LA ASTRONOMÍA

La  historia de la astronomía  es el relato de las observaciones , descubrimientos y conocimientos adquiridos a lo largo de la historia en materia astronómica.       

La astronomía surgió desde que la humanidad dejó de ser nómada y se empezó a convertir en sedentaria; Después de formar civilizaciones o comunidades comenzó su interés por los astros. Desde tiempos inmemorables se ha visto interesado en los mismos. Estos han enseñado ciclos constantes e inmutabilidad durante el corto período de la vida del ser humano, lo que fue una herramienta útil para determinar los períodos de abundancia para la caza y la recolección o de aquellos como el invierno en que se requeriría de una preparación para sobrevivir a los cambios climáticos adversos. La práctica de estas observaciones es tan cierta y universal que se han encontrado a lo largo y ancho del planeta en todas aquellas partes en donde han habitado los seres humanos. Se deduce entonces que la astronomía es probablemente uno de los oficios más antiguos, manifestándose en todas las culturas humanas.      

En casi todas las religiones antiguas existían una cosmogonía que intentaba explicar el origen del universo, ligando este a elementos mitológicos. La historia de la astronomía es tan antigua como la historia del ser humano. Antiguamente se ocupaba, únicamente, de la observación y predicciones de los movimientos de los objetos visibles a simple vista, quedando separados durante mucho tiempo de la Física .   

Parece ser que las pirámides de Egipto fueron construidas sobre patrones astronómicos muy precisos. En 1999 se descubrió en Sajonia-Anhalt (Alemania) la famosa discoteca celeste de Nebra (del 1600 a. C.), que es la representación más antigua conocida de la bóveda celeste . Quizás fueron los astrónomos chinos quienes dividieron, por primera vez, el cielo en constelaciones . Los antiguos griegos hicieron importantes contribuciones a la astronomía, entre ellas, la definición de magnitud . En Europa, las doce constelaciones que marcan el movimiento anual del Sol fueron denominadas constelaciones zodiacales . La astronomía precolombina (posterior al siglo  XII ) poseía calendarios muy exactos.                

La inmutabilidad del cielo está alterada por cambios reales que el hombre en sus observaciones y conocimiento primitivo no podía explicar, y de allí nació la idea de que en el firmamento habitaban poderosos seres que influían en los destinos de las comunidades y que poseían comportamientos humanos. y que por tanto requerían de adoración para recibir sus favores o al menos evitar o mitigar sus castigos. Este componente religioso estuvo estrechamente relacionado con el estudio de los astros durante siglos, hasta que los avances científicos y tecnológicos fueron aclarando muchos de los fenómenos que en un principio no eran comprendidos. Esta separación no ocurrió pacíficamente y muchos de los antiguos astrónomos fueron perseguidos y juzgados al proponer una nueva organización del universo. Actualmente estos factores religiosos sobreviven en la vida moderna como supersticiones .   

A pesar de la creencia común, los griegos sabían de la eficiencia de la Tierra. No pasó desapercibido para ellos el hecho de que la sombra de la Tierra proyectada en la Luna era redonda, ni que no se ven las mismas constelaciones en el norte del mar Mediterráneo que en el sur. En el modelo aristotélico lo celestial pertenecía a la perfección («cuerpos celestes perfectamente esféricos moviéndose en órbitas circulares perfectas») mientras que lo terrestre era imperfecto; estos dos reinos se consideraban como opuestos. Aristóteles defendía la teoría geocéntrica para desarrollar sus postulados. Fue probablemente Eratóstenes quien diseñó la esfera armilar , que es un astrolabio , para mostrar el movimiento aparente de las estrellas alrededor de la tierra.          

La astronomía observacional estuvo casi totalmente estancada en Europa durante la Edad Media , a excepción de algunas aportaciones como la de Alfonso X el Sabio con sus tablas alfonsíes , o los tratados de Alcabitius , pero floreció en el mundo con el Imperio persa y la cultura árabe. . Al final del siglo  X , un gran observatorio fue construido cerca de Teherán (Irán), por el astrónomo persa Al-Khujandi , quien obtuvo una serie de pasos meridianos del Sol, lo que le permitió calcular la oblicuidad de la eclíptica . También en Persia, Omar Khayyam elaboró ​​una reforma al calendario que lo hacía más preciso que el calendario juliano , acercándose al calendario gregoriano . A finales del siglo  IX , el astrónomo persa Al-Farghani escribió ampliamente acerca del movimiento de los cuerpos celestes. Su trabajo fue traducido al latín en el siglo  XII . Abraham Zacuto fue el responsable en el siglo  XV de adaptar las teorías astronómicas conocidas hasta el momento para aplicarlas a la navegación de la marina portuguesa. Esta aplicación permitió a Portugal ser la puntera en el mundo de los descubrimientos de nuevas tierras fuera de Europa.                           

Revolución científica

Detalle de un monumento dedicado a Copérnico en Varsovia.

Durante siglos, la visión geocéntrica que consistía en que el Sol y otros planetas giraban alrededor de la Tierra no se cuestionó. Esta era visión lo que para nuestros sentidos se observaba. En el Renacimiento , Nicolás Copérnico propuso el modelo heliocéntrico del sistema solar . Su trabajo De Revolutionibus Orbium Coelestium fue defendido, divulgado y corregido por Galileo Galilei y Johannes Kepler , autor de Harmonices Mundi , en el cual se desarrolla por primera vez la tercera ley del movimiento planetario .                   

Galileo añadió la novedad del uso del telescopio para mejorar sus observaciones. La disponibilidad de datos observacionales precisos llevó a indagar en teorías que explicasen el comportamiento observado (véase su obra Sidereus Nuncius ). Al principio solo se obtuvieron reglas Ad hoc , como las leyes del movimiento planetario de Kepler , descubiertas a principios del siglo  XVII . Fue Isaac Newton quien extendió hacia los cuerpos celestes las teorías de la gravedad terrestre y conformando la ley de gravitación universal , ⁷​ inventando así la mecánica celeste , con lo que explicó el movimiento de los planetas y consiguiendo unir el vacío entre las leyes de Kepler. y la dinámica de Galileo. Esto también supuso la primera unificación de la astronomía y la física (véase Astrofísica ).          

Tras la publicación de los Principios Matemáticos de Isaac Newton (que también desarrolló el telescopio reflector ), se transformó la navegación marítima . A partir de 1670 aproximadamente, utilizando instrumentos modernos para medir la latitud y la longitud geográficas y los mejores relojes disponibles, se ubicó cada lugar de la Tierra en un planisferio o mapa, calculando para ello su latitud y su longitud. La determinación de la latitud fue fácil, pero la determinación de la longitud fue mucho más delicada, por su acoplamiento con la hora local. Los requerimientos de la navegación supusieron un impulso para el desarrollo progresivo de observaciones astronómicas e instrumentos más precisos, constituyendo una base de datos creciente para los científicos.    

Ilustración de la teoría del " Big Bang " o primera gran explosión y de la evolución esquemática del universo desde entonces.

Durante los siglos XVIII al XIX , se presenta el problema de los tres cuerpos , donde Euler , Clairaut y D'Alembert llevan predicciones más precisas sobre los movimientos de la luna y los planetas. Este trabajo es perfeccionado por Lagrange y Laplace , permitiendo estimar las masas de los planetas y lunas a partir de sus perturbaciones. 8            

Nueva astronomía

A finales del siglo  XIX se descubrió que, al descomponer la luz del Sol, se podía observar multitud de líneas de espectro (regiones en las que había poca o ninguna luz). Experimentos con gases calientes mostraron que las
mismas líneas podían ser observadas en el espectro de los gases, líneas específicas correspondientes a diferentes elementos químicos . De esta manera se demuestra que los elementos químicos en el Sol (mayoritariamente hidrógeno ) podrían encontrarse igualmente en la Tierra. De hecho, el helio fue descubierto primero en el espectro del Sol y solo más tarde se encontró en la Tierra, de ahí su nombre.       

Se descubrió que las estrellas eran objetos muy lejanos y con el espectroscopio se demostró que eran similares al Sol, pero con una amplia gama de temperaturas, masas y tamaños. La existencia de la Vía Láctea como un grupo separado de estrellas no se demuestra sino hasta el siglo  XX , junto con la existencia de galaxias externas y, poco después, la expansión del universo , observada en el efecto del corrimiento al rojo . La astronomía moderna también ha descubierto una variedad de objetos exóticos como los cuásares , púlsares , radiogalaxias , agujeros negros , estrellas de neutrones , y ha utilizado estas observaciones para desarrollar teorías físicas que describen estos objetos. La cosmología hizo grandes avances durante el siglo  XX , con el modelo del Big Bang fuertemente apoyado por la evidencia proporcionada por la astronomía y la física, como la radiación de fondo de microondas , la ley de Hubble y la abundancia cosmológica de los elementos químicos.                  

Durante el siglo  XX , la espectrometría avanzó, en particular como resultado del nacimiento de la física cuántica , necesaria para comprender las observaciones astronómicas y experimentales.   

Astronomía observacional

[ editar ]

Artículo principal:  Astronomía observacional

Estudio de la orientación por las estrellas

La Osa Mayor (arriba) y la Osa Menor (abajo) son constelaciones tradicionalmente utilizadas como puntos de referencia celeste para la orientación tanto marítima como terrestre.          

El Cinturón de Orión a 1,500 años luz constituido de izquierda a derecha por las estrellas Alnitak , Alnilam y Mintaka en la Constelación de Orión es la más reconocible del cielo nocturno en todo el mundo, por lo que también ha sido usado para la orientación. En la esquina inferior izquierda se puede apreciar la Nebulosa de la Flama y la Nebulosa Cabeza de Caballo entre algunas otras.             

Para ubicarse en el cielo, se agruparon las estrellas que se ven desde la Tierra en constelaciones . Así, continuamente se desarrollan mapas (cilíndricos o cenitales) con su propia nomenclatura astronómica para localizar las estrellas conocidas y agregar los últimos descubrimientos. 9   

Además de orientarse en la Tierra a través de las estrellas, la astronomía estudia el movimiento de los objetos en la esfera celeste , para ello se utilizan diversos sistemas de coordenadas astronómicas . Estos toman como referencia parejas de círculos máximos distintos midiendo así determinados ángulos respecto a estos planos fundamentales. Estos sistemas son principalmente:      

• Sistema altacimutal ¹⁰​ u horizontal que toma como referencias el horizonte celeste y el meridiano del lugar.    
• Sistemas horario y ecuatorial , que tienen de referencia el ecuador celeste, pero el primer sistema adopta como segundo círculo de referencia el meridiano del lugar mientras que el segundo se refiere al círculo horario (círculo que pasa por los polos celestes).
• Sistema eclíptico , que se utiliza normalmente para describir el movimiento de los planetas y calcular los eclipses; los círculos de referencia son la eclíptica y el círculo de longitud que pasa por los polos de la eclíptica y el punto γ.  
• Sistema galáctico , se utiliza en estadística estelar para describir movimientos y posiciones de cuerpos galácticos. Los círculos principales son la intersección del plano ecuatorial galáctico con la esfera celeste y el círculo máximo que pasa por los polos de la Vía Láctea y el ápice del Sol (punto de la esfera celeste donde se dirige el movimiento solar).

Eclipse anular  del Sol

La astronomía de posición es la rama más antigua de esta ciencia. Describe el movimiento de los astros, planetas, satélites y fenómenos como los eclipses y tránsitos de los planetas por el disco del Sol. Para estudiar el movimiento de los planetas se introduce el movimiento medio diario que es lo que avanzaría en la órbita cada día suponiendo movimiento uniforme. La astronomía de posición también estudia el movimiento diurno y el movimiento anual del Sol. Son tareas fundamentales de la misma la determinación de la hora y para la navegación el cálculo de las coordenadas geográficas . Para la determinación del tiempo se usa el tiempo de efemérides o también el tiempo solar medio que está relacionado con el tiempo local. El tiempo local en Greenwich se conoce como Tiempo Universal .                        

La distancia a la que están los astros de la Tierra en el de universo se mide en unidades astronómicas , años luz o pársecs . Conociendo el movimiento propio de las estrellas, es decir lo que se mueve cada siglo sobre la bóveda celeste se puede predecir la situación aproximada de las estrellas en el futuro y calcular su ubicación en el pasado viendo como evolucionan con el tiempo la forma de las constelaciones. . 11       

Instrumentos de observación

Para observar la bóveda celeste y las constelaciones más conocidas no hará falta ningún instrumento, para observar cometas o algunas nebulosas solo serán necesarios unos prismáticos, los grandes planetas se incluso a simple vista ; pero para observar detalles de los discos de los planetas del sistema solar o sus satélites mayores bastará con un telescopio simple. Si se quiere observar con profundidad y exactitud determinadas características de los astros, se requieren instrumentos que necesitan de la precisión y tecnología de los últimos avances científicos.