Marzo 2015, InvestigacionyCiencia.es 89
Para apear al hombre de pretendidos pedestales se recuerda que
Coprni-co lo sac del centro del universo, Dar-win le quit su
singularidad en el reino animal y Freud le despoj del cetro de la
consciencia. El principio de Coprnico es-tablece que el Sol, y no
la Tierra, ocupa el centro del cosmos; igual que el resto de los
planetas, esta gira en rbita alrededor del astro. Lejos de ocupar
el ombligo del mundo, vivimos en un suelo astronmica-mente
irrelevante. Salvo por la presencia de vida. Tierra y vida han
tejido una his-toria entrelazada que se inici hace unos 3800
millones de aos. Pero nada obsta que no seamos ms que un mundo
ocu-pado entre miles de millones. Y lo que pu-diera resultar
incluso ms sorprendente, cabra incluso admitir que el nuestro sea
unoenunconjuntocuasiininitodeuni-versos que emergen a partir de las
caracte-rsticas fundamentales del vaco. Cuando Coprnico propuso que
la Tierra no cons-tituaelcentro,ijo,deluniversosacudilos cimientos
de la ciencia occidental. Pero el principio copernicano nunca fue
abso-lutamente cierto. Vivimos en un tiempo particular, en un lugar
determinado y bajo circunstanciasespecicas.
Nicols Coprnico expuso su modelo heliocntrico en De
revolutionibus orbium coelestium,aparecidoen1543.Ainalesde la
centuria, se conoci una novedosa tcnica que incrementaba el tamao
de los objetos observados a travs de una serie de objetivos.
Galileo Galilei, con su teles-copio manufacturado, contempl lunas
de Jpiter y fases de Venus, convencindose de que Coprnico tena
razn. Johannes Kepler avanz un paso ms y estableci que las rbitas
de los planetas, la Tierra incluida, no trazaban crculos perfectos,
sino elipses excntricas, poniendo en cuestin la idea de un universo
racional.
En 1687, Isaac Newton public sus monu-mentales Philosophiae
naturalis principia mathematica, que establecan las leyes de la
gravitacin y de la mecnica, con la inclusin de los conceptos de
inercia, momento, fuerza y aceleracin. Newton se percat de que la
atraccin entre los cuerpos poda describirse a travs de una fuerza
que aumentaba con la masa y dis-minua con el inverso del cuadrado
de la distancia. A partir de esa hiptesis deriv la prueba matemtica
de las leyes emp-ricas de Kepler. Demostr que las reglas que
gobiernan los planetas emergen de la fsica fundamental.
Con anterioridad, en 1674, Anthony van Leeuwenhoek fabric el
primer mi-croscopio y lo aplic a una gota de agua de un lago
cercano. Descubri un mundo des-conocido hasta entonces y habitado
por extraasigurasespiralesyenroscadas,manchas animadas, seres
acampanados con sutiles colas, que iban, venan, giraban y nadaban
con absoluta despreocupacin de la mirada ajena. En sus reiteradas
ob-servaciones descubri miles de animlcu-los que nadaban en
repulsivos ocanos en miniatura, un submundo microbiano que
representa el grueso de la vida sobre el planeta.
El principio copernicano tuvo un pre-cedente en Aristarco de
Samos, que vivi en el siglo iii a.C. Tambin l propuso que la Tierra
giraba alrededor del Sol. Era una idea extraa en aquellos tiem-pos.
Los recuerdos, fragmentarios, que
noshanllegadodesuobrasereierenalos argumentos geomtricos esgrimidos
para defender que el Sol era notablemente mayor que la Tierra. De
ah dedujo que el astro resida en el centro del universo co-nocido y
que las estrellas se encontraban sumamente distantes. Para ello
necesita-ba entender el fenmeno de la paralaje
(desplazamiento aparente de un objeto distante, con respecto a
un fondo mucho ms alejado, cuando lo contemplamos desde dos
posiciones diferentes). Cuanto ms alejados se hallen los objetos,
menor ser el desplazamiento aparente.
Con anterioridad, Aristteles haba despreciado ya la posibilidad
de que las estrellas se hallaran ms lejanas que los planetas,
apelando a la falta de paralaje. El argumento de Aristteles se
basaba en la razn y en el sentido comn. Crea que, si no poda
observarse paralaje en las es-trellas, si no exista desplazamiento
rela-tivomutuo,deberanencontrarseijasenalgunacapadelirmamentoquenosrodea.La
cosmologa de Aristteles constaba de unas 55 esferas concntricas,
cristalinas y transparentes en torno a la Tierra que posibilitaban
la accin y el movimiento de los planetas. En este universo
geocntrico, estrellas y planetas giraban a nuestro al-rededor. Mas,
a diferencia de las estrellas, los planetas se movan de una manera
complicada. Estos movimientos singula-res constituan una pieza
importante del rompecabezas que Aristarco y, ms tarde, Coprnico se
aprestaron a solucionar, des-tronando a la Tierra. La palabra
planeta,
deorigengriego,signiicaestrellaerran-te.Losplanetasbrillanalrelejarlaluzyparecen
moverse en relacin a las estrellas; a veces vuelven hacia atrs, en
movimiento retrgrado, formando una suerte de
bu-cles.Modiicansubrilloeinclusovelocidadaparente en diferentes
tiempos.
Apolonio de Prgamo, en el siglo ii a.C., aport una primera
solucin al problema planetario, explicacin que incluy ms tarde
Claudio Ptolomeo, cuyo Almages-to se convertira en texto cannico
sobre cosmologa a lo largo de 1400 aos. En el sistema ptolemaico la
Tierra se halla esta-cionaria y ocupa el centro del cosmos. En
direccin hacia el exterior se encuentran la Luna, Mercurio, Venus,
el Sol, Marte, Jpiterylasestrellasijas.Todosseguantrayectorias
circulares. Para conjugar esos movimientos con los movimientos
errti-cosqueaparecanenelirmamento,Pto-lomeo aadi un conjunto de
movimien-tos adicionales: deferentes y epiciclos.
Coprnico haba recibido una cuidado-sa formacin en matemtica y
astronoma en su Polonia natal. Prosigui sus estudios en Italia,
donde se interes en las desvia-ciones de la Luna y los planetas
respecto del sistema ptolomaico. A comienzos de 1500 esboz lo que
ms tarde sera su modelo heliocntrico: el Commentariolus, que no se
public en vida del autor, aun-
THE COPERNICUS COMPLEX. THE QUEST FOR OUR COSMIC
(IN)SIGNIFICANCE
Por Caleb Scharf. Allen Lane, Londres, 2014.
Lase un extracto de este libro en Insigniicancia csmica, por
Caleb Scharf, en este mismo nmero.
CopernicanismoPrincipio copernicano, principio cosmolgico y
principio antrpico
libros
90 INVESTIGACIN Y CIENCIA, marzo 2015
libros
que circularon varias copias del original. Para Coprnico, la
distancia de la Tierra al Sol es imperceptible si la comparamos con
la distancia a las estrellas, por lo que no se observa paralaje en
las estrellas; la rotacin de la Tierra explica la aparente
rotacindiariadelSolylasestrellasijasatravsdelirmamento;lasvariacionesanuales
del movimiento celeste del Sol estn, en realidad, causadas por la
revo-lucin de la Tierra alrededor del Sol; el movimiento retrgrado
que observamos para los planetas se halla causado por el movimiento
de la Tierra. Y agrega en el Commentariolus:Bastaelmovimientode la
Tierra para explicar las irregulari-dades de los cielos. Tras la
edicin del De revolutionibus menudearon las vo-ces crticas contra
la tesis ptolemaica, no siempre relacionadas con Coprnico.
As,GiordanoBruno,quenacien1548,defendi no solo el heliocentrismo,
sino tambin la idea de un universo realmente
ininito,delqueelSoleraunaestrellams. Abogaba por un nmero ilimitado
de mundos habitados.
Porlasmismasfechas,TychoBrahedaba pasos importantes en la
observa-cin astronmica. Sin telescopios, aunque con ingeniosos
aparatos de medicin, con nuevas versiones de cuadrantes, sextantes
y esferas armilares midi ngulos, posi-ciones y sistemas de
coordenadas. Cierta noche de 1572, descubri una nueva
estre-llaenelirmamento.Nohabaestadoalllas noches precedentes, por
lo que dedujo que el universo no era inmutable, sino que poda
cambiar. Se supone que lo que Tycho observ fue una supernova, una
ex-plosin espectacular de una enana blanca, a unos 8000 aos luz del
sistema solar. BrahecontconlaayudadeJohannesKe-pler en las
tabulaciones de las posiciones y variaciones de los cuerpos
celestes. Por su propia cuenta este public Astronomia nova, donde
presentaba sus dos primeras leyes del movimiento planetario: la
tra-yectoria de cada planeta dibuja una elipse con un foco en el
Sol y el radio vector que une un planeta y el Sol barre reas
iguales en tiempos iguales. El ao en que muri Galileo, 1642, naci
Newton.
Para Newton, la belleza explicativa de la fsica del movimiento
planetario constitua una prueba de la divinidad su-prema, que
mantena las trayectorias de los planetas en una danza perfecta
crono-mtrica. Para otros pensadores del siglo siguiente, como
Pierre-Simon Laplace, ello signiicabajustamentelocontrario.Nose
necesitaba ninguna mano guiadora, ni
trayectoriasoconiguracionespreordena-das en un universo
copernicano; bastaban las leyes fsicas innatas para determinar dnde
y cundo un objeto se hallara a s mismo. Armado con esas leyes, y
con un conocimiento cabal de todos los luga-res y movimientos de
todos los cuerpos enunmomentodado,Laplaceconiabadesentraar el
pasado y el futuro. Tras las huellas de Newton, Christiaan Huygens
se manifest a favor de la posibilidad de vida extraterrestre un
poco antes de su fa-llecimiento en 1695. Huygens estaba con-vencido
de la existencia de pluralidad de mundos. Se imaginaba mltiples
lugares hospitalarios de agua y vida abundante, que l deca inferir
de sus observaciones telescpicas. El fenmeno de la vida se le
antojaba inevitable en otros planetas.
Ainalesdelsigloxix se comenz a tomar conciencia de la inmensidad
del universo. Se aceptaba que las estrellas se encontraban a
distancias enormes. Se ha-ban descubierto nuevos planetas (Urano y
Neptuno). A travs de los espectros de luz, empez a revelarse la
composicin ele-mental de objetos extraterrestres. As se descubri
cierta especie atmica en el Sol, el helio. Pero persistan sin
respuesta otras cuestionesfundamentales:eraininitoenespacio y
tiempo el universo? Era la Va Lctea el universo entero o habra ms
ga-laxias, como quizs esas nebulosidades que conformaban Andrmeda?
En una eclo-sin sin precedentes de descubrimientos e invencin, en
las tres primeras dcadas del siglo xx se produjo tambin una cascada
derevolucionescienticas:lateoradelarelatividad de Albert Einstein,
la medicin de la verdadera escala del cosmos y la na-turaleza de
las galaxias y el desarrollo de la mecnica cuntica. Las visiones
radicales de la naturaleza resultantes abordaban propiedades
interrelacionadas que iban de lo macroscpico a lo microscpico.
El modelo heliocntrico copernicano implicaba que el universo
semejaba el mismo, cualquiera que fuera el planeta desde donde lo
contemplramos. Poda
generalizarse y proclamar que el universo parecera el mismo
desde cualquier pun-to donde nos hallramos, desde nuestro sistema
solar o desde otro, desde nuestra
galaxiaodesdeotra.Esoairmaelprin-cipio cosmolgico, que dicta que el
uni-verso es homogneo e istropo, esto es, presenta la misma
distribucin bsica de materia y energa. El principio cosmol-gico
constituye una aplicacin particular del principio copernicano
general apli-cado a la cosmologa. Hasta la fecha, el principio
cosmolgico es coherente con la observacin astronmica. Una versin
rgida de ese principio, denominada prin-cipio cosmolgico fuerte,
sostiene que el universo parecera tambin el mismo en cualquier
momento de su historia pasada o de su futuro.
La primera vez que se puso en co-nexin el principio cosmolgico
con el principio copernicano fue a comienzos de los aos cincuenta
del siglo xx, cuan-doHermannBondiemplelaexpresinprincipio
cosmolgico copernicano en su exposicin de un modelo cosmolgico, hoy
rechazado, que se conoce por teora del estado estacionario. La
teora del estado estacionario propona que el universo era
eterno,sinprincipioniin.Bondidefen-da que el universo apareca l
mismo en cualquier direccin que mirsemos y para cualquier
observador de cualquier
tiempo.Lapruebainalydeinitivadequeeluniversotenaunaedadinitallegen1965
con el descubrimiento de la radiacin csmica del fondo de
microondas, fotones que se generaron en el cosmos joven.
Los cosmlogos se percataron de la existencia de sorprendentes
coinciden-cias en el valor de constantes fsicas fun-damentales.
Algunas combinaciones de esos nmeros producan unas relaciones
inesperadas, que propiciaban la aparicin de vida inteligente, como
si hubiera una conexin singular entre nuestra presencia y las
propiedades fsicas actuales del
cos-mos.Aesavinculacin,BrandonCarterlallam en 1973 principio
antrpico. No es fcil acotar las caractersticas que revisten mayor
inters para la aparicin de la vida.
BernardCarryMartinReesincoaronunprimer esbozo matemtico en 1979,
que Reesreelaboren1999alreduciraseisn-meros el elenco de
exigencias; entre otras, la razn entre la intensidad de la fuerza
de la gravedad y la intensidad de la fuerza electromagntica, la
densidad total de ma-teria normal del cosmos o el nmero real de
dimensiones espaciales del universo.
Luis Alonso
A finales del si- glo xix se comenz a tomar conciencia de la
inmensidad
del universo
