martes, 19 de febrero de 2013

Galileo Galilei



Retrato de Galileo Galilei

Aunque universalmente conocido por su primer nombre, Galileo se llamaba Galileo Galilei. Nació tres días antes de la muerte de Miguel Ángel: una especie de relevo simbólico de la palma del saber de las bellas artes a la ciencia.
Galileo estaba destinado por su padre, que era matemático, al estudio de la medicina, apartándole a propósito de las matemáticas. En aquellos días, y quizá también hoy, un médico ganaba como unas treinta veces lo que podía ganar un matemático. Galileo pudo haber sido un buen médico y también un buen artista o músico, ya que fue un verdadero hombre del Renacimiento con mucho talento.
Sin embargo la suerte estaba echada y ya podía haberse ahorrado el trabajo el padre de Galileo. El joven estudiante accidentalmente escuchó una conferencia de geometría. Inmediatamente imploró a su padre que le dejara estudiar matemáticas y ciencias.
Esto fue una suerte para el mundo, pues la carrera de Galileo fue mayormente científica. No se conformaba con observar, empezó a medir todo, a mirar todos los objetos cuantitativamente para buscar alguna relación matemática que describiera el fenómeno con simplicidad, a la vez que con generalidad. No fue el primero en hacer eso, ya que lo hizo incluso Arquímedes dieciocho siglos antes. Galileo lo hizo con más asiduidad que sus predecesores, y, lo que es más, la habilidad literaria (otro talento), con que describió sus trabajos, tan bella y claramente le condujo a hacerse famoso y poner en marcha su método cuantitativo.
El primero de estos relucientes descubrimientos lo hizo en 1581, sin haber llegado a los veinte años de edad, cuando estudiaba en la universidad de Pisa. Estando en misa en la catedral de Pisa observó cómo un candelabro suspendido se balanceaba describiendo ya grandes arcos, ya pequeños, debidos a la corriente que allí había. La mente cuantitativa de Galileo observó cómo el tiempo de cada balanceo era el mismo, sin depender de la amplitud del arco descrito. Pudo medir los tiempos con las pulsaciones de sus venas. Después, al llegar a su casa, colocó dos péndulos de igual longitud, y balanceando ambos a la vez, pero con distinta amplitud, permanecieron sincronizados, descubriendo que era correcto su pensamiento.
(En experimentos posteriores Galileo encontró como problema principal su incapacidad de medir con exactitud pequeños intervalos de tiempo. Tuvo que seguir utilizando el pulso o el tiempo que tardaba en llenarse un recipiente de agua alimentado por un pequeño orificio. Resulta una ironía que Huygens, tras la muerte de Galileo, utilizara su principio del péndulo para regular un reloj, resolviendo así el problema que Galileo no pudo resolver. Galileo también intentó medir temperaturas inventando un termoscopio para tal propósito en 1593. Era un termómetro de gas que medía las temperaturas por las compresiones y expansiones del mismo. Era bastante inexacto, y hasta un siglo después, Amontons no comenzó a construir  termómetros más <razonables>. No se debe olvidar que la velocidad de avance de la ciencia depende en su mayoría de los avances que se hagan en las técnicas de medidas.)
En 1586 publicó un libro pequeño que contenía el proyecto de fabricación de una balanza hidrostática que había inventado. Esto fue lo primero que le abrió el camino a la fama entre el mundo de los sabios.
Galileo empezó a estudiar el comportamiento de los cuerpos en caída libre. Hasta el momento, todos los sabios creían en Aristóteles, que decía que la aceleración de caída era proporcional al peso del cuerpo. Galileo demostró la falsedad de esta afirmación, que se había deducido por el hecho de que los objetos ligeros de peso presentaban más superficie de resistencia al aire en su caída, lo que los hacía caer más lentamente. (Son ejemplos las hojas, plumas y copos de nieve). Aquellos objetos que fueran lo suficientemente pesados y compactos para reducir la resistencia al aire a una cantidad despreciable caerían con la misma aceleración. Galileo conjeturó que en el vacío todos los objetos caerían a la misma velocidad. (No pudo conseguirse un vacío perfecto en su tiempo, pero cuando posteriormente se consiguió se probó la verdad de la afirmación de Galileo).


La leyenda dice que Galileo dejó caer dos proyectiles, el uno diez veces más pesado que el otro, desde la torre inclinada de Pisa. Ambas detonaciones fueron oídas y vistas al mismo tiempo. Parece ser que esto fue solo una leyenda, aunque un experimento similar fue en realidad llevado a cabo, o por lo menos descrito, por Stevin algunos años antes.
De todas maneras, los experimentos que, sin duda, llevó a cabo Galileo bastaron para revolucionar la física de Aristóteles.
Al no haber medidas de tiempo lo suficientemente exactas como para apreciar la proporcionalidad de caída libre de un cuerpo, hizo disminuir la gravedad dejando rodar un cuerpo por un plano inclinado. Mientras menos inclinara el plano, más lento hacía el movimiento hasta el límite que deseara. Con ello facilitó la explicación de que la caída de un cuerpo era independiente de su peso.
También demostró que un cuerpo caía por un plano inclinado con una aceleración constante, esto es, cada vez se movía más rápidamente. <<<Leonardo da Vinci había notado este hecho, peo no lo dio a conocer.
Esto estableció una idea filosófica importante. Aristóteles defendía que para mantener un cuerpo en movimiento se le debía aplicar una fuerza constantemente. Siguiendo esta idea, algunos filósofos medievales dedujeron que los cuerpos celestes, que estaban en continuo movimiento eran impulsados por ángeles. Algunos utilizaron incluso estos argumentos para demostrar la existencia de Dios. Por otro lado, algún filósofo de la Baja Edad Media, como Buridan, defendió que el movimiento continuo no necesitaba de fuerza alguna después de su impulso inicial. Según esto, Dios, al crear la Tierra, le dio un primer impulso, dejándola correr por sí sola para el resto de la eternidad. Si se aplicaba una fuerza constante, defendían estos filósofos, el movimiento sería más rápido.
Los experimentos de Galileo se pusieron al lado de esta segunda idea y en contra de Aristóteles. No solo aumentaba uniformemente con el tiempo la velocidad de caída de un cuerpo bajo la atracción de la Tierra, sino que la distancia total que recorría aumentaba con el cuadrado del tiempo.
También nos enseñó cómo se movía un cuerpo bajo la influencia de dos fuerzas a la vez. Una de ellas daba un impulso inicial y horizontal (como la explosión de un cartucho) y mantenía el cuerpo moviéndose con velocidad constante en dicha dirección. La otra, aplicada constantemente en sentido vertical, podía hacer caer al cuerpo con una cierta aceleración. El resultado de ambas fuerzas hacía al cuerpo describir una parábola. De este modo Galileo pudo hacer una ciencia de la artillería (balística).
El concepto de cuerpos sujetos a más de una fuerza también aclaró cómo todo lo que había sobre la superficie terrestre, incluida la atmósfera, los pájaros en vuelo y las piedras que caen, pueden compartir el movimiento de rotación de la Tierra con sus movimientos particulares. De esto se sacó uno de los mayores argumentos en contra de las teorías de Copérnico, quitando el miedo de que las vueltas y giros de la Tierra lanzaran todos los objetos que no estuvieran firmemente pegados a ella.
(Galileo consiguió todas sus pruebas con métodos geométricos griegos. Hasta Descartes y Newton no se pudo aplicar el álgebra a la geometría y, además, con ellos aparecieron métodos de análisis matemático infinitamente mejores que de los que disponía Galileo. Este, sin embargo, hizo todo lo que pudo con lo que tenía y sus descubrimientos marcaron el principio de la ciencia de la mecánica y sirvieron de base a las tres leyes fundamentales del movimiento que postuló Newton un siglo más tarde.)
En su libro de mecánica, Galileo también trató la resistencia de materiales, fundando, a su vez, esta rama de la ciencia. Fue el primero en demostrar que si una estructura crecía en todas sus dimensiones, perdía resistencia al hacerlo, exponiendo, al menos por primera vez, las bases teóricas para ello. Esto es ahora conocido como la ley del cubo-cuadrado. El volumen aumenta con el cubo de dimensión, aunque la resistencia solo en el cuadrado de dicha dimensión. Por esta misma razón, los animales grandes necesitan mayores apoyos, proporcionalmente, que los pequeños. Así, un ciervo aumentado al tamaño de un elefante, aunque con las análogas proporciones del original, se <derrumbaría>, pues sus patas se deberían agrandar desproporcionalmente para poder presentar un apoyo seguro.


El éxito de Galileo y sus sucesores, en especial Newton, en explicar el movimiento por efectos de acción y reacción (fuerzas) dio pie a pensar que todo lo que en el universo pudiera medirse podía explicarse por estos efectos, que no eran más complicados que la acción y reacción de las palancas y otros artificios de una máquina. Esta visión mecanicista tuvo gran y creciente aceptación hasta tres siglos más tarde, que en una nueva revolución de la ciencia nos dio a ver estos problemas, con mucho más complicados que lo que creían los mecanicistas.
La labor de Galileo en Pisa le hizo poco popular, por lo que decidió trasladarse a Padua, donde estaría en mejores condiciones. (Galileo casi siempre se hacía poco simpático a la gente influyente porque tenía un ingenio a la vez brillante y lleno de sarcasmo, y lo usaba para burlarse de los que no coincidían con sus ideas, y se convertían, por tanto, en sus enemigos acérrimos. Estando todavía en el colegio le pusieron el mote <el peleón> por su afán en discutir. Además era un conferenciante tan brillante que los estudiantes le seguían entusiasmados para escucharle, mientras que los colegas se paseaban por las aulas vacías con la mala cara propia de tal situación.)
En Padua, Galileo mantuvo correspondencia con el gran astrónomo Kepler, yendo a creer en la veracidad de las teorías de Copérnico, aunque prudentemente no lo confesó públicamente al principio. Sin embargo, en 1609 oyó hablar de un tubo ampliador que, haciendo uso de lentes, se había inventado en Holanda. Antes de seis meses Galileo sacó una versión particular del instrumento, que tenía 32 aumentos enfocándolo al cielo. Así empezó la edad de la astronomía telescópica.
Utilizando su telescopio, Galileo descubrió que la luna tenía montañas y el sol manchas, lo que  demostró una vez más el error de Aristóteles al dar su tesis sobre la perfección de los cielos, dejando a la Tierra como única desordenada e irregular. Tycho Brahe ya lo había hecho en los estudios de su nova y su cometa, y Fabricio lo hizo también en sus estudios sobre una estrella variable, pero los estudios de Galileo llegaban hasta el Sol. (Otros astrónomos descubrieron las manchas solares casi a la vez que Galileo, con lo que hubo discusiones sobre la prioridad del descubrimiento que, por supuesto, dieron a Galileo nuevos enemigos. Galileo hizo algo más que descubrir las manchas solares, fuera el primero en hacerlo o no, las utilizó para demostrar que el sol giraba alrededor de su eje en 27 días, según descubrió al seguir manchas individuales durante esos días, y, lo que es más, determinó la orientación del eje solar.) Las estrellas, incluidas las más brillantes, seguían siendo puntos de luz en dicho telescopio, mientras que los planetas se identificaban como pequeños globos. De ello dedujo Galileo que las estrellas debían de estar mucho más alejadas que los planetas y que el universo podía ser infinitamente grande.

Observaciones de las sombras de las montañas en el teminador lunar

Galileo también descubrió que muchas más estrellas se podían ver con el telescopio que a simple vista, y la Vía Láctea debía su luminosidad al hecho de estar compuesta por millares de estas estrellas.
Más espectacular fue su descubrimiento de que Júpiter estaba rodeado de cuatro cuerpos, solo visibles con el telescopio, que giraban alrededor de él regularmente y en el espacio de unas semanas pudo calcular el periodo de cada uno de ellos. Kepler dio a estos cuerpos el nombre de satélites y todavía se conocen como <lunas de Galileo>. Individualmente, sus nombres son: Io, Europa, Ganímedes y Calisto. Júpiter, con sus satélites, representa un modelo del sistema de Copérnico, de cuerpos pequeños rodeando a uno mayor. Ello constituyó la prueba definitiva de que no todos los astros giraban alrededor de la Tierra.
Galileo observó que Venus  presentaba fases análogas a las lunares, desde llena a creciente, como debía ser según Copérnico. Siguiendo la teoría tolemaica, Venus debía estar perpetuamente en creciente. Además, el descubrimiento de las fases de Venus demostró definitivamente que los planetas brillaban por luz del Sol que se reflejaba en ellos. Galileo descubrió que la cara oscura de la Luna tenía un brillo apagado que solo podía provenir de la luz que se reflejara en la Tierra (brillo terrestre) e incidiera en ella. Esto demostró que la Tierra, como los planetas, reflejaba la luz del Sol, lo que estableció una nueva diferenciación y a la vez similitud entre la Tierra y los demás cuerpos celestes.

Portada del "Mensajero Sidéreo" de Galileo Galilei

Todos estos descubrimientos con el telescopio significaron el establecimiento definitivo de la doctrina de Copérnico, más de medio siglo después de la publicación de su libro. Galileo anunciaba sus descubrimientos en números especiales de un periódico que llamó <Sidereus Nuncius (Mensajero Sidéreo)>, y éstos despertaban a la vez gran entusiasmo y profunda rabia. Construyo un buen número de telescopios que distribuyó por toda Europa, enviándole uno a Kepler, para que todos pudieran confirmar sus descubrimientos. Galileo fue a Roma en 1611, donde fue felicitado con gusto y honor, aunque no todos estuvieran de acuerdo. La idea de cielos imperfectos, de objetos invisibles reluciendo en ellos, y, lo peor de todo, el entronamiento de la doctrina de Copérnico, así como la destitución de la Tierra como centro del universo, era lo más inquietante. Los oponentes reaccionarios de Galileo persuadieron al Papa Pío V para declarar herejía la doctrina de Copérnico, por lo que Galileo fue forzado a callarse en 1916.
La intriga continuó, pues unas veces sus amigos, y otras veces sus enemigos ganaban las bazas. En 1632, Galileo fue convencido de que el Papa de aquel entonces, Urbano VIII, era amigable y le dejaría hablar. Por tanto, publicó su obra maestra: <Diálogo sobre los dos mayores sistemas del mundo>, en la que nos presenta dos personajes, uno encarnando a Tolomeo y otro la doctrina de Copérnico, que exponían sus puntos de vista ante un inteligente profano.


Galileo, por supuesto, dio a Copérnico la parte más triunfante de la lucha. El Papa fue persuadido de que Simplicio, la figura que representaba a Tolomeo, era una caricatura intencionada e insultante de él mismo. Galileo fue llevado ante la Inquisición por cargos de herejía (sus indiscretas declaraciones públicas ayudaban a reforzar los cargos), forzándole a renunciar a toda doctrina que se apartase de la tolemaica. Esta novela hubiera tenido un heroico final si Galileo se hubiera negado a capitular, pero ya tenía casi setenta años y, ante el ejemplo de Bruno, tomó el camino de la prudencia.

Renunciamiento de Galileo Galilei ante la Inquisición

La leyenda nos dice que al acabar su renunciamiento, y tras incorporarse de estar de rodillas, murmuró: <Eppur si muove.> (<Y, a pesar de todo, se mueve>, refiriéndose a la Tierra.) Esto fue, sin duda, el veredicto que dio al mundo de los sabios, y el silencio de Galileo en los últimos años de su vida fue una victoria vana para los conservadores. A pesar de todo, en 1637, en esos años de vejez, hizo su último descubrimiento astronómico: el del lento balanceamiento de la Luna al girar. Al morir Galileo, estos conservadores se apuntaron una victoria aun más insulsa al negarle entierro en un lugar sagrado.
La revolución científica emprendida por Copérnico había sufrido oposición por espacio de casi un siglo, hasta el juicio de Galileo, pero ya en esos momentos dicha oposición había perdido la batalla y la revolución prevaleció.

1 comentario:

  1. Quintin ¿Para cuando vas a sacar fotos de chavalas?...Al menos nos alegraras la vista

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