó a mirar a través de la tubería. Galileo respondió a estas negativas en una carta a su colega, el científico
Johannes Kepler :
Mi querido Kepler, me gustaría reírnos de esta increíble estupidez de la gente común. ¿Qué puede decir sobre los filósofos más destacados de esta academia, abrumado por la terquedad de los burros, y no queriendo mirar los planetas o la luna a través de un telescopio, aunque voluntariamente y específicamente les ofrecí esa oportunidad mil veces? De hecho, justo cuando un burro presiona sus oídos, estos filósofos cierran los ojos a la luz de la verdad.
Un pequeño libro de Galileo está dedicado a Cosimo II los Medici, Gran Duque de Toscana. En la página del título dice: "BOLETÍN ESTRELLA, que revela vistas maravillosas y maravillosas, y muestra a todos, y especialmente a filósofos y astrónomos, las cosas que fueron vistas por GALILEO GALILEI, un aristócrata florentino y profesor de matemáticas de la Universidad de Padua, recientemente usando su telescopio desarrollado ... "En el libro, Galileo muestra sus propios dibujos de la luna, visibles a través de su telescopio, que muestra sus secciones oscuras y claras, valles y colinas, cráteres, montañas y cordilleras. Incluso estima la altura de las montañas lunares por la longitud de sus sombras.
Cuando miró la línea que separaba las partes claras y oscuras de la luna, el llamado
terminador , resultó no ser una curva suave, que podría esperarse de una esfera ideal de fabricaciones teológicas, sino curva y desigual. "Todo el mundo podrá entender entonces", escribe Galileo, "con un cierto sentimiento de que la Luna de ninguna manera tiene una superficie lisa y pulida, sino que es áspera, desigual y, como la faz de la Tierra, está salpicada de enormes salientes, profundos abismos y curvas" . También informó sobre la observación de lunas en Júpiter, lo que dio una hipótesis convincente sobre la similitud de otros planetas con la Tierra. En otras palabras, la Tierra ha dejado de ser especial. Y todo esto confirmó la suposición de Copérnico, hecho hace 67 años, de que el Sol, y no la Tierra, está en el centro del sistema planetario. Para un libro tan pequeño, eran muchas ideas. Y sin ninguna disculpa a Aristóteles o la Iglesia.
Un par de meses después de la publicación de Sidereus Nuncius, Galileo se hizo conocido en toda Europa, en particular porque el telescopio, además del científico, tenía valor militar y comercial. Como Galileo le escribió a un amigo, "desde los campanarios más altos de Venecia se pueden observar velas y barcos tan lejos que necesitaron dos horas o más para llegar al puerto a toda vela, cuando ya se podían ver sin mi telescopio". El rumor sobre la invención se distribuyó por escrito y oralmente.
El anuncio de Galileo de la presencia de manchas oscuras en el sol fue un desafío aún mayor para la perfección divina del cielo. Ahora sabemos que estos puntos son causados por la concentración temporal de energía magnética en las capas externas del sol. Como son temporales, estos puntos aparecen y desaparecen. En 1611, Christopher Scheiner, un destacado matemático jesuita en Suabia (suroeste de Alemania), sacó uno de estos dispositivos y confirmó las observaciones de Galileo de los puntos oscuros en movimiento frente al sol. Sin embargo, Scheiner tomó como base la suposición incuestionable de Aristóteles sobre la idealidad del Sol, por lo que comenzó a presentar varios argumentos dudosos según los cuales este fenómeno fue causado por otros planetas o lunas que se movían en una órbita alrededor del sol, y no era inherente a la propia luminaria.
Como se indica en la portada de su libro, Galileo era matemático. En general, se creía que las matemáticas existen en un mundo abstracto y lógico. Los matemáticos ayudaron a los científicos a contar y predecir el "mundo real", pero las matemáticas eran diferentes de este mundo. En particular, los sistemas de cuerpos celestes que contradicen los modelos teológicos se usaron simplemente como dispositivos de conteo convenientes que describen la visibilidad en lugar de la realidad. Por lo tanto, el sistema planetario de Aristóteles y Ptolomeo con la Tierra en el centro y el sistema de Copérnico con el Sol en el centro podrían equipararse entre sí como diferentes métodos de cálculo, ya que ambos dieron resultados bastante precisos de la ubicación de los planetas. Pero el primero correspondía a creencias teológicas y filosóficas, por lo que se creía que reflejaba la realidad.
Cuando se conocieron las observaciones de Galileo, los representantes de la iglesia reaccionaron con escepticismo. El 19 de marzo de 1611, el cardenal
Roberto Bellarmine , jefe del colegio romano, escribió a sus hermanos y matemáticos jesuitas:
Sé que sus reverendos han escuchado sobre nuevas observaciones astronómicas por un matemático sobresaliente. Necesito saber, porque escuché diferentes opiniones, y ustedes, los reverendos padres, con experiencia en las ciencias matemáticas, pueden decirme fácilmente si estos nuevos descubrimientos están justificados o si todo es una apariencia que no está relacionada con la realidad.
Aunque los matemáticos de la Iglesia discutieron sobre los detalles de los descubrimientos de Galileo, aceptaron por unanimidad la realidad de estas observaciones. Sin embargo, los descubrimientos realizados por Galileo utilizando el telescopio, y su apoyo al modelo heliocéntrico de Copérnico, se consideraron un ataque imperdonable contra los dogmas teológicos. Por esto, la Inquisición juzgó a Galileo, un católico romano justo que una vez consideró seriamente la posibilidad de convertirse en sacerdote, obligándolo a renunciar a la mayoría de sus declaraciones astronómicas, y pasó los últimos años de su vida bajo arresto domiciliario.
Ahora me gustaría concentrarme no en la ubicación incorrecta de la Tierra en el centro del universo, sino en el nuevo concepto de la materialidad del cielo. Fue esta materialización, la violación de los llamados cuerpos celestes, lo que violó la naturaleza absoluta de las estrellas. Y la destrucción comenzó con la observación de cráteres y grietas de la luna. Después de 1610, muchos pensadores y escritores comenzaron a considerar la luna con planetas en lugares donde hay tierra, aire y agua, adecuados para una población humanoide, aunque inusual. En 1630, Johannes Kepler, a quien Galileo escribió sobre "la estupidez de la gente común", terminó el trabajo en la muy popular fantasía Somnium (Sueño), en la que el niño y su madre emprenden un viaje espacial a la luna llamado Levania. En Levania, todo supera los análogos terrenales. Las montañas se elevan mucho más alto que la tierra, las llanuras caen debajo. En la zona caliente de Levania, hay criaturas vivientes, monstruosamente grandes y que viven algún día. Estos animales, que flotan, vuelan y se arrastran, no viven lo suficiente como para construir ciudades o gobiernos, pero son capaces de mantener la vida. Dado que Kepler fue un científico sobresaliente, el mundo científico tomó en serio esta historia en los siglos XVII, XVIII e incluso XIX.
Había muchas otras fantasías similares. En el poema
Elefante en la luna ,
Samuel Butler , un científico aficionado, observando la luna a través de un telescopio, vio una batalla del ejército en curso, durante la cual el elefante lunar saltó de una línea de soldados a otra en solo unos segundos (posiblemente debido a la gravedad lunar reducida). En 1698, el matemático y científico holandés
Christian Huygens escribió el libro Cosmoteoros: mundos celestes abiertos, o hipótesis sobre los habitantes, las plantas y la vida de mundos y planetas. Estos libros y poemas fueron escritos para gente común. Dan una idea de cómo la gente en el siglo XVII comenzó a considerar que los planetas estaban compuestos de materia ordinaria. Los elefantes no saltan sobre los reinos divinos de la quintaesencia efímera.
Pero la mayor influencia pudo haber tenido los descubrimientos de la naturaleza galileana de las estrellas. La idea de que las estrellas pueden ser soles fue propuesta por el filósofo y escritor italiano
Giordano Bruno . En su libro "Sobre el infinito, el universo y los mundos" publicado en 1584, Bruno escribió que "puede haber un número infinito de otros mundos (tierras) con condiciones similares, un número infinito de soles o luces de naturaleza similar". Por estas suposiciones astronómicas y por negar otros dogmas católicos, Bruno fue quemado en la hoguera en 1600.
A principios del siglo XVII, varios pensadores reflexionaban sobre la idea de que las estrellas podrían ser soles. Por lo tanto, cuando Galileo reportó manchas en el Sol, sus descubrimientos afectaron dramáticamente la naturaleza de todas las estrellas. Las estrellas ya no podrían considerarse objetos ideales, que consisten en alguna sustancia eterna e indestructible, en contraste con todas las cosas terrenales. El sol y la luna se parecían a otras cosas materiales en la Tierra. En el siglo XIX, los astrónomos comenzaron a analizar la composición química de las estrellas, dividiendo su luz en diferentes longitudes de onda utilizando prismas. Se pueden asociar diferentes colores con varios elementos químicos que emiten luz. Y resultó que las estrellas contienen hidrógeno, helio, oxígeno, silicio y muchos otros elementos terrenales comunes. Las estrellas eran solo materiales: átomos.
Tan pronto como Galileo y otros anunciaron las estrellas como material simple, sus días fueron contados, ya que todas las cosas materiales están sujetas a la ley de conservación de la energía. Esta ley es el paradigma de todas las leyes de la naturaleza, tanto en el campo grandioso de aplicabilidad como en las formulaciones cuantitativas y lógicas. De hecho, la ley dice que la energía no puede ser creada o destruida. La energía puede transferirse de una forma a otra, como, por ejemplo, cuando la energía química de un fósforo se convierte en calor y en la luz de su llama. Pero la energía total en un sistema cerrado permanece constante.
Una estrella se parece a un fósforo gigante. Se almacena una cantidad finita de energía en él; solo en una estrella, esta energía no es química, sino nuclear. Esta energía nuclear se libera cuando los átomos experimentan síntesis y crean átomos más pesados. Pero las reservas de energía nuclear en una estrella son limitadas, al igual que las reservas de energía química en un partido. Y en el proceso de "quema" de combustible nuclear por una estrella, la energía se emite al espacio, principalmente en forma de luz. Si imaginamos que colocamos una estrella en una caja gigante, la energía total en esta caja se mantendría constante, pero gradualmente fluiría de la estrella a la luz en la caja y a la creciente energía térmica y química de todo lo que absorbe esta luz.
Las estrellas, por supuesto, no están en cajas gigantes. Pero el principio permanece. Las estrellas, que consisten en material físico, según Bruno y Galileo, y los científicos posteriores, tienen un suministro limitado de energía. Las estrellas irradian energía al espacio, gastando su suministro final de energía nuclear. Como resultado, este precioso producto estelar se consumirá, después de lo cual las estrellas se quemarán y se oscurecerán. Como sucederá con nuestro Sol en unos 5 mil millones de años. Después de aproximadamente 1,000 billones de años, todas las estrellas en el cielo se volverán frías.
Y después de eso, el cielo nocturno estará completamente oscuro. Y el cielo durante el día estará oscuro. Una miríada de estrellas en el cielo, que alguna vez fue considerado el último lugar de descanso de los faraones, la encarnación de la permanencia, la inmortalidad y otras propiedades del Absoluto, eventualmente se convertirá en carbones fríos que flotan en el espacio.
Alan Lightman es físico y escritor, profesor de humanidades en el MIT. Extracto del libro: Buscando estrellas en la isla de Man (c) 2018 (Buscando estrellas en una isla en Maine)