los primeros años del siglo XVII, Johannes Kepler argumentó que el universo contenía miles de cuerpos poderosos, cuerpos tan enormes que podían ser universos. Estos cuerpos gigantes, dijo Kepler, testificaron sobre el inmenso poder de un Dios Creador omnipotente, así como sobre sus gustos personales. Los cuerpos gigantes eran las estrellas, y estaban dispuestas alrededor del sol, el cuerpo central relativamente pequeño del universo, orbitado por su séquito de planetas aún más pequeños.
Esta extraña visión del universo sostenida por Kepler, el innovador astrónomo que preparó el escenario para Isaac Newton y el advenimiento de la física moderna liberando la astronomía de los círculos perfectos de Aristóteles y resolviendo la naturaleza elíptica del movimiento orbital, fue sostenida por un número de los primeros partidarios de Nicolaus Copernicus y su teoría heliocéntrica («centrada en el sol»). La visión de Kepler era la opinión de que las observaciones científicas repetibles de las estrellas y el riguroso análisis matemático de los datos obtenidos de esas observaciones exigían. También fue el talón de Aquiles de la teoría copernicana. Los astrónomos que sostuvieron que la Tierra se sienta inmóvil, en el centro del universo, atacaron las estrellas gigantes como un absurdo, inventado por los copernicanos para hacer que su teoría de mascotas se ajuste a los datos.
Eso es desafortunado. La historia de Kepler y las estrellas gigantes ilustra un fuerte dinamismo presente en la ciencia desde su mismo nacimiento. Ese dinamismo contrasta con los cuentos usuales que se nos cuenta sobre el nacimiento de la ciencia, historias que retratan los debates en torno a la teoría copernicana como ocasiones en que la ciencia fue reprimida por poderosos y arraigados establecimientos. Las historias de supresión científica, en lugar de dinamismo científico, no han servido bien a la ciencia. La historia de las estrellas gigantes sí.
Johannes Kepler expuso sus ideas sobre estrellas gigantes en un libro que escribió en 1606 llamado De Stella Nova o On the New Star . El libro era sobre una nova , una nueva estrella que apareció por un tiempo en el cielo en 1604. Según Kepler, la nova superó a todas las otras estrellas, rivalizando incluso con Sirius, la más brillante de todas las estrellas que adornan regularmente el cielo nocturno . En On the New Star , Kepler abordó el tamaño de la nova, y concluyó que su circunferencia excedía sustancialmente la de la órbita de Saturno (el planeta más distante conocido en ese momento). Sirius era igualmente enorme, e incluso las estrellas más pequeñas eran más grandes que la órbita de la Tierra.
Las estrellas eran, de hecho, del tamaño de universos. El antiguo jefe de Kepler, Tycho Brahe, había propuesto una teoría del universo que tomó prestado de Copérnico, pero que mantuvo a la Tierra fija en su lugar en el centro del universo. Antes de su muerte en 1601, Brahe había sido la «Gran Ciencia» de su época, con un gran observatorio, los mejores instrumentos, muchos asistentes de primer nivel (como Kepler), su propia operación editorial y mucho dinero. El sol, la luna y las estrellas rodeaban la Tierra inmóvil en la teoría geocéntrica («centrada en la Tierra») de Brahe, mientras que los planetas daban vueltas alrededor del sol. Las estrellas estaban ubicadas justo más allá de Saturno, marcando el borde del universo observable. Los tamaños de Kepler para la nova y Sirius eran más grandes que el universo entero de Brahe, mientras que sus tamaños para muchas otras estrellas eran comparables a tal universo.
Un astrónomo que creía en Copérnico y creía en las matemáticas simplemente tenía que creer que todas las estrellas eran enormes.
¿Por qué Kepler diría que las estrellas eran del tamaño de un universo? Porque los datos decían que lo eran, al menos si la teoría heliocéntrica era correcta. En esa teoría, la Tierra gira alrededor del sol cada año. Entonces, si en algún momento del año se mueve hacia una cierta estrella, seis meses después se alejará de esa misma estrella. Podríamos esperar ver algunas estrellas cada vez más brillantes a lo largo de la primavera debido a que la Tierra se acerca a ellas, y luego a oscurecerse durante el otoño. Hay un nombre para este tipo de efecto: paralaje. Pero nadie podía ver ninguna paralaje. Copérnico tuvo una explicación para esto: la órbita de la Tierra debe ser como un punto diminuto en comparación con la distancia a las estrellas. La órbita de la Tierra era de un tamaño insignificante con respecto a las estrellas, y el movimiento de la Tierra era de un efecto insignificante. Como dijo Copérnico, «que no haya tales apariencias [de paralaje] entre las estrellas fijas, argumenta que están a una inmensa altura de distancia, lo que hace que el círculo del movimiento anual [de la Tierra] o su imagen desaparezca».
Un problema radica en este tamaño insignificante y la distancia inmensa. Las personas que tienen buena visión y miran hacia el cielo verán las estrellas como pequeños puntos redondos, con tamaños aparentes pequeños pero mensurables. Los astrónomos que datan de Ptolomeo durante el siglo II habían determinado que los puntos estrella más prominentes miden en algún lugar en el rango de una décima a una vigésima parte del diámetro que la luna redonda parece ser. En On the New Star, Kepler dijo que las estrellas brillantes miden una décima parte del diámetro de la luna, Sirius un poco más. El problema es que una estrella que aparece un décimo del diámetro de la luna cuando se ve en el cielo sería un décimo del verdadero diámetro físico de la luna solo si estuviera a la misma distancia de nosotros que la luna. Pero las estrellas son más distantes que la luna. Si esa estrella estuviera 10 veces más distante que la luna, su tamaño real sería el mismo que el de la luna; solo aparecería una décima parte del tamaño de la luna debido a una mayor distancia. Si esa estrella fuera 100 veces más distante, su diámetro real sería 100 veces mayor que el de la luna. Si estuviera mil veces más lejos que la luna, su tamaño real sería 1.000 veces mayor.
¿Y si esa estrella, que parece ser un décimo del diámetro de la luna, estuviera a la distancia requerida por la teoría copernicana para que no haya paralaje detectable? Esa estrella sería, dijo Kepler, tan grande como la órbita de Saturno. Y cada última estrella visible en el cielo sería al menos tan grande como la órbita de la Tierra. Incluso las estrellas más pequeñas serían órdenes de magnitud más grandes que el sol. Esto puede parecernos extraño hoy, porque sabemos ahora que las estrellas vienen en muchos tamaños, y aunque unas pocas son más grandes que la órbita de la Tierra (la estrella Betelgeuse en Orión es un ejemplo prominente), la gran mayoría son «enanas rojas» que son ampliamente superados por el sol. Sin embargo, en el tiempo de Kepler, esta era una simple cuestión de observación, medición y matemática: el material ordinario de la ciencia. Un astrónomo de la época que creía en Copérnico, creía que los datos de medición, y las matemáticas creían, simplemente tenían que creer que todas las estrellas eran enormes. (Más sobre dónde salieron mal, en un momento).
El caso de las estrellas gigantes era tan sólido que los detalles sobre las medidas de ellos no importaban. Johann Georg Locher y su mentor Christoph Scheiner resumirían perfectamente el problema de las estrellas gigantes en su libro de astronomía de 1614 Disquisitiones Mathematicae o Disquisiciones Matemáticas . Escribieron que en la teoría copernicana, la órbita de la Tierra es como un punto dentro del universo de las estrellas; pero las estrellas, que tienen tamaños medibles, son más grandes que puntos; por lo tanto, en un universo copernicano, cada estrella debe ser más grande que la órbita de la Tierra y, por supuesto, mucho más grande que el sol mismo.
No debería sorprendernos que la gente vea en la oscuridad científica la mano de los establecimientos conspirativos.
Debido a las estrellas gigantes, Locher y Scheiner rechazaron la teoría copernicana y respaldaron la teoría de Brahe. Esa teoría era compatible con los últimos descubrimientos telescópicos, como las fases de Venus que lo mostraban para rodear el sol. En la teoría de Brahe, las estrellas no estaban tan lejos, justo después de Saturno. Un astrónomo en la época de Kepler que creía en Brahe, creía en los datos de medición y creía en las matemáticas, no tenía por qué creer que las estrellas eran enormes. (Brahe calculó que variaban en tamaño entre los planetas más grandes y el sol). Locher y Scheiner no estaban solos: para muchos astrónomos, incluido Brahe, que planteó el problema por primera vez, las estrellas gigantes eran demasiado.
Pero Kepler no tuvo problemas con las estrellas gigantes. Para él, formaban parte de la estructura general del universo; y Kepler, que vio elipsis en órbitas y sólidos platónicos en la disposición de los planetas, siempre estuvo atento a la estructura. Vio las estrellas gigantes como una ilustración del poder de Dios y de la intención de Dios de unir el universo. Al hablar sobre las partes del universo -las estrellas, el sistema solar (el sistema de los «bienes muebles», como lo llama Kepler) y la Tierra- las palabras de On the New Star se elevan casi al nivel de la poesía, incluso en traducción.
Donde la magnitud aumenta, allí la perfección disminuye, y la nobleza sigue a la disminución a granel. La esfera de las estrellas fijas según Copérnico es sin duda la más grande; pero es inerte, sin movimiento. El universo de los bienes muebles es el siguiente. Ahora esto, mucho más pequeño, mucho más divino, ha aceptado ese movimiento tan admirable y tan bien ordenado. Sin embargo, ese lugar no contiene facultad de animación, ni razona, ni corre. Va, siempre que se mueva. No se ha desarrollado, pero conserva lo que le impresionó desde el principio. Lo que no es, nunca lo será. Lo que es, no está hecho por él, lo mismo perdura, como fue construido. Luego viene esta nuestra pequeña pelota, la casita de todos nosotros, que llamamos la Tierra: el útero del crecimiento, ella misma formada por una cierta facultad interna. El arquitecto del trabajo maravilloso, ella enciende a diario tantas pequeñas cosas vivientes de sí misma -plantas, peces, insectos- ya que fácilmente puede despreciar el resto del bulto a la vista de su nobleza. Por último, mira si quieres los pequeños cuerpos que llamamos los animales. ¿Qué más pequeño que estos es capaz de imaginarse en comparación con el universo? Pero ahora hay sentimientos y movimientos voluntarios: una arquitectura infinita de cuerpos. He aquí, si quieres, entre esos, estos finos trozos de polvo, que se llaman Hombres; a quienes el Creador les ha concedido tal, que de cierta manera pueden engendrarse a sí mismos, vestirse, armarse, aprenderse a sí mismos una infinidad de artes y lograr el bien a diario; en quien está la imagen de Dios; que son, en cierto modo, señores de todo el grueso. ¿Y qué es para nosotros, que el cuerpo del universo tiene para sí mismo una gran amplitud, mientras que el alma carece de uno? Por lo tanto, podemos aprender bien el placer del Creador, que es autor de la rudeza de las grandes masas y de la perfección de los pequeños. Sin embargo, no se gloría a granel, sino que enaltece aquellos que ha querido que sean pequeños.
Al final, a través de estos intervalos de la Tierra al Sol, del Sol a Saturno, de Saturno a las estrellas fijas, podemos aprender gradualmente a ascender para reconocer la inmensidad del poder divino.
Otros copernicanos compartieron las opiniones de Kepler. Copérnicos como Thomas Digges, Christoph Rothmann y Philips Lansbergen, hablaron de las estrellas gigantes en términos del poder de Dios, o el palacio de Dios, o el palacio de los Ángeles, o incluso los propios guerreros de Dios. Y el propio Copérnico había invocado el poder de Dios al hablar de las inmensas distancias de las estrellas, señalando «cuán extremadamente fino es el trabajo divino del Mejor y más grande artista».
Los anti-copernicanos no fueron persuadidos. Locher y Scheiner notaron que los «secuaces» de Copérnico no negaban que las estrellas tuvieran que ser gigantes en un universo copernicano. «En cambio», escribieron los dos astrónomos, «continúan sobre cómo a partir de esto todos pueden percibir mejor la majestad del Creador», una idea que denominaron «risible». Un astrónomo anticopernicano, Giovanni Battista Riccioli, escribió que llamando el poder divino para apoyar una teoría «no puede satisfacer a los hombres más prudentes». Otro, Peter Crüger, con respecto al tamaño de las estrellas, comentó: «No entiendo cómo puede sobrevivir el Sistema del Universo pitagórico o copernicano».
Las historias de supresión científica, en lugar de dinamismo científico, no han servido bien a la ciencia.
Los anti-copernicanos no fueron solo el Partido del No. Locher y Scheiner informaron descubrimientos telescópicos. Instaron a los astrónomos a participar en programas de observaciones telescópicas sistemáticas para usar eclipses de las lunas de Júpiter para medir la distancia a Júpiter y para usar los «asistentes» de Saturno (aún no entendidos como anillos) para explorar el movimiento de Saturno. Resolvieron una explicación de cómo la Tierra podría orbitar el Sol: cayendo continuamente hacia él, del mismo modo que una bola de hierro podría caer continuamente hacia la Tierra. (Esta idea surgió décadas antes del nacimiento de Newton, quien nos daría nuestra explicación moderna de que una órbita es una especie de caída, y quién explicaría las órbitas por medio de una bala de cañón disparada desde la cima de una montaña. ) También investigaron la cuestión de cómo cualquier rotación de la Tierra podría influir en las trayectorias de los cuerpos que caen y los proyectiles. De hecho, otros anti-copernicanos del siglo XVII como Riccioli desarrollarían más esta idea, teorizando sobre lo que hoy llamamos el «Efecto Coriolis» (que lleva el nombre del científico que lo describió en el siglo XIX) y argumentando que la ausencia de tal efecto fue otra evidencia que indica que la Tierra, de hecho, no se mueve.
Cuando aprendimos en la escuela sobre la Revolución Copernicana, no escuchamos acerca de los argumentos que involucraban el tamaño de las estrellas y el Efecto Coriolis. Escuchamos una historia mucho menos científicamente dinámica, en la que científicos como Kepler lucharon para ver ideas científicamente correctas triunfar sobre establecimientos poderosos, atrincherados y recalcitrantes. Hoy, a pesar de los avances en tecnología y conocimiento, la ciencia se enfrenta al rechazo de aquellos que afirman que está plagada de engaños, conspiraciones o supresión de datos por parte de poderosos establecimientos.
Pero la historia de la revolución copernicana muestra que la ciencia fue, desde su nacimiento, un proceso dinámico, con buenos puntos y puntos negativos en ambos lados del debate. No fue hasta décadas después de On the New Star de Kepler y Disquisiciones Matemáticas de Locher y Scheiner que los astrónomos comenzaron a encontrar pruebas que sugerían que los tamaños de estrellas que estaban midiendo, ya sea con el ojo o con telescopios tempranos, eran un efecto óptico espurio, y que las estrellas No es necesario que sea tan grande en un universo copernicano.
Cuando la historia habitual de la Revolución Copernicana presenta descubrimientos claros, con la oposición de poderosos establecimientos, no debería sorprendernos que algunas personas esperen que la ciencia produzca respuestas y descubrimientos rápidos y claros, y vean en la oscuridad científica la mano de los establecimientos conspirativos. Todos podríamos tener una expectativa más realista del funcionamiento de la ciencia si en cambio aprendiéramos que la Revolución Copernicana presentaba un toma y daca científico dinámico, con actores inteligentes en ambos lados, y con descubrimientos y avances que entran y salen y que a veces conducen a la ceguera callejones como las estrellas gigantes de Kepler. Cuando comprendemos que la simple cuestión de si la Tierra se movió planteó problemas científicamente desafiantes durante mucho tiempo, incluso frente a nuevas ideas y nuevos instrumentos,
Christopher M. Graney es el autor de Mathematical Disquisitions: The Booklet of Theses Immortalized by Galileo, una traducción de la obra latina original de Locher y Scheiner. Alienta el apoyo a las humanidades, porque la ciencia necesita latinistas e historiadores que puedan hacer un mejor trabajo de traducción y análisis de las primeras obras científicas de lo que él, un físico, puede hacer.
