Esferas concéntricas

El modelo cosmológico de esferas concéntricas (u homocéntricas), desarrollado por Eudoxo, Calipo y Aristóteles, empleaba esferas celestes todas centradas en la tierra. En este sentido, se diferenciaba de los modelos epicíclico y excéntrico con múltiples centros, que fueron utilizados por Ptolomeo y otros astrónomos matemáticos hasta la época de Copérnico.

Orígenes del concepto de esferas concéntricas

Animación que representa el modelo de Eudoxus de movimiento planetario retrogrado. Las dos esferas homocéntricas más internas de su modelo están representadas como anillos aquí, cada vuelta con el mismo período pero en direcciones opuestas, moviendo el planeta a lo largo de una figura-ocho, o hippopede

Eudoxo de Cnido fue el primer astrónomo en desarrollar el concepto de esferas concéntricas. Originalmente fue estudiante en la academia de Platón y se cree que fue influenciado por las especulaciones cosmológicas de Platón y Pitágoras. Se le ocurrió la idea de las esferas homocéntricas para explicar los movimientos inconsistentes percibidos de los planetas y desarrollar un modelo uniforme para calcular con precisión el movimiento de los objetos celestes. Ninguno de sus libros ha sobrevivido hasta nuestros días y todo lo que sabemos sobre sus teorías cosmológicas proviene de las obras de Aristóteles y Simplicio. Según estos trabajos, el modelo de Eudoxo tenía veintisiete esferas homocéntricas y cada esfera explicaba un tipo de movimiento observable para cada objeto celeste. Eudoxo asigna una esfera a las estrellas fijas que se supone que explica su movimiento diario. Él asigna tres esferas tanto al sol como a la luna con la primera esfera moviéndose de la misma manera que la esfera de las estrellas fijas. La segunda esfera explica el movimiento del sol y la luna en el plano de la eclíptica. Se suponía que la tercera esfera se movía en un círculo "latitudinalmente inclinado" y explicaba el movimiento latitudinal del sol y la luna en el cosmos. Se asignaron cuatro esferas a Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno, que eran los únicos planetas conocidos en ese momento. La primera y segunda esferas de los planetas se movieron exactamente como las dos primeras esferas del sol y la luna. Según Simplicius, se suponía que la tercera y cuarta esfera de los planetas se movían de una manera que creaba una curva conocida como hipopedo. El hipopedo fue una forma de tratar de explicar los movimientos retrógrados de los planetas. Muchos historiadores de la ciencia, como Michael J. Crowe, han argumentado que Eudoxus no consideró que su sistema de esferas concéntricas fuera una representación real del universo, sino que pensó que era simplemente un modelo matemático para calcular el movimiento planetario.

Adiciones posteriores a Eudoxus' modelo

Callippus, un contemporáneo de Eudoxus, intentó mejorar su sistema aumentando el número total de esferas homocéntricas. Agregó dos esferas adicionales para el sol y la luna, así como una esfera adicional para Marte, Mercurio y Venus. Se suponía que estas esferas adicionales solucionarían algunos de los problemas de cálculo en el sistema original de Eudoxus. El sistema de Callippus pudo predecir mejor los movimientos de ciertos objetos celestes, pero su sistema todavía tenía muchos problemas y no podía dar cuenta de muchas observaciones astronómicas.

Aristóteles desarrolló su propio sistema de esferas concéntricas en Metafísica y De Caelo (Sobre los cielos). Pensó que tanto Eudoxus como Callippus tenían muy pocas esferas dentro de sus modelos y agregó más esferas al sistema de Callippus. Agregó tres esferas a Júpiter y Marte, así como cuatro esferas a Venus, Mercurio, el sol y la luna para un total de cincuenta y cinco esferas. Más tarde dudó de la precisión de sus resultados y afirmó que creía que había cuarenta y siete o cuarenta y nueve esferas concéntricas. Los historiadores no están seguros de cuántas esferas pensó Aristóteles que había en el cosmos con teorías que van desde 43 a 55. A diferencia de Eudoxo, Aristóteles creía que su sistema representaba un modelo real del cosmos.