Astrónomos de la época moderna II.

La astronomía moderna II.

Durante este periodo de tiempo se descubrió el planeta Neptuno. Crédito: NASA.

Tras la época de Newton, la astronomía se ramificó en diversas direcciones. Con la ley de la gravitación universal, el viejo problema del movimiento planetario se volvió a estudiar como mecánica celeste. El perfeccionamiento del telescopio permitió la exploración de las superficies de los planetas, el descubrimiento de muchas estrellas débiles y la medición de distancias estelares.

El sistema de medición más adecuado era el de triangulación o paralaje, que consiste en realizar dos observaciones del mismo objeto en lugares diferentes y a la misma hora. El objeto observado parecerá desplazarse con respecto al fondo estrellado de acuerdo a su distancia. Al calcular el ángulo de desplazamiento y conociendo la distancia que separa los dos puntos de observación se puede encontrar la distancia al objeto.

La realización de la paralaje requirió la utilización de sistemas de medida de tiempo precisas, así como de medición exacta de las distancias geográficas, esto solo se logró cuando las necesidades principalmente navieras llevaron al desarrollo de cronómetros mas exactos y de la ciencia de la cartografía.

En 1718 el astrónomo inglés Edmund Halley (que ya había calculado la órbita elóptica de "su" cometa, en 1682), descubrió que tres de las estrellas más brillantes - Sirio, Proción y Arturo - no se hallaban en la posición registrada por los astrónomos griegos. Halley llegó a la conclusión de que las estrellas no se hallaban fijas en el firmamento, sino que se movían de una forma independiente. El movimiento es muy lento y tan imperceptible que, hasta que pudo usarse el telescopio, parecían encontrarse fijas.

En 1785, Herschel sugirió que las estrellas se hallaban dispuestas de forma lenticular en el firmamento. Si contemplamos la Vía Láctea, vemos un enorme número de estrellas; pero cuando miramos el cielo en ángulos rectos a esta rueda, divisamos relativamente menor número de ellas. Herschel dedujo de ello que los cuerpos celestes formaban un sistema achatado, con el eje longitudinal en dirección a la Vía Láctea. Hoy sabemos que, dentro de ciertos límites, esta idea es correcta, y llamamos a nuestro sistema estelar Galaxia, otro término utilizado para designar la Vía Láctea (galaxia, en griego, significa «leche»).

Herschel intentó valorar el tamaño de la Galaxia. El recuento de muestras de estrellas en diferentes puntos de la Vía Láctea permitió a Herschel estimar que debían de existir unos 100 millones de estrellas en toda la Galaxia. Y por los valores de su brillo decidió que el diámetro de la Galaxia era de unas 850 veces la distancia a la brillante estrella Sirio, mientras que su espesor correspondía a 155 veces aquella distancia.

Por su parte, el matemático y astrónomo francés Joseph Louis Lagrange dirige la comisión para el establecimiento de un nuevo sistema de pesos y medidas, el Sistema métrico decimal). En 1788 publica "Mecánica analítica", que servirá de base para futuras investigaciones astronómicas. Entre sus investigaciones en astronomía también destacan los cálculos de la libración de la Luna y los movimientos de los planetas.

También durante este siglo, Charles Messier publica el valioso catálogo de objetos celestes con aspecto nebuloso que recopiló desde 1758 hasta 1784. Kant atribuye en 1755 la génesis del sistema solar a un proceso mecánico. Lagrange estudia en 1788 el conocido problema de los tres cuerpos y algunos casos especiales con solución. Laplace publica en 1799 su Mecánica Celeste y descubre la invariabilidad del eje mayor de las órbitas planetarias. astromia

Giuseppe Piazza descubrió en la noche de fin de año 1800/1801, en el espacio entre Marte y Júpiter, el primer pequeño planeta bautizado con el nombre de Ceres. Numerosos pequeños planetas (asteroides, planetoides) se descubrieron a continuación.

Se realizaron las paralajes de los planetas exteriores y de los interiores durante los tránsitos y posteriormente se realizaron las paralajes de las primeras estrellas como fue 61 del Cisne por Fiedrich Bessel en el año de 1838, dando como resultado una distancia de 11 años luz. Después se estudió Alfa Centauro desde el hemisferio sur, con una distancia de 4.3 años luz. De esta manera el tamaño del universo se extendió hasta el infinito.

El interés de los astrónomos por los cometas y al cálculo de sus órbitas aumenta con el regreso, entre otros, del famoso cometa de Halley y en el año 1835. Schiaparelli, en Milán, descubre la conexión entre los enjambres. astromia.

Astrónomos de la época moderna II.

Heinrich Olbers.

Retrato de Heinrich Wilhelm Matthäus Olbers.

Heinrich Wilhelm Matthäus Olbers (Arbergen, cerca de Bremen, 11 de octubre de 1758 - Bremen, 2 de marzo de 1840) fue un médico y astrónomo alemán,​ principalmente conocido por la paradoja de Olbers.

Olbers estudió medicina en Gotinga, donde fue alumno del matemático Abraham Gotthelf Kastner. Tras graduarse en 1780, empezó a practicar la medicina en Bremen, trabajo que continuó realizando hasta 1823. Por las noches, dedicaba su tiempo a la astronomía, observando el cielo nocturno desde el piso superior de su casa, que tenía habilitado como observatorio. En 1797 descubrió un método para determinar las órbitas de los cometas que todavía se utiliza hoy en día. En 1802 localizó Ceres, que había sido descubierto, y acto seguido perdido, por Giuseppe Piazzi el año anterior. Lo encontró en la posición predicha por el gran matemático Carl Friedrich Gauss.

El 28 de marzo de 1802 descubrió y bautizó el segundo asteroide (2) Palas. Pensó que los dos cuerpos habían de estar relacionados y se puso a buscar más. El 29 de marzo de 1807 descubrió (4) Vesta y dejó que fuera Gauss quien le pusiera nombre. Formuló la hipótesis de que los asteroides eran fragmentos de un antiguo planeta que explotó. Actualmente, esta teoría no se considera muy probable.

El 1811 planteó la hipótesis de que la cola de los cometas estaría formada por partículas expulsadas del núcleo por alguna clase de fuerza y que la cola había de estar siempre en la dirección opuesta al Sol. Actualmente, se sabe que esto es así debido a la presión de radiación de la luz solar, un efecto que a la sazón todavía no se conocía. El 6 de marzo de 1815 descubrió un cometa periódico bautizado en su honor (formalmente designado 13P/Olbers). En total, descubrió 5 cometas y calculó la órbita de 18.

En 1823 planteó la famosa paradoja (denominada paradoja de Olbers en su memoria) donde se pregunta: «¿Por qué el cielo nocturno es oscuro si existen infinitas estrellas que habrían de iluminarlo como si fuera de día?» Actualmente, es posible dar una respuesta razonada a esta pregunta en términos de los valores finitos de la velocidad de la luz y la edad del Universo y del desplazamiento hacia el rojo de la radiación del Big Bang.

En 1804 Olbers fue elegido miembro de la Royal Society de Londres,2​ miembro honorario extranjero de la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias en 1822,3​ y en 1827 miembro extranjero de la Real Academia de las Ciencias de Suecia, biografía y vida, Olbers.

ALEXANDER VON HUMBOLDT (1769-1859).

De Joseph Karl Stieler.

Friedrich Wilhelm Heinrich Alexander Freiherr von Humboldt (Berlín, 14 de septiembre de 1769-ibidem, 6 de mayo de 1859), también conocido en español como Alejandro de Humboldt, fue un polímata: geógrafo, astrónomo, humanista, naturalista y explorador prusiano, hermano menor del lingüista y ministro Wilhelm von Humboldt.

Es considerado el «padre de la geografía moderna universal». Fue un naturalista de una polivalencia extraordinaria, que no volvió a repetirse tras su desaparición. Sus viajes de exploración le llevaron desde Europa a América del Sur y del Norte hasta Asia Central. Se especializó en diversas áreas de la ciencia como la etnografía, la antropología, la física, la zoología —especialmente en ornitología—, la climatología, la oceanografía, la astronomía, la geografía, la geología, la mineralogía, la botánica, la vulcanología y el humanismo.

Durante los últimos veinticinco años de su vida se concentró principalmente en la redacción de Cosmos, monumental visión global de la estructura del universo, de la que en vida vio publicados cuatro volúmenes. Más información aquí y aquí.

FRIEDRICH BESSEL (1784-1846)

Friedrich Wilhelm Bessel (Minden, Westfalia, Alemania, 22 de julio de 1784 - Königsberg (Kaliningrado), 17 de marzo de 1846) fue un matemático y astrónomo alemán, sistematizador de las funciones de Bessel (las cuales, a pesar de su nombre, fueron descubiertas por Daniel Bernoulli). Como astrónomo, fue el primero en determinar el paralaje de una estrella, publicando en 1838 los datos que había calculado de 61 Cygni.1​  Calculó con asombrosa precisión la órbita del cometa 1P/Halley, en su obra 'Fundamentos de Astronomía' catalogó con extrema precisión la posición de 50.000 estrellas lo que le permitió en 1838 ser el primero en calcular el paralaje y la distancia a la estrella Cygnus (0,31' y 10,3 años luz), sugirió el carácter binario para Sirio y Proción que fue confirmado tiempo después, sugirió la existencia del planeta Neptuno. Más información aquí y aquí.

ANDERS JONAS ANGSTROM (1814-1874)

Retrato de Anders J. A.

Anders Jonas Ångström (Lödgö, Suecia, 13 de agosto de 1814 – Upsala, Suecia, 21 de junio de 1874) fue un físico y astrónomo sueco considerado uno de los fundadores de la ciencia de la espectroscopia.

Su trabajo más importante está relacionado con la conducción de calor y con la espectroscopia. En su investigación sobre óptica, Optiska Undersökningar, presentada a la Real Academia de las Ciencias de Suecia en 1853, apunta no sólo que una chispa eléctrica produce dos espectros superpuestos, uno del electrodo metálico y otro del gas por el que pasa, sino que deduce de la teoría de la resonancia de Leonhard Euler que un gas incandescente emite rayos luminosos con la misma longitud de onda que los que puede absorber. Esta afirmación, como comentó Edward Sabine en la entrega de la Medalla Rumford de la Real Sociedad en 1872, contiene el principio fundamental del análisis del espectro luminoso, y aunque durante algunos años fue pasado por alto, lo eleva al rango de fundador de la espectroscopia.

Desarrolló un método para medir la conductividad térmica demostrando que era proporcional a la conductividad eléctrica.

A partir de 1861 puso especial atención al espéctro solar. Su combinación del espectroscopio con la fotografía para estudiar el Sistema Solar dio como resultado descubrir que la atmósfera del Sol contiene hidrógeno,​ entre otros elementos (1862), y en 1868 publica su gran mapa del espectro normal del Sol en Recherches sur le spectre solaire, incluyendo medidas detalladas de más de 1000 líneas espectrales, que durante mucho tiempo permaneció como una referencia en cuestión de longitud de onda, aunque sus medidas fueran inexactas en una parte en 7000 u 8000 debido a que el metro que usó como estándar era demasiado corto.

Ångström fue el primero, en 1867, en examinar el espectro de las auroras boreales, y detectó y midió la línea brillante caracerísticas en la región del amarillo-verde, aunque se equivocó en suponer que esa misma línea, a veces conocida con su nombre, se vería también en la luz zodiacal.

Se creó en su honor la unidad Angstrom (1 Å = 10−10 m) utilizada para medir la longitud de onda de la luz o las distancias interatómicas en la materia. Esta unidad también se utiliza en la Cristalografía, así como la Espectroscopia. Más información aquí y aquí.

Urbain Le Verrier (1811-1877).

Retrato de Urbain le Verrier.

Urbain Jean Joseph Le Verrier (11 de marzo de 1811 – 23 de septiembre de 1877) fue un matemático francés que se especializó en mecánica celeste. Su logro más importante fue su colaboración en el descubrimiento de Neptuno usando solo matemáticas y los datos de las observaciones astronómicas previas.

Trabajó en el observatorio de París la mayor parte de su vida, donde llegó a ser su director.

Descubrimiento de Neptuno.

Animado por el matemático François Arago, por entonces director del Observatorio de París, realizó los cálculos para explicar las diferencias observadas en la órbita de Urano y su comportamiento previsto por las leyes físicas de Kepler y Newton. Le Verrier le dio a Johann Gottfried Galle la posición del planeta y este lo localizó en septiembre 1846; a menos de 1° de su situación prevista en la constelación de Acuario.

Al mismo tiempo, pero desconociéndolo Le Verrier, los mismos cálculos eran hechos por John Couch Adams en Inglaterra. Le Verrier anunció públicamente la situación del planeta predicho a la Academia Francesa el 31 de agosto de 1846. Dos días después, Adams informó de sus previsiones al Real Observatorio de Greenwich, que resultaron ser muchos menos precisas que las de Le Verrier (12º frente a 1º). Existió y todavía hoy aún existe polémica acerca de a quién atribuirle el mérito del descubrimiento de Neptuno: estudios recientes del material original que dejó Adams (y durante muchos años estuvo desaparecido en manos del astrónomo inglés Olin J. Eggen) parecen indicar que, en realidad, todo el mérito recae en el francés; al parecer se ocultó el material original de Adams para que ambos pudieran ostentar el honor del descubrimiento.

Le Verrier mandó el 18 de septiembre una carta con su predicción a Johann Galle, quien se encontraba en el Observatorio de Berlín. La carta tardó 5 días en llegar y el planeta fue descubierto la misma noche del 23 de septiembre con el telescopio refractor Fraunhofer de Berlín por Galle y Heinrich Louis d'Arrest a 1º de la localización predicha cerca del límite entre Capricornio y Acuario.

Quizás espoleado por su descubrimiento, Le Verrier interpretó que la anomalía en la órbita de Mercurio consistente en un avance de su perihelio era debido a un planeta no descubierto al que se le llamó planeta Vulcano. Esto activó una ola de falsos descubrimientos que duraron hasta 1915, cuando Einstein explicó el movimiento anómalo con su teoría general de la relatividad.

Los últimos 25 años de su vida los dedicó a establecer las órbitas de los 8 planetas. Más información aquí y aquí.

LEON FOCAULT (1819-1868).

Retrato de Leon Focault.

Jean Bernard Léon Foucault (18 de septiembre de 1819-11 de febrero de 1868) fue un físico francés. Demostró experimentalmente la rotación terrestre en 1851 mediante un enorme péndulo, el llamado «péndulo de Foucault» (instalado primero en el Observatorio de París y unas semanas después en el Panteón de París). Entre otras contribuciones, midió la velocidad de la luz, hizo las primeras fotografías del Sol, descubrió las corrientes de Foucault e inventó el giróscopo.

Medición de la velocidad de la luz.

Continuando la experiencia abandonada por François Arago en 1843 a causa de la ceguera que sufría, Foucault fue capaz en 1850 de realizar una serie de experiencias acerca de la velocidad de la luz, perfeccionando el espejo giratorio diseñado por sir Charles Wheatstone, demostrarando que la luz se propaga más rápidamente en el aire que en el agua.

Este resultado supuso invalidar la teoría corpuscular a favor de la teoría ondulatoria de la luz, hasta que la dualidad onda-partícula unificó estos dos conceptos en el contexto de la física cuántica. Confirmó que la velocidad de la luz varía inversamente con el índice de refracción del medio en el que se propaga (ver el Experimento de Fizeau y Foucault).

En 1862 obtuvo una medida de la velocidad de la luz de 298 000 kilómetros/segundo (con una precisión de ±500 km/s), 10 000 km/s menor que la anteriormente obtenida por Hippolyte Fizeau en 1849, con una diferencia de únicamente el 0,6 % de error sobre el valor actualmente aceptado.

Péndulo de Foucault.

Su experimento más espectacular, el que le proporcionó una enorme popularidad, fue realizado el 26 de marzo de 1851 en el Panteón de París, convertido en una demostración impactante para el gran público. Ofició de péndulo una bala de cañón de 26 kg revestida de latón, colgada de la bóveda mediante un cable de 67 metros de largo, que tardaba dieciséis segundos en ir y volver cada vez. Adherido a la bala, en su parte inferior, había un pequeño estilete y el suelo del Panteón estaba cubierto de arena. En cada ida y vuelta, el estilete dejaba una marca diferente en la arena, cada una de ellas unos dos milímetros a la izquierda de la anterior, demostrando así que la Tierra giraba.

Más información aquí y aquí.

PERCIVAL LOWELL (1855-1916)

Retrato de Percival Lowell.

Percival Lowell (13 de marzo de 1855-12 de noviembre de 1916) fue un astrónomo estadounidense, convencido de que existían canales de origen artificial en Marte. Fundó el Observatorio Lowell en Flagstaff, Arizona.

Lowell fue en Estados Unidos el principal defensor de la existencia de los Canales de Marte de origen artificial. Había recogido esa idea de las observaciones y dibujos de Giovanni Schiaparelli, un astrónomo italiano de gran prestigio que había anotado la palabra canali en algunas estructuras alargadas de la superficie del planeta. Lowell se interesó en el tema y pasó varios años observando la superficie de Marte y realizando multitud de dibujos de su superficie. Expuso sus observaciones y teorías en tres libros: Mars (1895), Mars and Its Canals (1906), y Mars As the Abode of Life (1908).

Gran parte de la iconografía popular de los marcianos como extraterrestres prototípicos proviene de las obras de Lowell sobre los canales de Marte y la necesidad de una civilización avanzada capaz de extraer el agua de sus polos y llevarla a las regiones ecuatoriales menos frías. En 1912, cuatro años después de que Lowell publicara sus teorías sobre la vida en Marte, Edgar Rice Burroughs comenzaría una serie de novelas de ciencia ficción sobre los habitantes de Marte. A medida que Lowell se fue quedando solo como defensor de la idea de canales marcianos su prestigio científico, bien establecido anteriormente, se fue hundiendo poco a poco; finalmente incluso Lowell tuvo que rendirse a la evidencia.

A la caza del décimo planeta.

La mayor contribución de Lowell a las ciencias planetarias llegaron en sus últimos 8 años de vida en los que se dedicó a la búsqueda del Planeta X, un hipotético planeta más allá de la órbita de Neptuno. La búsqueda continuó incluso varios años después de su muerte. Finalmente, en 1930 el nuevo planeta fue descubierto por Clyde Tombaugh, un astrónomo del Observatorio Lowell. El planeta se denominó Plutón, un nombre que tenía reminiscencias mitológicas y cuyas primeras letras, "PL", representaban a Percival Lowell.

Hay que destacar que la búsqueda de un planeta más allá de Neptuno provenía de las dificultades en ajustar la órbita del planeta, lo que sugería atribuir las perturbaciones gravitatorias a un planeta exterior. Tal era el método por el que se había descubierto Neptuno, a través de sus perturbaciones sobre la órbita de Urano. Sin embargo Plutón es demasiado pequeño para tener ninguna influencia sobre la órbita de Neptuno. Finalmente el problema con el ajuste de la órbita de Neptuno resultó ser que su trayectoria no había sido bien determinada al contar con observaciones de una parte muy pequeña de su periodo orbital anual de 165 años. Más información aquí y aquí.

GIOVANNI SCHIAPARELLI (1835-1910).

Giovanni Virginio Schiaparelli (Savigliano, 14 de marzo de 1835 - Milán, 4 de julio de 1910) fue un astrónomo e historiador de la ciencia italiano. También fue senador del Reino de Italia, miembro de la Accademia Nazionale dei Lincei, Accademia delle Scienze di Torino y del Regio Istituto Lombardo, y es especialmente conocido por su trabajo sobre Marte.

Determinó once mil medidas de estrellas binarias, es decir, estrellas que en el telescopio óptico, aparecen muy cerca una de la otra en el cielo. La óptica de estrellas dobles puede ser de dos estrellas que orbitan mutuamente alrededor de un centro de masas común (binarias visuales), o parejas aparentes: dos estrellas, sin ninguna conexión física pero que están muy cerca, desde la perspectiva de la observación desde la Tierra.

Entre los resultados astronómicos, hubo el descubrimiento del asteroide Hesperia, el 29 de abril de 1861, y la demostración de la asociación de las lluvia de meteoros de Perseidas y de Leónidas con un cometa. Schiaparelli verificó, por ejemplo, que la órbita del enjambre meteórico de Leónidas coincidía con la del cometa Tempel-Tuttle. Estas observaciones llevaron al astrónomo a formular la hipótesis, que posteriormente resultó ser muy exacta, que las lluvias de meteoros podrían ser residuos de cometas.

Los canales de Marte.

Entre los muchos resultados de Schiaparelli, el más popular para el público en general fueron sus observaciones al telescopio del planeta Marte. Durante la gran oposición de 1877, observó la superficie del planeta con una densa red de las estructuras lineales que llamó "canales". Los canales de Marte pronto se hicieron famosos, dando lugar a una oleada de hipótesis, especulaciones y folclore, sobre la posibilidad de vida inteligente en Marte.

La mayoría de las hipótesis de vida inteligente (que después resultó ser un error) se debieron a un error de traducción de la labor de Schiaparelli al inglés. De hecho, la palabra canali se tradujo con el término "canals" en lugar de "channels", que hubiera sido la adecuada. Mientras que la primera palabra indica una construcción artificial, la segunda indica la correcta conformación del terreno de forma natural. Fue a partir de esta traducción incorrecta que derivan las diversas hipótesis sobre la vida en Marte. Entre los más fervientes partidarios de la opción "artificial" de los canales de Marte estaba el famoso astrónomo americano Percival Lowell, que pasó la mayor parte de su vida tratando de demostrar la existencia de vida inteligente en el planeta rojo. Más información aquí y aquí.

Conclusiones:

En la época moderna o lo que se considera época moderna se realizan muchos avances sobre todo en el plano teórico que darán como resultado un gran avance en todas las ciencias, Isaac Newton es parte clave por no decir fundamental en este impulso con sus leyes de la física antes descritas aunque su modelo de universo se trata de un universo estático. Los matemáticos de la época consiguen desarrollar herramientas de las que luego en el siglo XX desarrollaremos toda la astrofísica. La astronomía se ve influenciada por las observaciones y curiosamente por mentes un tanto calenturientas de esas observaciones que a pesar de todo siguen siendo y seguirán siendo durante bastante parte del siglo XX bastante defectuosas. Todas las observaciones se realizarán desde la Tierra, como es obvio decirlo, es una época de exploración y descubrimientos en todas las facetas de la ciencia, curiosamente ciertas hipótesis bastante folclóricas dan pie a que hoy en día tengamos una literatura bastante extensa de viajes espaciales y civilizaciones alienígenas, a mi entender el proceso de la ufología comienza con Lowell y sus teorías de civilizaciones marcianas. Todos estos personajes tienen a su nombre cráteres, asteroides, cometas y por supuesto sus leyes. 

Bibliografía e imágenes:
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Wikipedia
astromia.com
biografiasyvidas.com