Por Gareth Dorrian e Ian Whittaker
“Las Historias”, de Herodoto, que vivió entre el 484 a. C. y el 425 a. C., ofrece una notable ventana al mundo tal como lo conocían los antiguos griegos a mediados del siglo V a.C. Casi tan interesante como lo que sabían estas personas, sin embargo, es lo que no sabían. Esto sienta las bases para los asombrosos avances en su comprensión durante los próximos siglos, simplemente confiando en lo que podrían observar con sus propios ojos.
Herodoto afirmó que África estaba rodeada casi en su totalidad por el mar. Pero, ¿cómo supo esto sobre una masa terrestre tan gigantesca? El historiador relata la historia de los marineros fenicios que fueron enviados por el rey Necao II de Egipto (alrededor del 600 a. C.) para navegar alrededor de África continental, en el sentido de las agujas del reloj, comenzando en el Mar Rojo.
Esta historia, si es cierta, no solo relata la primera circunnavegación conocida de África, sino que también contiene una visión interesante del conocimiento astronómico del mundo antiguo.
El viaje, por supuesto, duró varios años. Habiendo doblado el extremo sur de África y siguiendo un rumbo occidental, los marineros observaron que el sol estaba a su derecha, sobre el horizonte norte. Esta observación simplemente no tenía sentido en ese momento porque aún no sabían que la Tierra tiene una forma esférica y que hay un hemisferio sur.
1. Los planetas orbitan alrededor del Sol
Unos siglos más tarde, ya había habido un gran progreso en cosmología. Aristarco de Samos (310 a. C. a 230 a. C.) argumentó que el Sol era el «fuego central» del cosmos e incluso colocó todos los planetas conocidos en ese momento en el orden correcto de distancia a su alrededor. Esta es la teoría heliocéntrica más antigua conocida del sistema solar.
Desafortunadamente, el texto original en el que hace este argumento se ha perdido en la historia, por lo que no podemos saber con certeza cómo lo resolvió el brillante pensador. Aristarco sabía que el Sol era mucho más grande que la Tierra o la Luna, y pudo haber conjeturado que, por lo tanto, debería tener la posición central en el sistema solar.
Sin embargo, es un hallazgo asombroso, especialmente si se tiene en cuenta que no fue redescubierto hasta el siglo XVI, por Nicolás Copérnico, quien incluso reconoció a Aristarco durante el desarrollo de su propia obra.
2. El tamaño de la Luna
Uno de los libros de Aristarco que sobrevivió aborda los tamaños y distancias del Sol y la Luna. En este notable tratado, Aristarco presentó los primeros intentos de cálculo conocidos de los tamaños y distancias relativos al Sol y la Luna.
Durante mucho tiempo se había observado que el Sol y la Luna parecían tener el mismo tamaño aparente en el cielo y que el Sol estaba más lejos. Se dieron cuenta de esto por los eclipses solares, causados por el paso de la Luna frente al Sol a cierta distancia de la Tierra.
Además, en el instante en que la Luna está en el primer o tercer trimestre, Aristarco razonó que el Sol, la Tierra y la Luna formarían un triángulo rectángulo.
Como Pitágoras había determinado cómo se relacionaban las longitudes de los lados del triángulo un par de siglos antes, Aristarco usó el triángulo para estimar que la distancia al Sol era entre 18 y 20 veces la distancia a la Luna. También estimó que el tamaño de la Luna era aproximadamente un tercio del de la Tierra, basándose en una cuidadosa sincronización de los eclipses lunares.
Si bien su distancia estimada al Sol era demasiado baja (la proporción real es 390), debido a la falta de precisión telescópica disponible en ese momento, el valor de la proporción del tamaño de la Tierra a la Luna es sorprendentemente exacto (el La Luna tiene un diámetro de 0,27 con respecto a la Tierra).
Hoy en día, conocemos el tamaño y la distancia a la luna con precisión mediante una variedad de medios, incluidos telescopios precisos, observaciones de radar y reflectores láser que dejaron en la superficie los astronautas del Apolo.
3. La circunferencia de la Tierra
Eratóstenes (276 a. C. a 195 a. C.) fue bibliotecario jefe de la Gran Biblioteca de Alejandría y un gran experimentador. Entre sus muchos logros se encuentra el cálculo conocido más antiguo de la circunferencia de la Tierra. Pitágoras es generalmente considerado como el primer proponente de una Tierra esférica, aunque aparentemente no su tamaño. El famoso y simple método de Eratóstenes se basaba en medir las diferentes longitudes de sombras proyectadas por postes clavados verticalmente en el suelo, al mediodía del solsticio de verano, en diferentes latitudes.
El Sol está lo suficientemente lejos como para que, dondequiera que sus rayos lleguen a la Tierra, sean efectivamente paralelos, como había demostrado anteriormente Aristarco. Entonces, la diferencia en las sombras demostró cuánto se curvaba la superficie de la Tierra. Eratóstenes usó esto para estimar la circunferencia de la Tierra en aproximadamente 40,000 km. Esto está dentro de un par de por ciento del valor real, según lo establecido por la geodesia moderna (la ciencia de la forma de la Tierra).
Más tarde, otro científico llamado Posidonius (135 a. C. a 51 a. C.) utilizó un método ligeramente diferente y llegó a casi exactamente la misma respuesta. Posidonio vivió en la isla de Rodas durante gran parte de su vida. Allí observó que la brillante estrella Canopus yacía muy cerca del horizonte. Sin embargo, cuando estuvo en Alejandría, en Egipto, notó que Canopus ascendería a unos 7,5 grados sobre el horizonte.
Dado que 7,5 grados es 1/48 de un círculo, multiplicó la distancia de Rodas a Alejandría por 48, y llegó a un valor también de aproximadamente 40.000 km.
4. La primera calculadora astronómica
La calculadora mecánica más antigua del mundo es el mecanismo de Antikythera. El asombroso dispositivo fue descubierto en un antiguo naufragio frente a la isla griega de Antikythera en 1900.
El dispositivo ahora está fragmentado por el paso del tiempo, pero cuando estaba intacto habría aparecido como una caja que albergaba decenas de engranajes de bronce finamente mecanizados. Cuando se gira manualmente con un asa, los engranajes abarcan diales en el exterior que muestran las fases de la Luna, el momento de los eclipses lunares y las posiciones de los cinco planetas conocidos (Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno) en diferentes épocas del año. Esto incluso explica su movimiento retrógrado, un cambio ilusorio en el movimiento de los planetas a través del cielo.
No sabemos quién lo construyó, pero data de algún tiempo entre los siglos III y I a.C., e incluso puede haber sido obra de Arquímedes. La tecnología de engranajes con la sofisticación del mecanismo de Antikythera no se volvió a ver en mil años.
Lamentablemente, la gran mayoría de estos trabajos se perdieron en la historia y nuestro despertar científico se retrasó milenios. Como herramienta para introducir la medición científica, las técnicas de Eratóstenes son relativamente fáciles de realizar y no requieren equipo especial, lo que permite a aquellos que recién comienzan a interesarse por la ciencia comprender haciendo, experimentando y, en última instancia, siguiendo con los pies algunos de los primeros pasos. científicos.
Uno solo puede especular dónde podría estar nuestra civilización ahora si esta ciencia antigua hubiera continuado sin cesar.
Gareth Dorrian es investigador postdoctoral en ciencias espaciales de la Universidad de Birmingham. Ian Whittaker es profesor de física en la Universidad de Nottingham Trent. El artículo apareció por primera vez en The Conversation y se vuelve a publicar bajo una licencia Creative Commons.
