El argumento a favor del movimiento terrestre sacado del patrón estacional del movimiento de las manchas solares
 En la Jornada Tercera del Diálogo sobre los dos máximos sistemas de Galileo Galilei.

 

 

Por Oliver Álvarez Valle.
Alumno de Historia de la Ciencia I en el centro asociado de la UNED de Palencia.
oalvarez5@alumno.uned.es

 

Introducción

En la Jornada Tercera del "Diálogo sobre los dos máximos sistemas del mundo ptolemaico y copernicano"[1], publicado en 1632, Galileo Galilei expuso una serie de argumentos en defensa del modelo heliocéntrico que había definido Nicolás Copérnico en el siglo anterior. 

Entre ellos se encontraba el que se apoya en el patrón estacional del movimiento de las manchas solares[2].

En los años 1610 y 1611, mediante observaciones con el telescopio, el propio Galileo en Italia, así como Johann Goldsmid (conocido como Johannes Fabricius) en Holanda, Christopher Scheiner de Alemania, y Thomas Herriot en Inglaterra se atribuyeron el descubrimiento de las manchas solares . [3]

De entre ellos, a partir de esas observaciones, algunos dedujeron alguno de los tres primeros puntos siguientes, pero sólo el italiano fue capaz de deducir que de estos tres primeros puntos se derivaba un cuarto:

  1. Las manchas están en la superficie del Sol y no son planetas u otros cuerpos externos a él, como en principio sostenía Scheiner.

  2. El movimiento periódico de las manchas indica que el Sol rota sobre sí cada 27 días aproximadamente.

  3. El eje de esa rotación está inclinado respecto a la perpendicular a la eclíptica (el propio Scheiner calculó esa inclinación en 7º).

  4. Dada esa inclinación - y en caso de ser válido el modelo heliocéntrico copernicano - la trayectoria de las manchas vista desde la Tierra, debería variar con un patrón estacional, como de hecho ocurre.

Con este último punto Galileo encontró la demostración que buscaba dar de que es la Tierra la que gira en torno al Sol y no viceversa. 

El patrón que Galileo predijo y que luego comprobó con meticulosas observaciones es el siguiente:

 

Una descripción detallada de lo que ocurre con las manchas solares en las distintas estaciones

Aquí reproduzco una figura que creo que aclara la situación [4]:

 

En dos momentos del año, en torno al 6 de Junio y 6 de Diciembre, vemos el ecuador solar "de perfil", es decir, que visto desde la Tierra es una línea recta que pasa por el centro del disco (las primeras observaciones de Galileo fueron en torno al mes de Junio, por lo que en principio pensó que el eje solar sí era perpendicular a la eclíptica [5]). 

Entre el 6 de Junio y el 6 de Diciembre lo vemos "por encima", de manera que forma una curva que pasa al sur del centro del disco.

Por el contrario, entre el 6 de Diciembre y 6 de Junio el ecuador pasa por el norte del centro del disco solar.

Debido a la rotación solar, las manchas se desplazan día a día siguiendo trayectorias paralelas al ecuador por lo que también se curvarán hacia el norte o sur según la época del año.

Alrededor del 7 de Marzo y 8 de Septiembre la inclinación es máxima y coincidirá con la inclinación del eje de rotación solar. 

 

El texto del Diálogo

En el "Diálogo sobre los dos máximos sistemas del mundo ptolemaico y copernicano", Galileo se sirvió de una conversación entre tres personajes para describir los distintos puntos de vista cosmológicos enfrentados, los de la movilidad e inmovilidad terrestre.

Esos personajes son: Salviati, que defiende el heliocentrismo; Sagredo, que queda convencido por él; y Simplicio, representante de los astrónomos que se aferraban al modelo geocentrista  aristotélico y ptolemaico.

"Oíd, pues, la gran y nueva maravilla", que el propio Sol testimonia que el movimiento anual es de la Tierra, son las palabras de Salviati con las que se inicia la sección que nos interesa [6].

Normalmente, como ya hemos comentado, es el mismo Salviati el portavoz de las ideas de Galileo. En este caso afirma que fue "el académico linceo" (que es el propio Galileo, quien desde que fuera nombrado 6º miembro de la Academia de los Linces, añadió a su firma el título linceo") quien descubrió las manchas solares en 1610  y quien tras unos años se percató de las importantes consecuencias que se derivaban de su movimiento.

Cayó en la cuenta de que, si fuera correcto el modelo copernicano, las trayectorias descritas por las manchas, paralelas al ecuador del Sol, deberían tomar distintas apariencias a lo largo del año vistas desde la Tierra. La descripción de esa evolución anual de esas trayectorias que esperaba Galileo es la que he expuesto más arriba.

Sagredo hace un inciso para pedirle a Salviati que aclare el tema, lo que hace Salviati ayudado de unos gráficos, más detallados, pero similares a las viñetas que aquí reproduzco [7]:

Le pregunta después Sagredo si coincidieron las observaciones con lo esperado, y responde Salviati que sí. Concluye Sagredo diciéndole a Simplicio, que de ser eso verdad "los ptolemaicos y aristotélicos necesitarán de sólidos argumentos  [...] para equilibrar una contrariedad de tanto peso".

Pero contesta Simplicio que puede ser cierto que si suponemos el movimiento terrestre observaríamos esas "extravagancias" del Sol, pero que a la inversa, observarlas, no implica la movilidad de la Tierra, y que quizás el modelo geocéntrico fuera capaz de dar cuenta de ellas.

Sagredo le pide entonces a Salviati que explique ese punto, y éste responde lamentándose, como había hecho antes "su huésped" (Galileo), de las críticas gratuitas que podía recibir su hipótesis tachándola de basarse en una ilusión de los cristales del telescopio, por ejemplo (como de hecho ocurrió).

A continuación, respecto a la posibilidad de describir la variación estacional de las trayectorias de las manchas solares desde el supuesto de la inmovilidad terrestre, explica que sería necesario postular un nuevo movimiento inherente a la esfera del Sol, el de la oscilación de su eje de rotación con respecto a otro eje perpendicular al plano de la Eclíptica (de hecho esto ya había sido postulado por Scheiner en su obra "Rosa Ursina" a la que pertenece la ilustración de la derecha).

Para Salviati resulta excesivo añadir este cuarto movimiento solar a los otros tres necesarios para que el sistema ptolemaico se mantuviese, y reta a Simplicio a que saque el provecho que su juicio le indique. Éste, acorralado, afirma que prefiere mantenerse neutral a la espera de que llegue un tiempo en el que "se nos desvele la mente y se despeje la niebla que la ofusca".

Sagredo, en cambio, se maravilla de que sólo con suponer el movimiento de traslación en la Tierra en lugar de en el Sol, se pueda proporcionar "tan fácil y lúcidamente" la causa tanto de los "caprichos" de los movimientos de las manchas solares, como de las paradas y retrogradaciones de los cinco planetas, sobre las que habían conversado inmediatamente antes,  y considera que estos argumentos son "manifiestamente concluyentes".

Finalmente, Salviati afirma que él no les atribuye el título de concluyentes o no, que sólo pretendía proponer las razones que se podían aducir en defensa de una u otra posición, "dejando a otros la determinación", pero siendo conscientes de que sólo una hipótesis sería correcta, estando la otra equivocada.

De esta forma se demuestra lo prudente que intentaba ser Galileo (en la imagen) al no defender abiertamente la herética postura heliocentrista. Se valió de un personaje supuesto para no defender sus tesis en primera persona, y ni siquiera ese personaje afirmaba que sus argumentos fueran concluyentes. A pesar de todo, finalmente ese esfuerzo resultaría en vano y Galileo acabaría siendo condenado por la Inquisición a arresto domiciliario a perpetuidad y a renunciar públicamente a sus opiniones.

 

CONCLUSIÓN. Una explicación convincente de por qué esos fenómenos solares son una prueba del movimiento de la Tierra.

Este tópico de lo definitivo o no de los argumentos del Diálogo, sigue hoy siendo controvertido. En "Galileo, ciencia y religión", Antonio Beltrán estudia el tema partiendo de las palabras del propio Galileo en el prefacio del Diálogo, donde dice que las experiencias factibles pueden adecuarse indiferentemente "tanto a una Tierra móvil como a una Tierra en reposo" [8].

De hecho, entre los argumentos expuestos en el Diálogo por Galileo para la defensa de la tesis heliocentrista, encontramos algunos falaces, como los basados en el estudio de los vientos alisios, o en el flujo y reflujo de las mareas (que incluso inicialmente iba a ser a lo que se dedicase el libro entero), y encontramos otros que sí son válidos.

Entre los últimos se encuentra el de la variación a lo largo del año de las trayectorias aparentes de las manchas solares. Su estudio es un bonito ejemplo de aplicación del entonces incipiente método científico moderno por parte de Galileo, nos muestra cómo llevaba a cabo sus investigaciones, ya que nunca escribió un tratado de metodología [9]:

 A partir de la recopilación de datos desde la observación, el científico elabora una hipótesis que, luego, intenta comprobar acudiendo de nuevo a la observación (en la imagen, dos telescopios de Galileo conservados en el Museo de Historia de la Ciencia de Florencia).

El rigor del método científico otorga validez a la hipótesis de Galileo, ya que todas las observaciones empíricas realizadas la respaldan, con lo que se considera válida mientras siga siendo así.

Si bien el modelo geocéntrico ptolemaico podría seguir sustentándose, aferrándose a la última defensa de postular un cuarto movimiento solar, esto complicaría hasta tal punto el modelo, que intuitivamente aparecería más como un artificio forzado que como una explicación natural:

  Como nos explica Antonio Beltrán Marí en una de las notas de la edición de Alianza del Diálogo [10],  algunos autores han puesto de relieve que el modelo de Galileo requiere sólo un plano orbital y un único centro, mientras el modelo ptolemaico exigiría para el Sol dos planos orbitales y añadir un segundo centro orbital moviéndose diariamente 47º de norte a sur.

Por esto dice Salviati respecto a esta presuposición "se presenta muy dura y casi imposible para mi intelecto". De esta forma, no solo los hechos observados, sino la mayor coherencia lógica y la mayor simplicidad respaldan la propuesta galileana. 

Hasta aquí hemos visto cómo en esta cuestión participan desde la Geometría y la Astronomía hasta la Filosofía de la Ciencia y la Lógica. También hemos visto que desde todas esas perspectivas la tesis de Galileo sale favorecida:

Por todo eso a nosotros, tanto como al Sagredo del Diálogo , nos parece que esta explicación es convincente y "manifiestamente concluyente".

 

BIBLIOGRAFÍA

He utilizado:

Y vía Internet:


[1] "Diálogo sobre los dos máximos sistemas del mundo ptolemaico y copernicano", Galileo Galilei, traducción y notas de A. Beltrán Marí, Alianza Editorial, Madrid, 1994.

[2] Las manchas solares son zonas que aparecen menos brillantes en el Sol, ya   que su temperatura es inferior a la de la fotosfera que las rodea. Las manchas son el lugar de fuertes campos magnéticos. La causa de las manchas solares   no está clara todavía, pero una posibilidad es que el campo magnético no permita la convección debajo de ellas. Las manchas solares duran desde varios días hasta varios meses. Su número no es constante,   cambia en un período de 11 años conocido como el ciclo solar. La actividad solar está directamente relacionada con este ciclo . Extraído de Windows to the Universe , http://www.windows.ucar.edu/tour/link=/sun/atmosphere/sunspots.sp.html

[3] Aunque de hecho se describen ya en el libro más antiguo de la Humanidad, el "I Ching" chino, y habían sido observadas esporádicamente a lo largo de la Historia desde diversas partes del mundo, no fue hasta la aplicación astronómica del telescopio en la Europa del siglo XVII cuando se inició su estudio sistemático.Extraído de Historia de las manchas solares, http://www.parhelio.com/articulos/artichistoria.html y The Exploratorium, http://www.exploratorium.edu/sunspots/history3.html

[4] Mi agradecimiento a la colaboración de J.Ruiz, de la Agrupación Astronómica Cántabra . Figura extraída de Parhelio, Coordenadas Heliográficas, http://www.parhelio.com/doccoord.html

[5] nota la pie nº 65, en la página 301 del "Diálogo...", Alianza, por A. Beltrán.

[6] en las páginas 302 a 311 de la edición de Alianza (372 a 383 del vol. VII de las Opere ).

[7] Extraído de   http://www.calstatela.edu/faculty/kaniol/a360/galileo_dialogue.htm#day%203  

[8] "la prueba de ello la tenemos en la gama de lecturas distintas que han hecho los historiadores y en las críticas que se dirigen unos a otros", nota 73, pág. 309 del Diálogo de Alianza.

[9] "Galileo, ciencia y religión ", Antonio Beltrán, Paidós, 2001, Barcelona. Capítulo 5.6 "La retórica científica o la ciencia retórica del Diálogo "

[10] El mensaje y el mensajero sideral , Galileo y Kepler, traducción y notas por Carlos Solís, Alianza editorial, Madrid, 1984, pág. 14

[11] En la nota nº 72 de la pág. 309

[12] nota 73, pág. 309 del Diálogo de Alianza.