Evolución Histórica de la Teoría Gravitatoria
Al observar el cielo nos podemos percatar de varios movimientos:
- El Sol aparenta girar alrededor de la Tierra cada día, de este a oeste.
- La Luna, que aparenta girar alrededor de la Tierra, se traslada de este a oeste cambiando su posición (y su fase) en un ciclo de 28 días.
- Las estrellas aparecen en el cielo por la noche, se desplazan de este a oeste, cambiando su posición en un ciclo de 365 días.
- Los planetas parecen seguir trayectorias circulares alrededor de la Tierra, pero varían de velocidad y, de vez en cuando, realizan movimientos retrógrados.
Para dar una explicación racional a estos comportamientos, a lo largo de la historia se elaboraron dos teorías:
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Teoría Geocéntrica
En el siglo II A.C. Ptolomeo de Alejandría, inspirado por Aristóteles, publicó Almagesto, un tratado astronómico donde exponía la teoría de que la Tierra ocupaba el centro del universo con la luna, el sol, los planetas y las estrellas girando entorno a ella.
Para explicar el comportamiento errático de los planetas, Ptolomeo se inventó los epiciclos, que eran movimientos circulares cuyo centro se desplaza circularmente en sentido contrario a la trayectoria circular del planeta (llamada deferente).
Para los griegos, el movimiento circular era el movimiento perfecto. Por eso Ptolomeo buscó explicar el comportamiento de los planetas utilizando solo movimientos circulares.
Teoría Heliocéntrica
En 1530 Nicolás Copérnico desarrolló un modelo astronómico con el Sol en el centro y los planetas girando entorno a él. En este modelo:
- La Tierra gira sobre sí misma, explicando así el movimiento aparente del Sol, de la Luna y de las estrellas.
- La Tierra gira alrededor del Sol, explicando así el movimiento errático que aparentan tener los planetas.
La hizo pública en 1543 (el año de su muerte) en un libro titulado De revolucionibus orbitum celestium, pero no pudo ser demostrada hasta un siglo más tarde por Galileo Galilei.
Si bien la teoría heliocéntrica era capaz de explicar los movimientos de los astros del sistema solar, todavía faltaba una explicación a la causa de estos movimientos. Fue Isaac Newton quien explicó el movimiento de los planetas como efecto de la Fuerza Gravitatoria. Como él mismo reconoció, su trabajo se basó en aportaciones de dos grandes científicos:
Tycho Brahe
En el siglo XVII Tycho Brahe midió y registró cuidadosamente durante 20 años las posiciones de los astros del sistema solar intentando demostrar el movimiento de la Tierra alrededor del Sol.
No lo consiguió, pero legó su colección de datos a Johannes Kepler.
Johannes Kepler
Estudiando los datos de Tycho Brahe, Kepler descubrió tres leyes que se cumplían en el movimiento de los planetas:
- Ley de las Órbitas: Los planetas giran alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas, estando el Sol en uno de sus focos. ¡Se acabó la idea aristotélica del movimiento circular perfecto!
- Ley de las Áreas: El área barrida por el radio vector que une el planeta con el Sol, es directamente proporcional al tiempo tardado en recorrerla. Adiós a la idea de que los planetas se movían con velocidad constante.
- Ley de los Periodos: La relación entre el cuadrado del periodo de la órbita y el cubo del semieje mayor, es constante e igual para todos los planetas.
Estas leyes son la base para la deducción de la Ley de la Gravitación Universal.
