lunes, 2 de mayo de 2011

HISTORIA DE LOS MODELOS COSMOLÓGICOS

Articulo realizado por Vicent Llorca y Pepa Domínguez profesores del Instituto Las Viñas de Manilva (Málaga) y seguidores de este blog.
Creado para realizar unas actividades sobre la película Ágora,para los alumnos de 4º de E.S.O.

La segunda parte de este contenido son preguntas referentes a la película. Puede ser usada por profesores de Historia, Filosofía, Ciencia, Tecnología, etc. para aplicarlos a los alumnos de la E.S.O.


HISTORIA DE LOS MODELOS COSMOLÓGICOS

Desde la antigüedad, la humanidad ha concebido distintos modelos de Universo. En las culturas clásicas que se desarrollaron alrededor del Mediterráneo predominaron los siguientes:

El que podríamos llamar “MODELO ARISTOTÉLICO”, aunque Aristóteles no fue ni el único ni el primero que lo defendió, fue el más aceptado hasta el s. II de nuestra era:

El Universo (Cosmos) está encerrado en una gran esfera (esfera de las estrellas fijas o bóveda celeste). Dentro de ella todo está ordenado (Cosmos: orden) mientras que fuera de ella sólo existe el Caos (desorden).
Es un sistema geocéntrico: la Tierra (Gea) es esférica y se encuentra, inmóvil –como podemos apreciar por nuestros sentidos- en el centro del Cosmos.
Hay dos clases de astros: las estrellas fijas y las errantes o planetas (planeta: errante).
Las estrellas fijas reciben este nombre porque ocupan posiciones invariables unas respecto a otras, gracias a lo cual las figuras que forman –constelaciones- son permanentes. Sin embargo se mueven conjuntamente, porque se encuentran en la bóveda celeste, que gira en torno a la Tierra de este a oeste con movimiento circular uniforme.
A las errantes (planetas) se las llama así porque se mueven respecto a las fijas: parecen errar o deambular por los cielos. Los siete planetas de la Antigüedad son, pues: Luna, Mercurio, Venus, Sol, Marte, Júpiter y Saturno. Cada una de ellas se encuentra sobre una esfera transparente. Estas esferas son todas concéntricas (todas tienen como centro el centro del Cosmos, que también es el centro de la Tierra) y también giran de este a oeste en torno a la Tierra pero con distintas velocidades y sobre ejes distintos.
En la Tierra y su atmósfera –mundo sublunar- todo es imperfecto, cambiante, corruptible, perecedero. Todas las cosas están hechas de los cuatro elementos –tierra, agua, aire y fuego- combinados en distintas proporciones.
En los cielos –mundo supralunar- todo es perfecto, invariable, incorruptible, eterno. El único movimiento posible es el movimiento circular uniforme (velocidad constante), que no tiene principio ni fin y que no cambia nunca, por lo que es el más perfecto. Los astros y sus esferas están hechos del “quinto elemento” o “quinta esencia”: el éter.

Este modelo no podía explicar varios hechos observados, particularmente dos:

El cambio de tamaño y de brillo de los “planetas”, que parecía indicar que unas veces se encontraban más cerca de la Tierra y otras más lejos.
El movimiento retrógrado de algunos planetas: en ocasiones invierten el sentido de su marcha por los cielos durante unos días, y después retoman el sentido habitual.

El “MODELO PTOLEMAICO”, propuesto por Claudio Ptolomeo (s. II d.C.) para ofrecer una explicación a lo que el modelo Aristotélico no podía explicar. Era el modelo aceptado en el momento en que vivió Hipatia (s. IV – V d.C.), el que ella expone a sus discípulos al comienzo de la película, y al que corresponde la maqueta elaborada por Davo.

Mantenía todas las premisas del modelo anterior, pero además suponía que los planetas se movían sobre unos pequeños círculos –epiciclos- cuyos centros eran puntos que se movían a su vez sobre otros grandes círculos –deferentes- que eran los que giraban en torno a la Tierra. De este modo, la trayectoria aparente de los planetas es circular pero en bucles, lo que explica sus distancias variables y sus cambios de sentido. Mantenía la idea de que el único movimiento posible en los cielos era el circular uniforme.

Este modelo funcionaba muy bien, y fue utilizado hasta el s. XVI, pero, como señala Orestes en la película, es un sistema “caprichoso”, artificioso, parecía tan sólo un truco, lo que no satisfacía a muchos intelectuales, persuadidos de que las leyes de la Naturaleza “deben ser simples”.

El “MODELO HELIOCÉNTRICO” de Aristarco de Samos (s. II a.c.). Suponía que era el Sol el que estaba en el centro del Cosmos y que la Tierra y los demás astros giraban en torno a él, por supuesto con movimientos circulares y uniformes. No fue muy aceptado porque nadie “veía que la Tierra se moviera”. Conseguía explicar la variación de las distancias de casi todos los planetas respecto a la Tierra, pero no en el caso del Sol.

Ya en el siglo XVI de nuestra era, Nicolás Copérnico, en su obra De Revolutionibus Orbium Coelestium, en 1543, propuso de nuevo un modelo Heliocéntrico. Este modelo fue declarado herético por la iglesia católica, que prohibió leer y divulgar las obras de Copérnico. Galileo y otros intelectuales sufrieron persecución y represión por defenderlo. Sin embargo, este nuevo modelo fue rápida y ampliamente aceptado, sobre todo después de que Galileo Galilei aportara argumentos en su favor:

Galileo fue el primero que usó el telescopio para observar sistemáticamente los astros. Descubrió montañas y valles en la Luna, y manchas en el Sol, lo que ponía en cuestión que en los cielos “todo fuera perfecto”.
Descubrió cuatro satélites de Júpiter, las “Lunas Jovianas” o “Lunas Medíceas”. Al poner de manifiesto que giraban en torno a Júpiter, demostró que no todos los astros tenían que girar alrededor de la Tierra.
Descubrió que Venus presentaba fases como la Luna (Venus creciente, llena, menguante y nueva), lo que sólo es posible si Venus gira en torno al Sol.
Rebatió la falsa idea de que si la Tierra se moviera, los objetos caerían detrás de la vertical del punto en que se soltasen, proponiendo el experimento del saco que cae desde lo alto del mástil de un barco en movimiento. En la película se atribuye a Hipatia esta demostración, lo que no tiene fundamento histórico.

Por su actitud de conceder más importancia a las pruebas experimentales que a la “lógica o sentido común” y que a la fama o autoridad de los grandes pensadores y de las religiones, se considera a Galileo el fundador del método científico y el “padre de la ciencia”.

El uso del telescopio se generalizó, y se realizaron más y mejores observaciones astronómicas. Analizando estos datos, Johannes Kepler, descubrió y publicó entre 1609 y 1619 que los planetas se mueven en torno al Sol en órbitas no circulares, sino elípticas. Así terminó para siempre con el viejo mito de que el movimiento de los astros tenía que ser circular y uniforme.

Todavía quedaba pendiente una cuestión fundamental: ¿Qué fuerzas eran las que hacían que los astros se movieran así? La solución a este problema la aportó Isaac Newton, quien a finales del s. XVII enunció la Ley de Gravitación Universal y los tres Principios de la Dinámica. Estas leyes explican tanto los movimientos circulares o elípticos de los astros como los movimientos rectilíneos de caída de los cuerpos en la Tierra. De este modo Newton acabó con la pretendida separación o diferencia fundamental entre cielos y Tierra, unificando los “dos mundos” bajo unas mismas leyes que lo gobiernan todo. Por este logro, y por el resto de su obra, Newton es considerado el científico más importante de la historia.

Los MODELOS ACTUALES del Universo no son geocéntricos ni heliocéntricos. La Tierra y todos los astros del Sistema Solar giran en torno al Sol, pero éste tan sólo es una estrella más entre los cientos de miles que hay en nuestra galaxia, la Vía Láctea. Y ésta tan sólo es una entre muchos millones de otras galaxias en el Universo. No hay ningún punto que sea “el centro”, o lo que es lo mismo, cualquier punto puede ser considerado el centro.

En 1929 Edwin Hubble descubrió que el Universo se encuentra en expansión, por lo que, extrapolando hacia atrás en el tiempo, se piensa que debió iniciarse desde un solo punto, en una gran explosión –el Big Bang- que debió ocurrir hace unos quince mil millones de años. Puede que el Universo continúe expandiéndose eternamente o puede que llegue un momento en que la fuerza de gravedad frene la expansión y el Universo comience a contraerse hasta concentrarse en un solo punto o “gran agujero negro”. La ciencia sigue investigando esta cuestión, y también sigue buscando la “gran Teoría Unificada” que consiga explicar todas las fuerzas y fenómenos del Universo.

ÁGORA - CUESTIONARIO SOBRE LA PELÍCULA


Nombre……………………………………………..………………………………..……….……..Grupo…….…

1. Define el concepto “ágora”, que da título a la película. ¿Qué era? ¿Cuál era su función?

2. En la película aparecen y conviven tres religiones diferentes. ¿Cuáles son?

3. Comenta la siguiente frase de la peli que Hipatia le dice al obispo (que había sido su discípulo): “Tú no puedes cuestionar tu fe, yo debo hacerlo”.

4. En la serie Cosmos Carl Sagan recorre de forma virtual la Biblioteca de Alejandría. Nos dice: “Había en la Biblioteca de Alejandría una comunidad de eruditos que exploraban la física, la literatura, la medicina, la astronomía, la geografía, la filosofía, las matemáticas, la biología y la ingeniería”.
Investiga quiénes eran, qué descubrió cada uno de ellos y en qué campo del saber destacaron.

5. El texto siguiente hace una reseña biográfica de Hipatia según Sócrates Escolástico, el autor antiguo más cercano a los hechos. Tras su lectura, averigua el significado de los términos que aparecen en negrita:
Hipatia (s. IV-V d.C.) fue matemática, astrónoma y filósofa, líder de la Escuela neoplatónica de Alejandría. Educó a una selecta escuela de aristócratas cristianos y paganos que ocuparon altos cargos, destacando entre ellos el obispo Sinesio de Cirene y Orestes, que era prefecto imperial de Egipto cuando murió Hipatia. Hija y discípula del astrónomo Teón, es la primera mujer matemática de la historia de la humanidad de la que tenemos un conocimiento seguro. Escribió libros sobre geometría, álgebra y astronomía y mejoró el diseño de los antiguos astrolabios, e inventó un hidrómetro. Murió a los 45 ó 60 años, linchada por una turba de cristianos en un ambiente de hostilidad hacia el declinante paganismo. Su muerte fue causa de gran oprobio para el Patriarca Cirilo de Alejandría y para la Iglesia. Tras esto, Orestes renunció a la lucha y se fue de Alejandría para siempre.

6. Las fuentes literarias narran así la muerte de Hipatia:
“Todos los hombres la reverenciaban y admiraban por su singular modestia e inteligencia. Por eso mismo suscitaba una gran envidia, y porque conversaba frecuentemente con Orestes la gente le acusó de ser la causa de que Orestes y el obispo no se hicieran amigos. Algunos fanáticos, radicales y violentos, la vieron cuando iba a trabajar. La arrastraron a la iglesia, la desnudaron, le arrancaron la piel y la carne armados con conchas afiladas hasta que el alma dejó el cuerpo. Descuartizaron los restos y llevaron los trozos a un lugar donde los quemaron hasta convertirlos en cenizas”.
¿Cómo se produce su muerte en la película?

7. En la película hay varias escenas donde se muestra a los cristianos, a los judíos y también a los paganos como violentos y fanáticos, despreciando y persiguiendo a quienes no comparten su fe. También hay una escena donde se ve a los cristianos comportarse de modo caritativo y compasivo con los necesitados. A Hipatia, no creyente, el film la presenta como una persona casi siempre ecuánime, bondadosa y pacífica, pero que en algún momento también pierde los nervios llamando idiota a Davo, y en otras ocasiones manifiesta el poco respeto que le merecen los esclavos, a los que casi no considera personas.

a) Recuerda las escenas a las que se alude en el párrafo anterior.
b) ¿Crees que los guionistas y el director han sido imparciales, o que han querido atacar –o defender- alguna de las opciones religiosas enumeradas, o la opción de los no creyentes representada por Hipatia?
c) ¿Cuál es tu opinión sobre este tema?: ¿Crees que alguna religión, o el ateísmo, es más violenta, fanática, bondadosa o compasiva que las demás? ¿Por qué?

8. ¿Qué significan las expresiones “modelo geocéntrico del Universo” y “modelo heliocéntrico del Universo”?
Investiga sus significados y dibuja un esquema de cada uno de ellos (usa compás, y dales color).

9. Al principio de la película, Hipatia sostiene que “las personas, animales, objetos y esclavos... permanecen sobre el suelo porque… están pisando el mismísimo centro del Cosmos, que sujeta todas las cosas y que también las atrae”. Hoy en día la ciencia lo explica de otra manera. ¿Cuál es la explicación actual?

10. ¿A qué astros se refieren los personajes de la película cuando hablan de “las errantes”?

11. El modelo de Universo que acepta la ciencia en la actualidad, ¿es geocéntrico o heliocéntrico? Descríbelo brevemente. (En realidad se contemplan varios modelos posibles, pero todos consideran que el Universo se inició con el Big Bang).
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