Historia de la astronomía

La astronomía es la más antigua de las ciencias naturales, se remonta a la antigüedad, con sus orígenes en las creencias y prácticas religiosas, mitológicas, cosmológicas, calendáricas y astrológicas de la prehistoria: vestigios de estas aún se encuentran en la astrología, una disciplina entrelazada durante mucho tiempo con el público. y astronomía gubernamental. No se separó por completo en Europa (ver astrología y astronomía) durante la revolución copernicana que comenzó en 1543. En algunas culturas, los datos astronómicos se utilizaron para el pronóstico astrológico. El estudio de la astronomía ha recibido apoyo financiero y social de muchas instituciones, especialmente de la Iglesia cristiana, que fue su mayor fuente de apoyo entre el siglo XII y la Ilustración.

Historia temprana

Las primeras culturas identificaron los objetos celestes con dioses y espíritus. Relacionaron estos objetos (y sus movimientos) con fenómenos como la lluvia, la sequía, las estaciones y las mareas. En general, se cree que los primeros astrónomos eran sacerdotes y que entendían los objetos y eventos celestiales como manifestaciones de lo divino, de ahí la conexión de la astronomía temprana con lo que ahora se llama astrología. Un colmillo de mamut de marfil tallado de 32.500 años de antigüedad podría contener el mapa estelar más antiguo conocido (parecido a la constelación de Orión). También se ha sugerido que el dibujo en la pared de las cuevas de Lascaux en Francia que data de hace 33.000 a 10.000 años podría ser una representación gráfica de las Pléyades, el Triángulo de Verano y la Corona del Norte.Las estructuras antiguas con alineaciones posiblemente astronómicas (como Stonehenge) probablemente cumplieron funciones astronómicas, religiosas y sociales.

Los calendarios del mundo a menudo se han establecido mediante la observación del Sol y la Luna (marcando el día, el mes y el año), y fueron importantes para las sociedades agrícolas, en las que la cosecha dependía de la siembra en la época correcta del año, y para las cuales el la luna casi llena era la única iluminación para los viajes nocturnos a los mercados de la ciudad.

El calendario moderno común se basa en el calendario romano. Aunque originalmente era un calendario lunar, rompió el vínculo tradicional del mes con las fases de la Luna y dividió el año en doce meses casi iguales, que en su mayoría alternaban entre treinta y treinta y un días. Julio César instigó la reforma del calendario en el 46 a. C. e introdujo lo que ahora se llama el calendario juliano, basado en la duración del año de 365  1 ⁄ 4 días propuesta originalmente por el astrónomo griego Calipo del siglo IV a.

Europa prehistórica

Desde 1990, nuestra comprensión de los europeos prehistóricos ha cambiado radicalmente por los descubrimientos de artefactos astronómicos antiguos en toda Europa. Los artefactos demuestran que los europeos del Neolítico y la Edad del Bronce tenían un conocimiento sofisticado de las matemáticas y la astronomía.

Entre los descubrimientos están:

• El arqueólogo paleolítico Alexander Marshack presentó una teoría en 1972 de que los palos de hueso de lugares como África y Europa posiblemente desde 35,000 a. C. podrían marcarse de manera que rastrearan las fases de la Luna, una interpretación que ha recibido críticas.
• El calendario de Warren Field en el valle del río Dee de Aberdeenshire en Escocia. Excavado por primera vez en 2004 pero solo en 2013 revelado como un hallazgo de gran importancia, es hasta la fecha el calendario conocido más antiguo del mundo, creado alrededor del 8000 a. C. y anterior a todos los demás calendarios por unos 5.000 años. El calendario toma la forma de un monumento mesolítico temprano que contiene una serie de 12 pozos que parecen ayudar al observador a rastrear los meses lunares al imitar las fases de la Luna. También se alinea con la salida del sol en el solsticio de invierno, coordinando así el año solar con los ciclos lunares. El monumento había sido mantenido y reformado periódicamente, quizás hasta cientos de veces, en respuesta a los ciclos solares/lunares cambiantes, en el transcurso de 6000 años, hasta que el calendario dejó de usarse hace unos 4000 años.
• El círculo de Goseck se encuentra en Alemania y pertenece a la cultura de la cerámica lineal. Descubierto por primera vez en 1991, su importancia solo quedó clara después de que los resultados de las excavaciones arqueológicas estuvieran disponibles en 2004. El sitio es uno de los cientos de recintos circulares similares construidos en una región que abarca Austria, Alemania y la República Checa durante un período de 200 años que comenzó poco después del 5000 a.
• El disco celeste de Nebra es un disco de bronce de la Edad del Bronce que fue enterrado en Alemania, no lejos del círculo de Goseck, alrededor del año 1600 a. Mide unos 30 cm de diámetro con una masa de 2,2 kg y muestra una pátina azul verdosa (de oxidación) con incrustaciones de símbolos dorados. Encontrado por ladrones arqueológicos en 1999 y recuperado en Suiza en 2002, pronto fue reconocido como un descubrimiento espectacular, entre los más importantes del siglo XX.Las investigaciones revelaron que el objeto había estado en uso alrededor de 400 años antes del entierro (2000 aC), pero que su uso había sido olvidado en el momento del entierro. El oro con incrustaciones representaba la luna llena, una luna creciente de unos 4 o 5 días y el cúmulo de estrellas de las Pléyades en un arreglo específico que forma la representación más antigua conocida de fenómenos celestiales. Doce meses lunares pasan en 354 días, lo que requiere que un calendario inserte un mes bisiesto cada dos o tres años para mantenerse sincronizado con las estaciones del año solar (haciéndolo lunisolar). Las primeras descripciones conocidas de esta coordinación fueron registradas por los babilonios en los siglos VI o VII a. C., más de mil años después. Esas descripciones verificaron el conocimiento antiguo del disco del cielo de Nebra.
• El sitio de Kokino, descubierto en 2001, se asienta sobre un cono volcánico extinto a una altura de 1.013 metros (3.323 pies), ocupando alrededor de 0,5 hectáreas con vistas al campo circundante en Macedonia del Norte. Un observatorio astronómico de la Edad del Bronce se construyó allí alrededor del año 1900 a. C. y sirvió continuamente a la comunidad cercana que vivió allí hasta alrededor del 700 a. C. El espacio central se utilizó para observar la salida del sol y la luna llena. Tres marcas ubican el amanecer en los solsticios de verano e invierno y en los dos equinoccios. Cuatro más dan las declinaciones mínimas y máximas de la luna llena: en verano y en invierno. Dos miden la duración de los meses lunares. Juntos reconcilian los ciclos solar y lunar al marcar las 235 lunaciones que ocurren durante 19 años solares, regulando un calendario lunar. En una plataforma separada del espacio central, en una elevación más baja, se hicieron cuatro asientos de piedra (tronos) alineados de norte a sur, junto con un marcador de trinchera excavado en el muro este. Este marcador permite que la luz del Sol naciente caiga solo sobre el segundo trono, en pleno verano (alrededor del 31 de julio). Se usaba para la ceremonia ritual que vinculaba al gobernante con el dios sol local, y también marcaba el final de la temporada de crecimiento y el momento de la cosecha.
• Los sombreros dorados de Alemania, Francia y Suiza que datan de 1400 a 800 a. C. están asociados con la cultura Urnfield de la Edad del Bronce. Los sombreros dorados están decorados con un motivo en espiral del Sol y la Luna. Probablemente eran una especie de calendario que se usaba para calibrar entre los calendarios lunar y solar. La erudición moderna ha demostrado que la ornamentación de los conos de pan de oro del tipo Schifferstadt, al que pertenece el ejemplo de Berlin Gold Hat, representa secuencias sistemáticas en términos de número y tipos de ornamentos por banda. Un estudio detallado del ejemplo de Berlín, que es el único que se conserva en su totalidad, mostró que los símbolos probablemente representan un calendario lunisolar. El objeto habría permitido la determinación de fechas o períodos tanto en calendarios lunares como solares.

Tiempos antiguos

Mesopotamia

Los orígenes de la astronomía occidental se encuentran en Mesopotamia, la "tierra entre los ríos" Tigris y Éufrates, donde se ubicaron los antiguos reinos de Sumeria, Asiria y Babilonia. Una forma de escritura conocida como cuneiforme surgió entre los sumerios alrededor del 3500 al 3000 a. Nuestro conocimiento de la astronomía sumeria es indirecto, a través de los primeros catálogos de estrellas babilónicos que datan de alrededor del 1200 a. El hecho de que muchos nombres de estrellas aparezcan en sumerio sugiere una continuidad que llega hasta la Edad del Bronce Temprano. La teología astral, que dio a los dioses planetarios un papel importante en la mitología y la religión mesopotámicas, comenzó con los sumerios. También utilizaron un sistema numérico de valor posicional sexagesimal (base 60), que simplificó la tarea de registrar números muy grandes y muy pequeños. La práctica moderna de dividir un círculo en 360 grados, o una hora en 60 minutos, comenzó con los sumerios. Para obtener más información, consulte los artículos sobre números babilónicos y matemáticas.

Las fuentes clásicas utilizan con frecuencia el término caldeos para los astrónomos de Mesopotamia, que eran, en realidad, sacerdotes-escribas especializados en astrología y otras formas de adivinación.

La primera evidencia del reconocimiento de que los fenómenos astronómicos son periódicos y de la aplicación de las matemáticas a su predicción es babilónica. Tablillas que datan del período babilónico antiguo documentan la aplicación de las matemáticas a la variación en la duración de la luz del día durante un año solar. Siglos de observaciones babilónicas de fenómenos celestes están registrados en la serie de tablillas cuneiformes conocidas como Enūma Anu Enlil. El texto astronómico significativo más antiguo que poseemos es la Tablilla 63 del Enūma Anu Enlil, la tablilla de Venus de Ammi-saduqa, que enumera las primeras y últimas salidas visibles de Venus durante un período de aproximadamente 21 años y es la evidencia más temprana de que los fenómenos de un planeta se reconocieron como periódicos. El MUL.APIN, contiene catálogos de estrellas y constelaciones así como esquemas para predecir salidas heliacas y puestas de los planetas, longitudes de luz diurna medidas por un reloj de agua, gnomon, sombras e intercalaciones. El texto babilónico GU ​​dispone las estrellas en 'cadenas' que se encuentran a lo largo de círculos de declinación y, por lo tanto, miden ascensiones rectas o intervalos de tiempo, y también emplea las estrellas del cenit, que también están separadas por diferencias de ascensión recta dadas.

Durante el reinado de Nabonassar (747–733 a. C.) apareció un aumento significativo en la calidad y frecuencia de las observaciones babilónicas. Los registros sistemáticos de fenómenos ominosos en los diarios astronómicos babilónicos que comenzaron en este momento permitieron el descubrimiento de un ciclo repetitivo de eclipses lunares de 18 años, por ejemplo. El astrónomo griego Ptolomeo luego usó el reinado de Nabonassar para fijar el comienzo de una era, ya que sintió que las primeras observaciones utilizables comenzaron en este momento.

Las últimas etapas en el desarrollo de la astronomía babilónica tuvieron lugar durante la época del Imperio seléucida (323–60 a. C.). En el siglo III a. C., los astrónomos comenzaron a utilizar "textos de año objetivo" para predecir los movimientos de los planetas. Estos textos compilaron registros de observaciones pasadas para encontrar ocurrencias repetidas de fenómenos siniestros para cada planeta. Aproximadamente al mismo tiempo, o poco después, los astrónomos crearon modelos matemáticos que les permitieron predecir estos fenómenos directamente, sin consultar registros anteriores. Un notable astrónomo babilónico de esta época fue Seleuco de Seleucia, partidario del modelo heliocéntrico.

La astronomía babilónica fue la base de gran parte de lo que se hizo en la astronomía griega y helenística, en la astronomía india clásica, en el Irán sasánida, en Bizancio, en Siria, en la astronomía islámica, en Asia central y en Europa occidental.

India

La astronomía en el subcontinente indio se remonta al período de la civilización del valle del Indo durante el tercer milenio a. C., cuando se usaba para crear calendarios. Como la civilización del valle del Indo no dejó documentos escritos, el texto astronómico indio más antiguo que existe es el Vedanga Jyotisha, que data del período védico. El Vedanga Jyotisha se atribuye a Lagadha y tiene una fecha interna de aproximadamente 1350 a. C. y describe reglas para seguir los movimientos del Sol y la Luna con fines rituales. Está disponible en dos recensiones, una perteneciente al Rig Veda y la otra al Yajur Veda. Según el Vedanga Jyotisha, en un yugao "era", hay 5 años solares, 67 ciclos siderales lunares, 1.830 días, 1.835 días siderales y 62 meses sinódicos. Durante el siglo VI, la astronomía estuvo influenciada por las tradiciones astronómicas griega y bizantina.

Aryabhata (476-550), en su obra magna Aryabhatiya (499), propuso un sistema computacional basado en un modelo planetario en el que se tomaba la Tierra girando sobre su eje y los períodos de los planetas se daban con respecto al Sol.. Calculó con precisión muchas constantes astronómicas, como los períodos de los planetas, los tiempos de los eclipses solares y lunares y el movimiento instantáneo de la Luna. Los primeros seguidores del modelo de Aryabhata incluyeron a Varahamihira, Brahmagupta y Bhaskara II.

La astronomía avanzó durante el Imperio Shunga y durante este tiempo se produjeron muchos catálogos de estrellas. El período Shunga se conoce como la "edad de oro de la astronomía en la India". Vio el desarrollo de cálculos para los movimientos y lugares de varios planetas, su salida y puesta, conjunciones y el cálculo de eclipses.

Los astrónomos indios del siglo VI creían que los cometas eran cuerpos celestes que reaparecían periódicamente. Esta fue la opinión expresada en el siglo VI por los astrónomos Varahamihira y Bhadrabahu, y el astrónomo del siglo X Bhattotpala enumeró los nombres y los períodos estimados de ciertos cometas, pero lamentablemente no se sabe cómo se calcularon estas cifras o qué tan precisas fueron.

Bhāskara II (1114–1185) fue el director del observatorio astronómico de Ujjain, continuando la tradición matemática de Brahmagupta. Escribió el Siddhantasiromani que consta de dos partes: Goladhyaya (esfera) y Grahaganita (matemáticas de los planetas). También calculó el tiempo que tarda la Tierra en orbitar alrededor del Sol con 9 decimales. La Universidad Budista de Nalanda en ese momento ofrecía cursos formales en estudios astronómicos.

Otros astrónomos importantes de la India incluyen a Madhava de Sangamagrama, Nilakantha Somayaji y Jyeshtadeva, quienes fueron miembros de la escuela de astronomía y matemáticas de Kerala desde el siglo XIV hasta el siglo XVI. Nilakantha Somayaji, en su Aryabhatiyabhasya, un comentario sobre el Aryabhatiya de Aryabhata, desarrolló su propio sistema computacional para un modelo planetario parcialmente heliocéntrico, en el que Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno giran alrededor del Sol, que a su vez gira alrededor de la Tierra, similar al sistema Tychonic propuesto posteriormente por Tycho Brahe a finales del siglo XVI.. El sistema de Nilakantha, sin embargo, era matemáticamente más eficiente que el sistema Tychonic, debido a que tuvo en cuenta correctamente la ecuación del centro y el movimiento latitudinal de Mercurio y Venus. La mayoría de los astrónomos de la escuela de astronomía y matemáticas de Kerala que lo siguieron aceptaron su modelo planetario.

Grecia y el mundo helenístico

Los antiguos griegos desarrollaron la astronomía, que trataron como una rama de las matemáticas, a un nivel muy sofisticado. Los primeros modelos geométricos tridimensionales para explicar el movimiento aparente de los planetas fueron desarrollados en el siglo IV a. C. por Eudoxo de Cnido y Calipo de Cícico. Sus modelos se basaron en esferas homocéntricas anidadas centradas en la Tierra. Su contemporáneo más joven, Heráclides Ponticus, propuso que la Tierra gira alrededor de su eje.

Los filósofos naturales como Platón y Aristóteles adoptaron un enfoque diferente de los fenómenos celestes. Estaban menos preocupados por desarrollar modelos predictivos matemáticos que por desarrollar una explicación de las razones de los movimientos del Cosmos. En su Timeo, Platón describió el universo como un cuerpo esférico dividido en círculos portadores de planetas y gobernado según intervalos armónicos por un alma mundial. Aristóteles, basándose en el modelo matemático de Eudoxo, propuso que el universo estaba hecho de un sistema complejo de esferas concéntricas, cuyos movimientos circulares se combinaban para llevar a los planetas alrededor de la tierra. Este modelo cosmológico básico prevaleció, en varias formas, hasta el siglo XVI.

En el siglo III a. C., Aristarco de Samos fue el primero en sugerir un sistema heliocéntrico, aunque solo sobreviven descripciones fragmentarias de su idea. Eratóstenes estimó la circunferencia de la Tierra con gran precisión.

La astronomía geométrica griega se alejó del modelo de esferas concéntricas para emplear modelos más complejos en los que un círculo excéntrico transportaría un círculo más pequeño, llamado epiciclo, que a su vez transportaba un planeta. El primer modelo de este tipo se atribuye a Apolonio de Perge y Hiparco de Nicea llevó a cabo más desarrollos en el siglo II a. C. Hipparchus hizo una serie de otras contribuciones, incluida la primera medición de la precesión y la compilación del primer catálogo de estrellas en el que propuso nuestro sistema moderno de magnitudes aparentes.

El mecanismo de Antikythera, un dispositivo de observación astronómica de la antigua Grecia para calcular los movimientos del Sol y la Luna, posiblemente los planetas, data de alrededor de 150-100 a. C. y fue el primer antepasado de una computadora astronómica. Fue descubierto en un antiguo naufragio frente a la isla griega de Antikythera, entre Kythera y Creta. El dispositivo se hizo famoso por el uso de un engranaje diferencial, que anteriormente se creía que había sido inventado en el siglo XVI, y la miniaturización y complejidad de sus piezas, comparable a un reloj fabricado en el siglo XVIII. El mecanismo original se exhibe en la colección de Bronce del Museo Arqueológico Nacional de Atenas, acompañado de una réplica.

Dependiendo del punto de vista del historiador, el apogeo o la corrupción de la astronomía física griega se ve con Ptolomeo de Alejandría, quien escribió la clásica presentación completa de la astronomía geocéntrica, Megale Syntaxis (Gran Síntesis), mejor conocida por su título árabe Almagesto, que tenía un efecto duradero en la astronomía hasta el Renacimiento. En sus Hipótesis Planetarias, Ptolomeo se aventuró en el campo de la cosmología, desarrollando un modelo físico de su sistema geométrico, en un universo muchas veces más pequeño que la concepción más realista de Aristarco de Samos cuatro siglos antes.

Egipto

La orientación precisa de las pirámides egipcias ofrece una demostración duradera del alto grado de habilidad técnica para observar los cielos alcanzado en el tercer milenio antes de Cristo. Se ha demostrado que las pirámides estaban alineadas hacia la estrella polar que, debido a la precesión de los equinoccios, era en ese momento Thuban, una estrella débil en la constelación de Draco. La evaluación del sitio del templo de Amun-Re en Karnak, teniendo en cuenta el cambio en el tiempo de la oblicuidad de la eclíptica, ha demostrado que el Gran Templo estaba alineado en la salida del Sol de pleno invierno.La longitud del corredor por el que viajaría la luz del sol tendría una iluminación limitada en otras épocas del año. Los egipcios también encontraron la posición de Sirio (la estrella del perro) que creían que era Anubis, su dios con cabeza de chacal que se movía por los cielos. Su posición era fundamental para su civilización, ya que cuando se elevó helíaco en el este antes del amanecer, predijo la inundación del Nilo. También es de donde obtenemos la frase 'dog days of summer'.

La astronomía jugó un papel considerable en asuntos religiosos para fijar las fechas de los festivales y determinar las horas de la noche. Se conservan los títulos de varios libros del templo que registran los movimientos y las fases del sol, la luna y las estrellas. La salida de Sirio (egipcio: Sopdet, griego: Sothis) al comienzo de la inundación fue un punto particularmente importante para fijar en el calendario anual.

Escribiendo en la época romana, Clemente de Alejandría da una idea de la importancia de las observaciones astronómicas para los ritos sagrados:

Y tras el Cantor avanza el Astrólogo (ὡροσκόπος), con un horologium (ὡρολόγιον) en la mano, y una palma (φοίνιξ), los símbolos de la astrología. Debe saber de memoria los libros astrológicos herméticos, que son cuatro. De estos, uno trata sobre la disposición de las estrellas fijas que son visibles; uno sobre las posiciones del Sol y la Luna y cinco planetas; uno sobre las conjunciones y fases del Sol y la Luna; y uno se refiere a sus levantamientos.

Los instrumentos del astrólogo (horologio y palma) son una plomada y un instrumento de observación. Han sido identificados con dos objetos inscritos en el Museo de Berlín; un asa corta de la que colgaba una plomada y una rama de palmera con una mirilla en el extremo más ancho. Este último se sostuvo cerca del ojo, el primero en la otra mano, quizás con el brazo extendido. Los libros "herméticos" a los que se refiere Clemente son los textos teológicos egipcios, que probablemente no tienen nada que ver con el hermetismo helenístico.

De las tablas de estrellas en el techo de las tumbas de Ramsés VI y Ramsés IX parece que para fijar las horas de la noche un hombre sentado en el suelo miraba al Astrólogo en tal posición que pasaba la línea de observación de la estrella polar. sobre la mitad de su cabeza. En los diferentes días del año, cada hora estaba determinada por una estrella fija que culminaba o casi culminaba en ella, y la posición de estas estrellas en ese momento se da en las tablas como en el centro, en el ojo izquierdo, en el hombro derecho, etc. Según los textos, en la fundación o reconstrucción de templos el eje norte se determinaba por el mismo aparato, y podemos concluir que era el habitual para las observaciones astronómicas. En manos cuidadosas puede dar resultados de un alto grado de precisión.

Porcelana

La astronomía de Asia Oriental comenzó en China. El término solar se completó en el período de los Reinos Combatientes. El conocimiento de la astronomía china se introdujo en el este de Asia.

La astronomía en China tiene una larga historia. Se mantuvieron registros detallados de las observaciones astronómicas desde aproximadamente el siglo VI a. C. hasta la introducción de la astronomía occidental y el telescopio en el siglo XVII. Los astrónomos chinos pudieron predecir con precisión los eclipses.

Gran parte de la astronomía china temprana tenía el propósito de medir el tiempo. Los chinos usaban un calendario lunisolar, pero debido a que los ciclos del Sol y la Luna son diferentes, los astrónomos a menudo preparaban nuevos calendarios y hacían observaciones con ese propósito.

La adivinación astrológica también era una parte importante de la astronomía. Los astrónomos tomaron nota cuidadosamente de las "estrellas invitadas" (chino:客星; pinyin: kèxīng; lit.: 'estrella invitada') que aparecieron repentinamente entre las estrellas fijas. Fueron los primeros en registrar una supernova, en los Anales astrológicos de Houhanshu en 185 d.C. Además, la supernova que creó la Nebulosa del Cangrejo en 1054 es un ejemplo de "estrella invitada" observada por los astrónomos chinos, aunque no fue registrada por sus contemporáneos europeos. Los registros astronómicos antiguos de fenómenos como supernovas y cometas a veces se utilizan en estudios astronómicos modernos.

El primer catálogo de estrellas del mundo fue realizado por Gan De, un astrónomo chino, en el siglo IV a.

Mesoamérica

Los códices astronómicos mayas incluyen tablas detalladas para calcular las fases de la Luna, la recurrencia de los eclipses y la aparición y desaparición de Venus como estrella matutina y vespertina. Los mayas basaron sus calendarios en los ciclos cuidadosamente calculados de las Pléyades, el Sol, la Luna, Venus, Júpiter, Saturno, Marte, y también tenían una descripción precisa de los eclipses como se muestra en el Códice de Dresde, así como la eclíptica. o zodiaco, y la Vía Láctea fue crucial en su Cosmología.Se cree que varias estructuras mayas importantes se orientaron hacia las salidas y puestas extremas de Venus. Para los antiguos mayas, Venus era el patrón de la guerra y se cree que muchas batallas registradas se sincronizaron con los movimientos de este planeta. Marte también se menciona en los códices astronómicos conservados y en la mitología temprana.

Aunque el calendario maya no estaba ligado al Sol, John Teeple ha propuesto que los mayas calcularon el año solar con una precisión algo mayor que el calendario gregoriano. Tanto la astronomía como un intrincado esquema numerológico para medir el tiempo eran componentes de vital importancia en la religión maya.

Los mayas creían que la Tierra era el centro de todas las cosas y que las estrellas, las lunas y los planetas eran dioses. Creían que sus movimientos eran los dioses que viajaban entre la Tierra y otros destinos celestiales. Muchos eventos clave en la cultura maya se cronometraron en torno a eventos celestiales, en la creencia de que ciertos dioses estarían presentes.

Edad media

Oriente Medio

El mundo árabe y persa bajo el Islam se había vuelto muy culto, y muchas obras importantes de conocimiento de la astronomía griega, la astronomía india y la astronomía persa se tradujeron al árabe, se usaron y se almacenaron en bibliotecas en toda el área. Una contribución importante de los astrónomos islámicos fue su énfasis en la astronomía observacional. Esto condujo a la aparición de los primeros observatorios astronómicos en el mundo musulmán a principios del siglo IX. En estos observatorios se produjeron catálogos de estrellas Zij.

En el siglo X, Abd al-Rahman al-Sufi (Azophi) realizó observaciones sobre las estrellas y describió sus posiciones, magnitudes, brillo y color y dibujos para cada constelación en su Libro de estrellas fijas. También dio las primeras descripciones e imágenes de "A Little Cloud", ahora conocida como la Galaxia de Andrómeda. Lo menciona como yaciendo ante la boca de un Big Fish, una constelación árabe. Aparentemente, esta "nube" era comúnmente conocida por los astrónomos de Isfahan, muy probablemente antes del 905 d.C. La primera mención registrada de la Gran Nube de Magallanes también fue dada por al-Sufi. En 1006, Ali ibn Ridwan observó SN 1006, la supernova más brillante registrada en la historia, y dejó una descripción detallada de la estrella temporal.

A fines del siglo X, el astrónomo Abu-Mahmud al-Khujandi construyó un enorme observatorio cerca de Teherán, Irán, quien observó una serie de tránsitos meridianos del Sol, lo que le permitió calcular la inclinación del eje de la Tierra en relación con el Sol. Señaló que las mediciones realizadas por astrónomos anteriores (indios, luego griegos) habían encontrado valores más altos para este ángulo, posible evidencia de que la inclinación axial no es constante sino que, de hecho, estaba disminuyendo. En la Persia del siglo XI, Omar Khayyám compiló muchas tablas y realizó una reforma del calendario que era más precisa que la juliana y se acercaba al gregoriano.

Otros avances musulmanes en astronomía incluyeron la recopilación y corrección de datos astronómicos anteriores, la resolución de problemas significativos en el modelo ptolemaico, el desarrollo del astrolabio universal independiente de la latitud por parte de Arzachel, la invención de muchos otros instrumentos astronómicos, Ja'far Muhammad ibn Mūsā ibn La creencia de Shākir de que los cuerpos celestes y las esferas celestes estaban sujetos a las mismas leyes físicas que la Tierra, y la introducción de pruebas empíricas por parte de Ibn al-Shatir, quien produjo el primer modelo de movimiento lunar que coincidía con las observaciones físicas.

La filosofía natural (particularmente la física aristotélica) fue separada de la astronomía por Ibn al-Haytham (Alhazen) en el siglo XI, por Ibn al-Shatir en el siglo XIV y Qushji en el siglo XV.

Europa Oriental

Después de las importantes contribuciones de los eruditos griegos al desarrollo de la astronomía, entró en una era relativamente estática en Europa occidental desde la era romana hasta el siglo XII. Esta falta de progreso ha llevado a algunos astrónomos a afirmar que nada sucedió en la astronomía de Europa occidental durante la Edad Media. Sin embargo, investigaciones recientes han revelado un panorama más complejo del estudio y la enseñanza de la astronomía en el período comprendido entre los siglos IV al XVI.

Europa occidental entró en la Edad Media con grandes dificultades que afectaron a la producción intelectual del continente. Los tratados astronómicos avanzados de la antigüedad clásica se escribieron en griego y, con el declive del conocimiento de ese idioma, solo se disponía de resúmenes simplificados y textos prácticos para su estudio. Los escritores más influyentes que transmitieron esta antigua tradición en latín fueron Macrobio, Plinio, Martianus Capella y Calcidius. En el siglo VI, el obispo Gregorio de Tours señaló que había aprendido astronomía leyendo Martianus Capella, y pasó a emplear esta astronomía rudimentaria para describir un método por el cual los monjes podían determinar el momento de la oración en la noche observando las estrellas.

En el siglo VII, el monje inglés Bede of Jarrow publicó un texto influyente, On the Reckoning of Time, que proporcionó a los eclesiásticos el conocimiento astronómico práctico necesario para calcular la fecha adecuada de Pascua utilizando un procedimiento llamado computus. Este texto siguió siendo un elemento importante de la educación del clero desde el siglo VII hasta mucho después del surgimiento de las universidades en el siglo XII.

La gama de escritos romanos antiguos sobrevivientes sobre astronomía y las enseñanzas de Beda y sus seguidores comenzaron a estudiarse en serio durante el renacimiento del aprendizaje patrocinado por el emperador Carlomagno. En el siglo IX, en Europa occidental circulaban técnicas rudimentarias para calcular la posición de los planetas; Los eruditos medievales reconocieron sus fallas, pero los textos que describen estas técnicas continuaron siendo copiados, lo que refleja un interés en los movimientos de los planetas y en su significado astrológico.

Sobre la base de este trasfondo astronómico, en el siglo X, eruditos europeos como Gerberto de Aurillac comenzaron a viajar a España y Sicilia para buscar conocimientos que habían oído que existían en el mundo de habla árabe. Allí encontraron por primera vez varias técnicas astronómicas prácticas relacionadas con el calendario y el cronometraje, sobre todo las relacionadas con el astrolabio. Pronto eruditos como Hermann de Reichenau escribieron textos en latín sobre los usos y la construcción del astrolabio y otros, como Walcher de Malvern, usaron el astrolabio para observar el tiempo de los eclipses con el fin de probar la validez de las tablas computacionales.

En el siglo XII, los eruditos viajaban a España y Sicilia en busca de textos astronómicos y astrológicos más avanzados, que tradujeron del árabe y del griego al latín para enriquecer aún más el conocimiento astronómico de Europa occidental. La llegada de estos nuevos textos coincidió con el surgimiento de las universidades en la Europa medieval, en la que pronto encontraron un hogar. Como reflejo de la introducción de la astronomía en las universidades, Juan de Sacrobosco escribió una serie de influyentes libros de texto de introducción a la astronomía: la Esfera, un Computus, un texto sobre el Cuadrante y otro sobre Cálculo.

En el siglo XIV, Nicole Oresme, más tarde obispo de Liseux, demostró que ni los textos bíblicos ni los argumentos físicos presentados contra el movimiento de la Tierra eran demostrativos y adujo el argumento de la simplicidad para la teoría de que la Tierra se mueve, y no los cielos.. Sin embargo, concluyó que "todos sostienen, y yo mismo lo creo, que los cielos se mueven y no la tierra: porque Dios ha establecido el mundo, que no se moverá". En el siglo XV, el cardenal Nicolás de Cusa sugirió en algunos de sus escritos científicos que la Tierra giraba alrededor del Sol y que cada estrella es en sí misma un sol distante.

Europa del Renacimiento y la Edad Moderna

Revolución copernicana

Durante el período del renacimiento, la astronomía comenzó a sufrir una revolución en el pensamiento conocida como la Revolución Copernicana, que recibe el nombre del astrónomo Nicolaus Copernicus, quien propuso un sistema heliocéntrico, en el que los planetas giraban alrededor del Sol y no de la Tierra. Su De revolutionibus orbium coelestium se publicó en 1543. Si bien a largo plazo esta fue una afirmación muy controvertida, al principio solo trajo una controversia menor. La teoría se convirtió en el punto de vista dominante porque muchas figuras, sobre todo Galileo Galilei, Johannes Kepler e Isaac Newton, defendieron y mejoraron el trabajo. Otras figuras también ayudaron a este nuevo modelo a pesar de no creer en la teoría general, como Tycho Brahe, con sus conocidas observaciones.

Brahe, un noble danés, fue un astrónomo fundamental en este período. Llegó a la escena astronómica con la publicación de De nova stella, en la que desaprobaba la sabiduría convencional sobre la supernova SN 1572 (Tan brillante como Venus en su apogeo, SN 1572 más tarde se volvió invisible a simple vista, refutando la doctrina aristotélica de la inmutabilidad de los cielos.) También creó el sistema Tychonic, donde el Sol, la Luna y las estrellas giran alrededor de la Tierra, pero los otros cinco planetas giran alrededor del Sol. Este sistema combinó los beneficios matemáticos del sistema copernicano con los "beneficios físicos" del sistema ptolemaico. Este era uno de los sistemas en los que creía la gente cuando no aceptaba el heliocentrismo, pero ya no podía aceptar el sistema ptolemaico.Es más conocido por sus observaciones altamente precisas de las estrellas y el sistema solar. Más tarde se trasladó a Praga y continuó su trabajo. En Praga estuvo trabajando en las Tablas Rudolfinas, que no se terminaron hasta después de su muerte. Las tablas rodolfinas eran un mapa estelar diseñado para ser más preciso que las tablas alfonsinas, realizadas en el siglo XIII, y las tablas prutenicas, que eran inexactas. Fue asistido en este momento por su asistente Johannes Kepler, quien luego usaría sus observaciones para terminar los trabajos de Brahe y también para sus teorías.

Después de la muerte de Brahe, Kepler fue considerado su sucesor y se le asignó el trabajo de completar las obras inacabadas de Brahe, como las Tablas de Rudolphine. Completó las Tablas Rudolfinas en 1624, aunque no se publicaron durante varios años. Como muchas otras figuras de esta época, estuvo sujeto a problemas religiosos y políticos, como la Guerra de los Treinta Años, que provocó un caos que casi destruye algunas de sus obras. Sin embargo, Kepler fue el primero en intentar derivar predicciones matemáticas de los movimientos celestes a partir de causas físicas supuestas. Descubrió las tres leyes de movimiento planetario de Kepler que ahora llevan su nombre, siendo esas leyes las siguientes:

1. La órbita de un planeta es una elipse con el Sol en uno de los dos focos.
2. Un segmento de línea que une un planeta y el Sol barre áreas iguales durante intervalos de tiempo iguales.
3. El cuadrado del período orbital de un planeta es proporcional al cubo del semieje mayor de su órbita.

Con estas leyes, logró mejorar el modelo heliocéntrico existente. Los dos primeros se publicaron en 1609. Las contribuciones de Kepler mejoraron el sistema general, dándole más credibilidad porque explicaba adecuadamente los eventos y podía generar predicciones más confiables. Antes de esto, el modelo copernicano era tan poco fiable como el modelo ptolemaico. Esta mejora se produjo porque Kepler se dio cuenta de que las órbitas no eran círculos perfectos, sino elipses.

Galileo Galilei fue uno de los primeros en utilizar un telescopio para observar el cielo, y después de construir un telescopio refractor de 20x. Descubrió las cuatro lunas más grandes de Júpiter en 1610, que ahora se conocen colectivamente como las lunas galileanas, en su honor. Este descubrimiento fue la primera observación conocida de satélites que orbitan alrededor de otro planeta. También descubrió que nuestra Luna tenía cráteres y observó, y explicó correctamente, las manchas solares, y que Venus exhibió un conjunto completo de fases que se asemejan a las fases lunares. Galileo argumentó que estos hechos demostraban incompatibilidad con el modelo ptolemaico, que no podía explicar el fenómeno e incluso lo contradecía.Con las lunas demostró que la Tierra no tiene por qué tener todo girando alrededor de ella y que otras partes del Sistema Solar podrían orbitar otro objeto, como la Tierra girando alrededor del Sol. En el sistema ptolemaico, se suponía que los cuerpos celestes eran perfectos, por lo que dichos objetos no deberían tener cráteres ni manchas solares. Las fases de Venus solo podrían ocurrir en el caso de que la órbita de Venus esté dentro de la órbita de la Tierra, lo que no podría ocurrir si la Tierra fuera el centro. Él, como el ejemplo más famoso, tuvo que enfrentar desafíos de los funcionarios de la iglesia, más específicamente de la Inquisición romana. Lo acusaron de herejía porque estas creencias iban en contra de las enseñanzas de la Iglesia Católica Romana y desafiaban la autoridad de la Iglesia Católica cuando estaba en su punto más débil.Si bien pudo evitar el castigo por un tiempo, finalmente fue juzgado y declarado culpable de herejía en 1633. Aunque esto tuvo algunos gastos, su libro fue prohibido y fue puesto bajo arresto domiciliario hasta su muerte en 1642.

Sir Isaac Newton desarrolló más vínculos entre la física y la astronomía a través de su ley de gravitación universal. Al darse cuenta de que la misma fuerza que atrae objetos a la superficie de la Tierra mantenía a la Luna en órbita alrededor de la Tierra, Newton pudo explicar, en un marco teórico, todos los fenómenos gravitacionales conocidos. En su Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, derivó las leyes de Kepler a partir de los primeros principios. Esos primeros principios son los siguientes:

1. En un marco de referencia inercial, un objeto permanece en reposo o continúa moviéndose a velocidad constante, a menos que una fuerza actúe sobre él.
2. En un marco de referencia inercial, la suma vectorial de las fuerzas F sobre un objeto es igual a la masa m de ese objeto multiplicada por la aceleración a del objeto: F = ma. (Se supone aquí que la masa m es constante)
3. Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, el segundo cuerpo ejerce simultáneamente una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta sobre el primer cuerpo.

Así, mientras Kepler explicaba cómo se movían los planetas, Newton logró explicar con precisión por qué los planetas se movían de la forma en que lo hacen. Los desarrollos teóricos de Newton sentaron muchas de las bases de la física moderna.

Completando el Sistema Solar

Fuera de Inglaterra, la teoría de Newton tardó algún tiempo en establecerse. La teoría de los vórtices de Descartes predominó en Francia, y Huygens, Leibniz y Cassini aceptaron solo partes del sistema de Newton, prefiriendo sus propias filosofías. Voltaire publicó un relato popular en 1738. En 1748, la Academia de Ciencias de Francia ofreció una recompensa por resolver las perturbaciones de Júpiter y Saturno, que finalmente fue resuelta por Euler y Lagrange. Laplace completó la teoría de los planetas y la publicó entre 1798 y 1825. Habían comenzado los primeros orígenes del modelo de formación planetaria de la nebulosa solar.

Edmund Halley sucedió a Flamsteed como Astrónomo Real en Inglaterra y logró predecir el regreso en 1758 del cometa que lleva su nombre. Sir William Herschel encontró el primer planeta nuevo, Urano, observado en los tiempos modernos en 1781. La brecha entre los planetas Marte y Júpiter revelada por la ley de Titius-Bode se llenó con el descubrimiento de los asteroides Ceres y 2 Palas Palas en 1801 y 1802 con muchos más seguidores.

Al principio, el pensamiento astronómico en América se basó en la filosofía aristotélica, pero el interés por la nueva astronomía comenzó a aparecer en Almanacs ya en 1659.

Astronomía estelar

Pluralismo cósmico es el nombre que se le da a la idea de que las estrellas son soles distantes, quizás con sus propios sistemas planetarios. Las ideas en esta dirección fueron expresadas en la antigüedad por Anaxágoras y Aristarco de Samos, pero no encontraron la aceptación general. El primer astrónomo del Renacimiento europeo en sugerir que las estrellas eran soles distantes fue Giordano Bruno en su De l'infinito universo et mondi (1584). Esta idea fue uno de los cargos, aunque no en una posición destacada, presentados contra él por la Inquisición. La idea se generalizó a finales del siglo XVII, especialmente después de la publicación de Conversaciones sobre la pluralidad de los mundos.por Bernard Le Bovier de Fontenelle (1686), y a principios del siglo XVIII era el supuesto de trabajo predeterminado en la astronomía estelar.

El astrónomo italiano Geminiano Montanari registró la observación de variaciones en la luminosidad de la estrella Algol en 1667. Edmond Halley publicó las primeras mediciones del movimiento propio de un par de estrellas "fijas" cercanas, demostrando que habían cambiado de posición desde la época de la antigua Grecia. astrónomos Ptolomeo e Hiparco. William Herschel fue el primer astrónomo que intentó determinar la distribución de las estrellas en el cielo. Durante la década de 1780, estableció una serie de indicadores en 600 direcciones y contó las estrellas observadas a lo largo de cada línea de visión. De esto dedujo que el número de estrellas aumentaba constantemente hacia un lado del cielo, en dirección al núcleo de la Vía Láctea. Su hijo John Herschel repitió este estudio en el hemisferio sur y encontró un aumento correspondiente en la misma dirección.Además de sus otros logros, William Herschel se destaca por su descubrimiento de que algunas estrellas no se encuentran simplemente a lo largo de la misma línea de visión, sino que son compañeras físicas que forman sistemas estelares binarios.

Astronomía moderna

Siglo 19

Antes de la fotografía, el registro de datos astronómicos estaba limitado por el ojo humano. En 1840, John W. Draper, un químico, creó la primera fotografía astronómica conocida de la Luna. Y a fines del siglo XIX se crearon miles de placas fotográficas con imágenes de planetas, estrellas y galaxias. La mayoría de las fotografías tenían una eficiencia cuántica más baja (es decir, capturaban menos fotones incidentes) que los ojos humanos, pero tenían la ventaja de tiempos de integración largos (100 ms para el ojo humano en comparación con horas para las fotos). Esto aumentó enormemente los datos disponibles para los astrónomos, lo que condujo al surgimiento de computadoras humanas, las famosas computadoras Harvard, para rastrear y analizar los datos.

Los científicos comenzaron a descubrir formas de luz que eran invisibles a simple vista: rayos X, rayos gamma, ondas de radio, microondas, radiación ultravioleta y radiación infrarroja. Esto tuvo un gran impacto en la astronomía, generando los campos de la astronomía infrarroja, la radioastronomía, la astronomía de rayos X y finalmente la astronomía de rayos gamma. Con el advenimiento de la espectroscopia se comprobó que otras estrellas eran similares al Sol, pero con un rango de temperaturas, masas y tamaños.

La ciencia de la espectroscopia estelar fue iniciada por Joseph von Fraunhofer y Angelo Secchi. Al comparar los espectros de estrellas como Sirio con el Sol, encontraron diferencias en la fuerza y ​​el número de sus líneas de absorción, las líneas oscuras en los espectros estelares causadas por la absorción de frecuencias específicas por parte de la atmósfera. En 1865, Secchi comenzó a clasificar las estrellas en tipos espectrales. La primera evidencia de helio se observó el 18 de agosto de 1868, como una línea espectral de color amarillo brillante con una longitud de onda de 587,49 nanómetros en el espectro de la cromosfera del Sol. La línea fue detectada por el astrónomo francés Jules Janssen durante un eclipse solar total en Guntur, India.

La primera medición directa de la distancia a una estrella (61 Cygni a 11,4 años luz) fue realizada en 1838 por Friedrich Bessel utilizando la técnica de paralaje. Las mediciones de paralaje demostraron la gran separación de las estrellas en los cielos.La observación de estrellas dobles adquirió una importancia cada vez mayor durante el siglo XIX. En 1834, Friedrich Bessel observó cambios en el movimiento propio de la estrella Sirio e infirió una compañera oculta. Edward Pickering descubrió la primera binaria espectroscópica en 1899 cuando observó el desdoblamiento periódico de las líneas espectrales de la estrella Mizar en un período de 104 días. Astrónomos como Friedrich Georg Wilhelm von Struve y SW Burnham recopilaron observaciones detalladas de muchos sistemas estelares binarios, lo que permitió determinar las masas de las estrellas a partir del cálculo de los elementos orbitales. La primera solución al problema de derivar una órbita de estrellas binarias a partir de las observaciones del telescopio fue realizada por Felix Savary en 1827. En 1847, Maria Mitchell descubrió un cometa usando un telescopio.

Siglo 20

Con la acumulación de grandes conjuntos de datos astronómicos, equipos como Harvard Computers cobraron prominencia, lo que llevó a muchas mujeres astrónomas, anteriormente relegadas como asistentes de hombres astrónomos, a ganar reconocimiento en el campo. El Observatorio Naval de los Estados Unidos (USNO) y otras instituciones de investigación astronómica contrataron "computadoras" humanas, que realizaron los tediosos cálculos mientras los científicos realizaban investigaciones que requerían más conocimientos previos. Una serie de descubrimientos en este período fueron notados originalmente por las "computadoras" de las mujeres e informados a sus supervisores. Henrietta Swan Leavitt descubrió la relación entre la luminosidad y el período de la estrella variable cefeida, que luego desarrolló en un método para medir la distancia fuera del Sistema Solar.

Una veterana de Harvard Computers, Annie J. Cannon desarrolló la versión moderna del esquema de clasificación estelar a principios del siglo XX (OBAFGKM, basado en el color y la temperatura), clasificando manualmente más estrellas que nadie en su vida (alrededor de 350.000). El siglo XX vio avances cada vez más rápidos en el estudio científico de las estrellas. Karl Schwarzschild descubrió que el color de una estrella y, por tanto, su temperatura, podía determinarse comparando la magnitud visual con la magnitud fotográfica. El desarrollo del fotómetro fotoeléctrico permitió mediciones precisas de magnitud en múltiples intervalos de longitud de onda. En 1921, Albert A. Michelson hizo las primeras mediciones de un diámetro estelar utilizando un interferómetro en el telescopio Hooker en el Observatorio Mount Wilson.

Durante las primeras décadas del siglo XX se produjo un importante trabajo teórico sobre la estructura física de las estrellas. En 1913 se desarrolló el diagrama de Hertzsprung-Russell, que impulsó el estudio astrofísico de las estrellas. En Potsdam en 1906, el astrónomo danés Ejnar Hertzsprung publicó las primeras gráficas de color versus luminosidad para estas estrellas. Estos gráficos mostraban una secuencia prominente y continua de estrellas, a la que llamó Secuencia Principal. En la Universidad de Princeton, Henry Norris Russell trazó los tipos espectrales de estas estrellas frente a su magnitud absoluta y descubrió que las estrellas enanas seguían una relación distinta. Esto permitió predecir el brillo real de una estrella enana con una precisión razonable. Se desarrollaron modelos exitosos para explicar el interior de las estrellas y la evolución estelar.Los espectros de las estrellas se comprendieron mejor gracias a los avances en la física cuántica. Esto permitió determinar la composición química de la atmósfera estelar. A medida que se desarrollaron modelos evolutivos de estrellas durante la década de 1930, Bengt Strömgren introdujo el término diagrama de Hertzsprung-Russell para denotar un diagrama de clase espectral de luminosidad. Un esquema refinado para la clasificación estelar fue publicado en 1943 por William Wilson Morgan y Philip Childs Keenan.

La existencia de nuestra galaxia, la Vía Láctea, como un grupo separado de estrellas solo se demostró en el siglo XX, junto con la existencia de galaxias "externas", y poco después, la expansión del universo que se ve en la recesión de la mayoría de las galaxias. de nosotros. El "Gran Debate" entre Harlow Shapley y Heber Curtis, en la década de 1920, se refería a la naturaleza de la Vía Láctea, las nebulosas espirales y las dimensiones del universo.

Con el advenimiento de la física cuántica, la espectroscopia se perfeccionó aún más.

Se descubrió que el Sol era parte de una galaxia formada por más de 10 estrellas (10 mil millones de estrellas). La existencia de otras galaxias, uno de los asuntos del gran debate, fue zanjada por Edwin Hubble, quien identificó a la nebulosa de Andrómeda como una galaxia diferente, y muchas otras a grandes distancias y retrocediendo, alejándose de nuestra galaxia.

La cosmología física, una disciplina que tiene una gran intersección con la astronomía, hizo grandes avances durante el siglo XX, con el modelo del Big Bang caliente fuertemente respaldado por la evidencia proporcionada por la astronomía y la física, como los corrimientos hacia el rojo de galaxias muy distantes y radio. fuentes, la radiación de fondo cósmico de microondas, la ley de Hubble y la abundancia cosmológica de los elementos.