Introducción Pensamiento
Al Científico
Modulo numero dos: Una historia de las teorías
cosmológicas
COSMOLOGÍAS ANTIGUAS
GEOCENTRISMO
Cosmología de Aristóteles
- Conjunto de esferas concéntricas, entre ellas hay una sustancia que se llama “éter”.
- Universo finito, no hay nada más allá del sistema que conocemos y los 8 planetas que lo conforman
(Tierra, Mercurio, Venus, Marte, Júpiter, Saturno, el Sol y la Luna (considerada un planeta).
- No existe el vacío. En el universo solo hay espacios con materia. El universo es cualitativo.
- Universo dividido en región sublunar y supralunar.
- Cada región tiene movimientos naturales diferentes.
- La Tierra está inmóvil en el centro del Universo.
- Los movimientos de los cuerpos celestes son circulares.
- No hay esferas planetarias.
- Existencia eterna del universo.
Física aristotélica
Hay diferencias entre lo que ocurre por debajo de la esfera de la Luna y lo que ocurre fuera y sobre ella.
Hay una física sublunar (hacia adentro y no incluye a la Luna) y una física celeste (hacia afuera).
1
,- En el mundo celeste no hay cambios, no varía el movimiento de los astros ni se producen
modificaciones en los astros mismos.
- Dentro de la esfera sublunar, sí hay cambios tales como tormentas, terremotos, plantas que
crecen o personas que caminan.
- Para Aristóteles no existe el vacío en el universo. Por ejemplo, existe una sustancia llamada éter
que llena toda la región supralunar.
La teoría Aristotélica del universo, no lograba enmendar el enigma de las predicciones sobre la ubicación
de los planetas en distintas épocas del año.
En el siglo II, Ptolomeo genera el “sistema tolemaico”: pone a los planetas describiendo órbitas
circulares alrededor de la Tierra. Pero no funciona por la retrogradación de los planetas. Se ve que
algunos planetas, en cierto lapso dejan de avanzar sobre la órbita prevista y retroceden un poco, luego
retoman su movimiento original. De acuerdo con la teoría, esto no debería ocurrir. Los planetas
deberían avanzar uniformemente.
¿Qué modificación/es introduce Ptolomeo para resolver el problema de la retrogradación de los
planetas?
Ptolomeo introduce los epiciclos. Describe que c/planeta describe una órbita circular cuyo centro, a su
vez, recorre una circunferencia alrededor de la Tierra. Así, resolvió el problema de los planetas. Pero
ésta teoría necesitó modificaciones periódicas con el tiempo.
El problema de los planetas
Se trata del enigma que generaba el poder describir el movimiento de los astros en el cielo. La
cosmología geocéntrica no logró solucionar este enigma ni con la hipótesis del movimiento circular de
los planetas.
COSMOLOGÍAS MODERNAS
HELOCENTRISMO
Hipótesis de Copérnico
El Sol es el centro del universo y que los planetas describen órbitas circulares alrededor de él. La Tierra
es un planeta más que se traslada alrededor del Sol y rota sobre sí mismo. Copérnico también plantea un
universo finito, en su teoría no existía vacío ni materia infinita.
2
,El primer problema fue que los cálculos hechos para las posiciones de los planetas no coincidían con las
observaciones mejor que el de Ptolomeo. Para aportar a la certeza de la teoría de Copérnico, Kepler
sostuvo que las órbitas de los planetas alrededor del Sol no eran circulares sino elípticas.
El segundo problema era que el ángulo de paralaje estelar que se observaba era de cero grados. La
realidad es que no disponían de la tecnología requerida para hacer tales mediciones, solo contaban con
el ojo humano.
Problema del ángulo de paralaje cero
Si la Tierra describe un movimiento circular (o elíptico) anual alrededor del Sol y se observa una estrella,
cuando la Tierra está en el extremo opuesto de su órbita la dirección de observación de esa misma
estrella no debería ser la misma ya que la Tierra cambió de posición. Entre ambas direcciones de
observación debería formarse un cierto ángulo llamado “ángulo de paralaje estelar”. Sin embargo,
cuando los astrónomos de la época medían ese ángulo registraban siempre el mismo valor, cero grados.
Se sostuvo en aquella época que no detectaban el ángulo de paralaje por ser la distancia a las estrellas
muy grande comparada con el diámetro de la órbita terrestre.
¿Qué problemas generó en la teoría de Copérnico seguir sosteniendo la física de Aristóteles?
Uno de los problemas está relacionado con la idea aristotélica de que los cuerpos pesados caen
naturalmente hacia el centro de la Tierra. Todo desplazamiento lateral es forzado y necesita de un
impulso ejercido por contacto. Al arrojar una piedra desde una torre, se observa que cae verticalmente y
esto coincide con la teoría aristotélica. Sin embargo, de acuerdo con Copérnico, la tierra rota y se
desplaza alrededor del sol. Al arrojar la piedra, esta no está en contacto con ninguna superficie, por lo
que no debería desplazarse lateralmente. Pero si esto fuera así, la torre se desplazaría con la Tierra y la
piedra no. Como consecuencia, la piedra no debería caer verticalmente en la base de la torre. Esto
muestra que no pueden aceptarse simultáneamente la idea de Copérnico del movimiento terrestre y la
física de Aristóteles.
Cosmología de Newton
-Universo infinito
- Hay regiones vacías
- No hay distinción entre regiones del universo
- Las leyes del movimiento son iguales en todo el universo
- La Tierra gira alrededor del Sol. No hay centro del universo. Los planetas describen órbitas elípticas
alrededor del Sol, pero él no es el centro del universo. Es el centro de nuestro sistema solar, lo que
admite la posibilidad de encontrar en el universo otros sistemas solares con sus respectivos soles.
- Los movimientos de los cuerpos celestes obedecen la ley de gravitación universal.
3
, -Newton creía en la creación del universo en un momento determinado.
COSMOLOGÍAS ACTUALES
Big bang
-Universo en expansión.
-Tiene origen temporal.
-La densidad de la materia es variable en el tiempo por la expansión.
-Predice la radiación del fondo cósmico.
-Efecto Doppler: los cuerpos celestes se alejan unos de otros, en el pasado estaban + cerca.
-Evidencias observacionales le dieron respaldo empírico a la hipótesis de la gran explosión:
-La radiación de fondo cósmico detectada por Penzias y Wilson
- La detección de las inhomogeneidades de la radiación de fondo detectadas por COBE.
Universo estacionario
-Universo en expansión y creador de materia.
-No tiene origen temporal.
-La densidad de la materia permanece constante.
-No queda explicada la radiación del fondo cósmico.
-Evidencias observacionales que le dieron respaldo empírico: El corrimiento hacia el rojo observado en la
radiación emitida por las galaxias.
DE LA CIENCIA ANTIGUA A LA MODERNA
“Cosmos” = orden
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Al Científico
Modulo numero dos: Una historia de las teorías
cosmológicas
COSMOLOGÍAS ANTIGUAS
GEOCENTRISMO
Cosmología de Aristóteles
- Conjunto de esferas concéntricas, entre ellas hay una sustancia que se llama “éter”.
- Universo finito, no hay nada más allá del sistema que conocemos y los 8 planetas que lo conforman
(Tierra, Mercurio, Venus, Marte, Júpiter, Saturno, el Sol y la Luna (considerada un planeta).
- No existe el vacío. En el universo solo hay espacios con materia. El universo es cualitativo.
- Universo dividido en región sublunar y supralunar.
- Cada región tiene movimientos naturales diferentes.
- La Tierra está inmóvil en el centro del Universo.
- Los movimientos de los cuerpos celestes son circulares.
- No hay esferas planetarias.
- Existencia eterna del universo.
Física aristotélica
Hay diferencias entre lo que ocurre por debajo de la esfera de la Luna y lo que ocurre fuera y sobre ella.
Hay una física sublunar (hacia adentro y no incluye a la Luna) y una física celeste (hacia afuera).
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,- En el mundo celeste no hay cambios, no varía el movimiento de los astros ni se producen
modificaciones en los astros mismos.
- Dentro de la esfera sublunar, sí hay cambios tales como tormentas, terremotos, plantas que
crecen o personas que caminan.
- Para Aristóteles no existe el vacío en el universo. Por ejemplo, existe una sustancia llamada éter
que llena toda la región supralunar.
La teoría Aristotélica del universo, no lograba enmendar el enigma de las predicciones sobre la ubicación
de los planetas en distintas épocas del año.
En el siglo II, Ptolomeo genera el “sistema tolemaico”: pone a los planetas describiendo órbitas
circulares alrededor de la Tierra. Pero no funciona por la retrogradación de los planetas. Se ve que
algunos planetas, en cierto lapso dejan de avanzar sobre la órbita prevista y retroceden un poco, luego
retoman su movimiento original. De acuerdo con la teoría, esto no debería ocurrir. Los planetas
deberían avanzar uniformemente.
¿Qué modificación/es introduce Ptolomeo para resolver el problema de la retrogradación de los
planetas?
Ptolomeo introduce los epiciclos. Describe que c/planeta describe una órbita circular cuyo centro, a su
vez, recorre una circunferencia alrededor de la Tierra. Así, resolvió el problema de los planetas. Pero
ésta teoría necesitó modificaciones periódicas con el tiempo.
El problema de los planetas
Se trata del enigma que generaba el poder describir el movimiento de los astros en el cielo. La
cosmología geocéntrica no logró solucionar este enigma ni con la hipótesis del movimiento circular de
los planetas.
COSMOLOGÍAS MODERNAS
HELOCENTRISMO
Hipótesis de Copérnico
El Sol es el centro del universo y que los planetas describen órbitas circulares alrededor de él. La Tierra
es un planeta más que se traslada alrededor del Sol y rota sobre sí mismo. Copérnico también plantea un
universo finito, en su teoría no existía vacío ni materia infinita.
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,El primer problema fue que los cálculos hechos para las posiciones de los planetas no coincidían con las
observaciones mejor que el de Ptolomeo. Para aportar a la certeza de la teoría de Copérnico, Kepler
sostuvo que las órbitas de los planetas alrededor del Sol no eran circulares sino elípticas.
El segundo problema era que el ángulo de paralaje estelar que se observaba era de cero grados. La
realidad es que no disponían de la tecnología requerida para hacer tales mediciones, solo contaban con
el ojo humano.
Problema del ángulo de paralaje cero
Si la Tierra describe un movimiento circular (o elíptico) anual alrededor del Sol y se observa una estrella,
cuando la Tierra está en el extremo opuesto de su órbita la dirección de observación de esa misma
estrella no debería ser la misma ya que la Tierra cambió de posición. Entre ambas direcciones de
observación debería formarse un cierto ángulo llamado “ángulo de paralaje estelar”. Sin embargo,
cuando los astrónomos de la época medían ese ángulo registraban siempre el mismo valor, cero grados.
Se sostuvo en aquella época que no detectaban el ángulo de paralaje por ser la distancia a las estrellas
muy grande comparada con el diámetro de la órbita terrestre.
¿Qué problemas generó en la teoría de Copérnico seguir sosteniendo la física de Aristóteles?
Uno de los problemas está relacionado con la idea aristotélica de que los cuerpos pesados caen
naturalmente hacia el centro de la Tierra. Todo desplazamiento lateral es forzado y necesita de un
impulso ejercido por contacto. Al arrojar una piedra desde una torre, se observa que cae verticalmente y
esto coincide con la teoría aristotélica. Sin embargo, de acuerdo con Copérnico, la tierra rota y se
desplaza alrededor del sol. Al arrojar la piedra, esta no está en contacto con ninguna superficie, por lo
que no debería desplazarse lateralmente. Pero si esto fuera así, la torre se desplazaría con la Tierra y la
piedra no. Como consecuencia, la piedra no debería caer verticalmente en la base de la torre. Esto
muestra que no pueden aceptarse simultáneamente la idea de Copérnico del movimiento terrestre y la
física de Aristóteles.
Cosmología de Newton
-Universo infinito
- Hay regiones vacías
- No hay distinción entre regiones del universo
- Las leyes del movimiento son iguales en todo el universo
- La Tierra gira alrededor del Sol. No hay centro del universo. Los planetas describen órbitas elípticas
alrededor del Sol, pero él no es el centro del universo. Es el centro de nuestro sistema solar, lo que
admite la posibilidad de encontrar en el universo otros sistemas solares con sus respectivos soles.
- Los movimientos de los cuerpos celestes obedecen la ley de gravitación universal.
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, -Newton creía en la creación del universo en un momento determinado.
COSMOLOGÍAS ACTUALES
Big bang
-Universo en expansión.
-Tiene origen temporal.
-La densidad de la materia es variable en el tiempo por la expansión.
-Predice la radiación del fondo cósmico.
-Efecto Doppler: los cuerpos celestes se alejan unos de otros, en el pasado estaban + cerca.
-Evidencias observacionales le dieron respaldo empírico a la hipótesis de la gran explosión:
-La radiación de fondo cósmico detectada por Penzias y Wilson
- La detección de las inhomogeneidades de la radiación de fondo detectadas por COBE.
Universo estacionario
-Universo en expansión y creador de materia.
-No tiene origen temporal.
-La densidad de la materia permanece constante.
-No queda explicada la radiación del fondo cósmico.
-Evidencias observacionales que le dieron respaldo empírico: El corrimiento hacia el rojo observado en la
radiación emitida por las galaxias.
DE LA CIENCIA ANTIGUA A LA MODERNA
“Cosmos” = orden
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