Entrada nº 15 tema 3-2 Movmntºs aparentes y errores en medidas

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Libro 1–Tema 3  Apdº 2                                                                                  POSICIONES Y MOVIMIENTOS REALES Y APARENTES DE LOS OBJETOS Y ESTRELLAS

Veamos otro serio problema con el que TYCHO BRAHE y otros escrutadores del universo se enfrentaron:

Si observamos una estrella a lo largo de un año (o medio año)  se percibe claramente que dicha estrella no se ve sobre el fondo de la Esfera de Estrellas fijas en la misma posición. Este fenómeno no les pasó desapercibido a los observadores como Tycho. Pero ¿Como era esto posible? Esta Esfera se creía compacta, por tanto, las estrellas estaban inmóviles en ella. Entonces ¿se movían o no? Si era cierto que se movían, se derrumbaba el esquema de las Esferas Fijas. Si no se movían ¿Cómo se explicaba el fenómeno anteriormente descrito?

Más adelante veremos que esto se debe a un efecto visual, que es posible apreciarlo desde La Tierra, si la estrella observada está lo suficientemente cercana como para poder medir el ángulo de visión. No es posible observarlo en estrellas lejanas, ya que el ángulo visual es tan ínfimo, que se necesitarían aparatos extraordinariamente sensibles para percibirlo. N obstante no deja de producirse. Podemos deducir de esto, que algo no cuadra. Si unas estrellas están cerca y otras muy lejos, o bien la esfera es enormemente ancha o no existe, en cuyo caso las estrellas estarían repartidas por todo el universo.

Para resolver este nuevo enigma, manteniendo el esquema admitido hasta ahora de la esfera de estrellas fijas, debemos entender cómo funciona nuestra visión al contemplar imágenes y cómo éstas varían de posición (posiciones aparentes) según el ángulo y situación con que se contemplan. Veámoslo en la siguiente figura:

Figura 3-3

               

 Si el observador está delante de una pantalla, pared o fondo cualquiera y entre medio de ambos, hay un objeto, como ocurre en la vida ordinaria (En este caso una flecha pequeña y otra más grande), el observador las ve proyectado sobre la pantalla o fondo, como si estuviera dibujado sobre ella (objetos aparentes. La flecha marrón o la azul) y además las vemos del mismo tamaño relativo al fondo, a pesar de ser ambos de distinto tamaño. Esto se comprende bien si ponemos un palito delante de los ojos, vemos éste nos tapa toda una parte mucho más alta de la pared de enfrente. Solo la experiencia cotidiana hace que no nos percatemos de este fenómeno. Si nos colocamos a la izquierda del objeto éste lo vemos proyectado a la derecha de la pantalla (objeto aparente marrón). Si lo hacemos a la derecha lo veremos proyectado a la izquierda (Objeto aparente azul). Y si nos movemos de izquierda a derecha, el objeto se mueve de  derecha a izquierda con respecto a la pantalla, (movimiento aparente de la flecha marrón a la azul), pues el objeto real y la pantalla no se mueven (están fijos). El fenómeno es reversible. Si es el observador el que permanece inmóvil, pero lo hacen la pantalla y el objeto, ambos a la vez, sin movimiento relativo de uno respecto al otro, sucede exactamente lo mismo.

Ocurre que la vista percibe ángulos, pero el tamaño real del objeto depende de la distancia a la que estemos. Pude ser pequeño y estar muy cerca o grande y estar lejano y verlos de tamaño aparentemente igual, sobre el fondo. Si no sabemos el tamaño real, no sabremos la distancia y viceversa. Podemos calcularlo someramente de acuerdo con nuestra experiencia, pero geométricamente no es posible.

Nota: Los colores usados en el dibujo, son solo para distinguir las figuras aparentes. No significan color, pues éste será el del objeto que observemos. Si es verde, lo veremos verde etc.

Pues esto mismo ocurre si vemos las estrellas o cualquier objeto en el cielo.

Veamos la Fig 3-4 y reflexionemos sobre ella:

Vemos ahora el mismo fenómeno aplicado a la observación de Las Estrellas. En el ejemplo que utilizaremos en la fig.3-4, la estrella observada se ve proyectada sobre el fondo de la “Supuesta Esfera de Las Estrellas fijas”. Pero su posición depende del punto de observación: A ó B.                                                                                             

De ello podemos deducir que:

a) O bien la estrella se mueve en la esfera, lo cual no es posible de acuerdo con la teoría de La Esfera rígida de Estrellas fijas.

b) O bien la estrella, se encuentra fuera de ella, lo cual tampoco es posible según la misma teoría, pues afirma que todas las estrellas están en dicha esfera.                                      Conclusión:                                                                                                                        La Teoría de la Esfera rígida de estrellas fijas no puede ser cierta.                                   Luego dicha esfera no existe. Hemos destruido un mito.

 NOTA: Se podría objetar también, que Los Planetas Errantes se ven proyectados sobre dicha Esfera, por tanto podría argüirse que pueden estar dentro de ésta, pero ello no es posible, ya que es perfectamente observable desde la tierra, que se mueven sensiblemente respecto a ella en periodos cortos de tiempo y desde el mismo punto de observación en estos distintos períodos de tiempo. Por tanto tienen que estar en otra Esfera Móvil, como ya hemos indicado con anterioridad. De momento, la teoría de las esferas de los planetas se sostiene.  

                                                                                                                                  Volvemos a la observación de las estrellas                                                                              

Los observadores de este tiempo, estando fijos en un punto de La Tierra, considerada ésta fija en el espacio, verían la Esfera del cielo girando a su alrededor, día tras día y mes tras mes hasta completar una circunvalación completa de ésta (1 año). Podríamos medir la distancia de una estrella, intercambiando datos con otros observadores situados en distintos puntos del mapa terrestre (En el dibujo 3-4: Punto A y punto B) en la misma fecha y hora.  Esto no presentaba inconveniente en aquellos tiempos en que en La Tierra ya se podían medir muy bien las Latitudes  y Longitudes de cualquier  punto de ella. El gran inconveniente era que, dadas las enorme distancia de las estrellas, el ángulo que se podía medir era, según este método, demasiado pequeño para los aparatos de entonces.

 Por ello, las distancias de la figura anterior 3-4 eran sencillamente imposibles de medir. Pero Tycho y otros geocentristas como él, midieron algunas. Entonces:                 ¿Cómo Tycho y otros, midieron algunas distancias si no parecía posible hacerlo?”   Por supuesto, que dichas mediciones, que parecían perfectas, no lo eran.        

Veamos por qué.

En este tiempo, se produjo una gran revolución científica, que ni Tycho ni otros muchos querían admitir. Copérnico y otros, afirmaron que la Tierra no estaba fija, sino que giraba en órbitas circulares alrededor del sol. A esta órbita se le llamó “eclíptica”. También los planetas giraban alrededor del Sol y no alrededor de la tierra.

Teníamos pues un nuevo modelo de Universo, que tardó mucho tiempo en ser aceptado y que incluso costó la vida o el oprobio de los que así lo admitían. Para ellos, el sistema de Ptolomeo,  seguía siendo el modelo perfecto.

Veámoslo en la Fig: 3-4a   

Fig.3-4a

                                                                                                                                                       La eclíptica era  enormemente más amplia que las medidas terrestres. Siendo así, ya era posible medir el ángulo de una determinada estrella desde distancias mucho más grandes con los aparatos de entonces, Ya podíamos tener un ángulo de observación suficiente para ser medido.  Aun así, esto solo era, entonces,  posible con las estrellas más cercanas a La Tierra.                                                                                                                  Iremos aclarando todo esto en las sucesivas imágenes. Para ello debemos  comprender el término “Paralaje”, ya desarrollado por Tycho y aplicado, pero  solo a la medida de astros cercanos (Luna-Sol-Planetas y estrellas muy cercanas). Tycho hacía los cálculos, basándose en ángulos y distancias terrestres, considerando la tierra fija. Esto era lo que creía, pero en realidad estaba midiendo distancias orbitales, sin saberlo.

Paralaje de una estrella (o astro) es el ángulo que medimos observando la estrella (o astro) con respecto a la horizontal terrestre.                                                                                                                                                                                                             Cualquier distancia medida en la tierra era considerablemente inferior a cualquiera tomada en la eclíptica.                                                                                                       La Tierra tiene 12.742 Km de diámetro. El de su órbita es de unos 300.000 Km. Las diferencias de obsrvación eran pues muy notables, dando lugar a los errores antedichos.

Veámoslo en la Fig.: 3-5

Hechos los complejos cálculos que el tema requería, resultaba que, las distancias medidas por Tycho y los geocentristas, eran 40.000 veces más pequeñas que las calculadas respecto a una tierra en órbita. Tycho Brahe, nunca quiso admitir que el nuevo Universo (coperniquiano-heliocentrista) era 40.000 veces mayor que el suyo.

Para darnos una somera idea de ello, superponemos ambos casos en una misma figura. Se trata de un simple esquema, no riguroso, que nos ayuda a entender este fenómeno.

Veamos la Figura: 3-6

  

En esta figura vemos como varía la distancia de la misma estrella, según se considere la tierra fija en el universo, o en órbita, tal como sucede, alrededor del sol.

Fin Tema 3-Aptdº 2     del: ensayocosmologico.blogspot.com – bayodjose@gmail.com

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Entrada 14 blog-Tema 3-1 Tycho Brahe

LIBRO 1  -TEMA- 3               -Aptdº. 1    - TEORÍA GEO-HELIOCÉNTRICA – TICHO BRAHE

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Llegados a este punto, las observaciones se irían ampliando en todas las culturas y a través de grandes observadores del Universo que fueron haciendo tablas de medidas cada vez más completas y exactas. Muchos serían los que contribuirían a esta gigantesca obra y desafío científico-tecnológico.

Entre todos ellos destacaron grandes iluminados cuya contribución al desarrollo no solo sería aportar más y mejores datos sobre lo ya estudiado, sino que sus descubrimientos supondrían un “salto de gigante” para el avance de estos conocimientos.
En este capítulo nos vamos a ceñir principalmente a un gran observador, apasionado por la Cosmología, que aportaría a sus contemporáneos tablas de datos tan perfectas, que revolucionarían los conceptos (esquemas e hipótesis sobre El Universo) dados como indiscutibles hasta entonces.

Se trata de Tycho Brahe (1546-1601), noble danés del más alto linaje real después del Rey. Sus inmensas riquezas, su desapego a la vida de cortesano en La Alta Nobleza (Apenas vivió en La Corte), su gran pasión por medir los Cielos y sus contactos con otros sabios de la época, proporcionarían las Tablas del Movimiento de Los Astros más perfectas  logradas hasta entonces. (1*)

(1*) No podemos decir lo mismo respecto a las distancias de los astros y sus tamaños. Veremos enseguida el porqué de esto.

Hombre soberbio, vanidoso y glotón. Implacable con sus inferiores y servil con los poderosos, aunque a veces, su pasión por la Cosmología le hacía incluso menospreciar a estos últimos cuando no reconocían la importancia de sus trabajos, tachándolos de brutos ignorantes. Hombre sin escrúpulos, no tuvo  inconveniente en apropiarse de forma poco ética de los descubrimientos de otros astrónomos (Cartas Astronómicas) que en sus escritos incluyó como suyas. Por contra, él jamás compartió con nadie sus conocimientos. Este poco ejemplar carácter, le hizo ser odiado por muchos y querido por casi nadie. Despreciaba y descalificaba a los grandes estudiosos  de su época. Se consideraba, no solo “El Mejor” de todos los astrónomos, geómetras y calculista de los Cielos, sino también “El Único”. Esto le supuso no aceptar las modernas teorías sobre El Helio-Centrismo que ya se estaba forjando con solidez y paradójicamente, con sus propias tablas (Mejores que las de Copérnico o cualquier otro de su época).”Poseía un gran tesoro, pero no supo que hacer con el”. Otros sabrían aprovecharlo.

A pesar de su soberbia, era considerado como el Rey de Los Cielos (no sin razón, dadas sus excelentes mediciones e intuiciones). Pero no era e único. Entre los grandes genios, había otro Rey de Los Cielos, considerado así unánimemente (sin menosprecio de Tycho). Me estoy refiriendo a Copérnico.

Tycho tenía conocimiento de los trabajos de éste y de su gran reputación, por lo que lo odiaba sin conocerlo. No podía asumir que hubiera otro “tan grande” como él. Tanto le cegaba el odio que le provocaba la soberbia, que nunca quiso admitir, aunque todas observaciones  iban apuntando a esto, que la Tierra no estaba fija, sino que giraba alrededor del Sol, al igual que los Planetas. Solo La Luna giraba alrededor de La Tierra. Ésta y los planetas lo hacían en “órbitas perfectamente circulares”. Así debía de ser, por la creencia, tan arraigada y común entonces, de que La perfección de Dios se debía de corresponder con La de Su Creación (Nuestro Universo). La circunferencia (Ya desde Aristóteles) era, en este caso, esa figura perfecta. (En esto también Copérnico erró. Veremos si voluntariamente o no).

Mucho habrían de cambiar en breve espacio de tiempo estos conceptos, al entrar en la Era del Universo  Helio-Céntrico (1ª gran revolución Coperniquiana), que Tycho nunca aceptó. De aceptar esta nueva mecánica celeste, el Universo así como las distancias de Los Planetas y las Estrellas a La Tierra y sus tamaños, deberían de ser 40.000 veces mayores que las medidas hechas por Él (*). Veía en esto unas asimetrías que no podía ni quería aceptar. Sus medidas, creía, eran perfectas).

(*) Explicaremos en siguiente apartado el porqué cayó en este error.

En el esquema de Tycho había un serio problema que le causaba gran perturbación Metafísica-Teológica-Moral. Este era el de Las Trayectorias Erráticas de Los Planetas, con sus movimientos tanto hacia la derecha como hacia la izquierda (de este a oeste y viceversa). Esto no encajaba en su concepción de La Perfección biunívoca, Dios-Universo antes citada.

Si hubiese aceptado el esquema Coperniquiano, este problema le hubiera quedado solucionado, pues al girar La Tierra y los Planetas alrededor del Sol, estos (los planetas) se verían desde la Tierra ir unas veces hacia el este y otras hacia el oeste, en su giro de ida y vuelta alrededor de su órbita. Pero no lo aceptó.

Tubo noticias de un Astrónomo alemán-Paul Wittich- que preconizaba un nuevo esquema del Universo llamado Helio-Geocéntrico, según el cual, los planetas giraban alrededor del Sol en órbitas circulares y éste con sus Planetas giraba alrededor de La Tierra también en órbita circular. Con este nuevo esquema, se explicaban perfectamente los movimientos erráticos de los planetas y el problema quedaba resuelto.

Fig. 3-1

Aceptó de inmediato esta teoría, pues no contradecía a la suya (como sí lo hacía La Coperniquiana). La perfección de Dios y su Universo volvían a encajar en su esquema.                                                                                                                           ¡¡ Que descanso debió de ser para él !!

Tycho invitó a Wittich a trabajar con él, que aceptó la invitación, dada la fama de este gran maestro.

En tres meses, sonsacó a Wittich todos sus conocimientos, pero se cuidó mucho de que éste no supiera nada de los suyos. Pasado este tiempo, Wittich se percató del engaño y regresó a Alemania, donde murió en la miseria y olvidado por La Comunidad Científica

Además de Tycho, también se hablaba mucho en Europa de las excelentes, por su amplitud y perfección, Tablas Astronómicas de Copérnico, llamadas Tablas Coperniquianas,  Prusianas ó Prutínicas. En uno de sus muchos viajes a Alemania, Tycho, mediante el soborno  y a un precio astronómico (nunca mejor dicho) se apropió de los originales de estas tablas. Entonces  reconoció que estaba delante de un verdadero Genio, de los que salen uno cada cientos de años, si bien las tablas de Tycho eran más perfectas por las razones que exponemos a continuación.

La gran riqueza y el ingenio de Tycho, le permitieron inventar y construir aparatos cuyas dimensiones, precisión, construcción de Observatorios en lugares estratégicos de observación etc. le hicieron posible conseguir  exactitudes de medición nunca logradas hasta entonces. De él surgieron los modernos aparatos, cuya precisión y posibilidades, superaban en mucho a todos los existentes hasta entonces, tales como: Cuadrantes  Acimutales (medición de ángulos en la horizontal)-Sextantes  Cenitales (ángulos en la vertical)-Reglas largas y de gran precisión-y su obra cumbre: un Círculo Azimutal dividido en 3.600 partes, es decir 1´´ (1 segundo de grado). En las medidas cenitales consiguió con sus cuadrantes/sextantes  (1/2)` (medio minuto de grado) de precisión. También construyó complicados mecanismos, como Esferas Celestes, que reproducían los movimientos de Los Astros. Par ello utilizó  toda clase de ingeniosos artilugios mecánicos: palancas, levas, resortes, engranajes etc.

Las dimensiones y excelentes materiales (bronce-latón…) de estos instrumentos de medición le permitían hacer divisiones de tal exactitud.

Un prejuicio estúpido, le impidió aprovechar el “Gran Invento” de este tiempo, que le hubiera proporcionado todavía avanzar mucho más en su carrera. Se trata de: “El Telescopio”.  Veamos porqué:

Tuvo noticia de que en Alemania, Holanda y España había personas que se ponían unos cristales delante de los ojos que les permitía ver mucho mejor. Les llamaban “quevedos”  (Palabra proveniente del gran escritor español Quevedo, que ya los usaba). Estos cristales aumentaban la imagen observada a través de ellos. Pero existía en Europa el prejuicio de que estas personas  y dicho invento procedían del diablo. Así pensaba también Tycho,  que era un gran creyente (a pesar de todo lo negativo dicho de él). De no haber sido por esto, no sabemos a donde hubiera llegado el ingenio de éste. De la posibilidad de construir cristales (lentes) que aumentaban la imagen, a la invención del Telescopio (Galileo), no había más que un

pequeño paso. Pero sigamos….

Construyó un gigantesco edificio en la Isla de Haven-Estrecho de Sund (Dinamarca) con estancias para invitados, servidumbre y todo tipo de lujos. Más bien era una ciudad que una mansión. La llamó “VENUSIA”. Desde allí, con un cielo cristalino, limpio y noches muy largas,    podía dedicarse a su pasión por completo. El observatorio estaba bajo tierra. Era de forma tetraédrica (cúbica) y en la pared de observación había ranuras semicirculares con correderas y todo tipo de artilugios, que le permitían seguir con exactitud los movimientos de los astros. Veamos un simple esquema de su fundamento en la figura 3-2.

FIG.3-2

                                                                                                                                        Así pudo confeccionar estas Tablas Celestes tan perfectas y completas, a las que sorprendentemente llamó:”Tablas Rodolfinas”. (Es curioso que con su vanidad no les pusiera su propio nombre).                                                                                                                                                                                                                                           Este título lo puso en reconocimiento del Rey Rodolfo II de Habsburgo que fué        su benefactor.

Hemos visto antes, que el problema de Los Planetas Errantes le supuso a Tycho  perturbaciones Teológico-morales, que quedaron resueltas con el Esquema de Paul Wittich de La Teoría Helio-Geo-Céntrica. Pero no sería este el único problema de esta índole al que se enfrentaría Tycho.

Fin tema 3- aptdº 1 – Ensayocosmologico.blogspot.com 

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Continuará en siguientes apartados donde afrontaremos otros problemas y sus 

soluciones, relacionados  con todo lo anterior.