Modelo geocéntrico

Figura de los cuerpos celestiales — Una ilustración del sistema geocéntrico ptolemaico por el cosmografo y cartógrafo portugués Bartolomeu Velho, 1568 (Bibliothèque Nationale, París)

En astronomía, el modelo geocéntrico (también conocido como geocentrismo, a menudo ejemplificado específicamente por el sistema ptolemaico) es una descripción reemplazada del Universo con la Tierra en el centro. Según la mayoría de los modelos geocéntricos, el Sol, la Luna, las estrellas y los planetas orbitan la Tierra. El modelo geocéntrico fue la descripción predominante del cosmos en muchas civilizaciones antiguas europeas, como las de Aristóteles en la Grecia clásica y Ptolomeo en el Egipto romano.

Dos observaciones respaldaron la idea de que la Tierra era el centro del Universo:

• Primero, desde cualquier lugar de la Tierra, el Sol parece girar alrededor de la Tierra una vez al día. Mientras la Luna y los planetas tienen sus propios movimientos, también parecen girar alrededor de la Tierra una vez al día. Las estrellas parecían estar fijadas en una esfera celestial girando una vez cada día sobre un eje a través de los polos geográficos de la Tierra.
• En segundo lugar, la Tierra parece estar inmóvil desde la perspectiva de un observador terrestre; se siente sólida, estable y estacionaria.

Los filósofos de la Grecia antigua, la Roma antigua y la Edad Media solían combinar el modelo geocéntrico con una Tierra esférica, en contraste con el antiguo modelo de Tierra plana implícito en algunas mitologías. La antigua uranografía judía babilónica representaba una Tierra plana con un dosel rígido en forma de cúpula llamado firmamento colocado sobre ella (רקיע- rāqîa'). Sin embargo, el astrónomo y matemático griego Aristarco de Samos (c. 310 - c. 230 a. C.) desarrolló un modelo heliocéntrico que colocaba todos los planetas conocidos en ese momento en su orden correcto alrededor del Sol. Los antiguos griegos creían que los movimientos de los planetas eran circulares, una opinión que no fue cuestionada en la cultura occidental hasta el siglo XVII, cuando Johannes Kepler postuló que las órbitas eran heliocéntricas y elípticas (la primera ley de movimiento planetario de Kepler). En 1687, Newton demostró que se podían derivar órbitas elípticas a partir de sus leyes de gravitación.

Las predicciones astronómicas del modelo geocéntrico de Ptolomeo, desarrollado en el siglo II d. C., sirvieron como base para preparar cartas astrológicas y astronómicas durante más de 1500 años. El modelo geocéntrico dominó hasta principios de la era moderna, pero desde finales del siglo XVI en adelante fue reemplazado gradualmente por el modelo heliocéntrico de Copérnico (1473-1543), Galileo (1564-1642) y Kepler (1571-1630). Hubo mucha resistencia a la transición entre estas dos teorías. Algunos sintieron que una teoría nueva y desconocida no podría subvertir un consenso aceptado para el geocentrismo.

Antigua Grecia

Ilustración de los modelos de Anaximander del universo. A la izquierda, verano; a la derecha, invierno.

El modelo geocéntrico entró en la astronomía y la filosofía griegas en un punto temprano; se puede encontrar en la filosofía presocrática. En el siglo VI aC, Anaximandro propuso una cosmología con la Tierra en forma de una sección de un pilar (un cilindro), sostenida en el centro de todo. El Sol, la Luna y los planetas eran agujeros en ruedas invisibles que rodeaban la Tierra; a través de los agujeros, los humanos podían ver fuego oculto. Aproximadamente al mismo tiempo, Pitágoras pensó que la Tierra era una esfera (de acuerdo con las observaciones de los eclipses), pero no en el centro; él creía que estaba en movimiento alrededor de un fuego invisible. Más tarde, estos puntos de vista se combinaron, por lo que la mayoría de los griegos educados del siglo IV a. C. pensaron que la Tierra era una esfera en el centro del universo.

En el siglo IV a. C., dos influyentes filósofos griegos, Platón y su alumno Aristóteles, escribieron obras basadas en el modelo geocéntrico. Según Platón, la Tierra era una esfera, estacionaria en el centro del universo. Las estrellas y los planetas fueron llevados alrededor de la Tierra en esferas o círculos, dispuestos en el orden (hacia afuera del centro): Luna, Sol, Venus, Mercurio, Marte, Júpiter, Saturno, estrellas fijas, con las estrellas fijas ubicadas en el cielo. esfera. En su "Mito de Er", una sección de la República, Platón describe el cosmos como el Eje de la Necesidad, asistido por las Sirenas y girado por las tres Parcas. Eudoxo de Cnido, que trabajó con Platón, desarrolló una explicación menos mítica y más matemática de los planetas. movimiento basado en el dicho de Platón que establece que todos los fenómenos en los cielos se pueden explicar con un movimiento circular uniforme. Aristóteles elaboró sobre Eudoxus' sistema.

En el sistema aristotélico completamente desarrollado, la Tierra esférica está en el centro del universo, y todos los demás cuerpos celestes están unidos a 47–55 esferas giratorias transparentes que rodean la Tierra, todas concéntricas con ella. (El número es tan alto porque se necesitan varias esferas para cada planeta). Estas esferas, conocidas como esferas cristalinas, se movían a diferentes velocidades uniformes para crear la revolución de los cuerpos alrededor de la Tierra. Estaban compuestos de una sustancia incorruptible llamada éter. Aristóteles creía que la Luna estaba en la esfera más interna y por lo tanto toca el reino de la Tierra, provocando las manchas oscuras (mácula) y la capacidad de pasar por las fases lunares. Además, describió su sistema explicando las tendencias naturales de los elementos terrestres: tierra, agua, fuego, aire, así como el éter celestial. Su sistema sostenía que la Tierra era el elemento más pesado, con el movimiento más fuerte hacia el centro, por lo que el agua formaba una capa que rodeaba la esfera de la Tierra. La tendencia del aire y el fuego, por otro lado, era moverse hacia arriba, alejándose del centro, siendo el fuego más liviano que el aire. Más allá de la capa de fuego, estaban las sólidas esferas de éter en las que estaban incrustados los cuerpos celestes. Ellos mismos también estaban compuestos completamente de éter.

La adhesión al modelo geocéntrico se debió en gran medida a varias observaciones importantes. En primer lugar, si la Tierra se moviera, entonces uno debería poder observar el desplazamiento de las estrellas fijas debido a la paralaje estelar. En resumen, si la Tierra se estuviera moviendo, las formas de las constelaciones deberían cambiar considerablemente en el transcurso de un año. Si no parecían moverse, las estrellas están mucho más lejos que el Sol y los planetas de lo que se pensaba anteriormente, lo que hace que su movimiento sea indetectable, o en realidad no se están moviendo en absoluto. Debido a que las estrellas estaban en realidad mucho más lejos de lo que postularon los astrónomos griegos (haciendo que el movimiento fuera extremadamente sutil), la paralaje estelar no se detectó hasta el siglo XIX. Por lo tanto, los griegos eligieron la más simple de las dos explicaciones. Otra observación utilizada a favor del modelo geocéntrico en ese momento fue la aparente consistencia de Venus' luminosidad, lo que implica que generalmente está a la misma distancia de la Tierra, lo que a su vez es más consistente con el geocentrismo que con el heliocentrismo. En realidad, eso se debe a que la pérdida de luz causada por Venus' fases compensa el aumento en el tamaño aparente causado por su distancia variable de la Tierra. Los objetores del heliocentrismo notaron que los cuerpos terrestres naturalmente tienden a descansar lo más cerca posible del centro de la Tierra. Salvo además la oportunidad de caer más cerca del centro, los cuerpos terrestres tienden a no moverse a menos que sean forzados por un objeto exterior, o transformados en un elemento diferente por el calor o la humedad.

Se prefirieron las explicaciones atmosféricas para muchos fenómenos porque el modelo eudoxano-aristotélico basado en esferas perfectamente concéntricas no pretendía explicar los cambios en el brillo de los planetas debido a un cambio en la distancia. Eventualmente, se abandonaron las esferas perfectamente concéntricas ya que era imposible desarrollar un modelo suficientemente preciso bajo ese ideal. Sin embargo, si bien proporcionaba explicaciones similares, el modelo deferente y epiciclo posterior fue lo suficientemente flexible como para adaptarse a las observaciones durante muchos siglos.

Modelo ptolemaico

Los elementos básicos de la astronomía ptolemaica, mostrando un planeta en un epiciclo con un diferente excéntrico y un punto ecuántico. El área verde sombreada es la esfera celestial que ocupa el planeta.

Aunque los principios básicos del geocentrismo griego se establecieron en la época de Aristóteles, los detalles de su sistema no se convirtieron en estándar. El sistema ptolemaico, desarrollado por el astrónomo helenístico Claudius Ptolemaeus en el siglo II d. C. finalmente estandarizó el geocentrismo. Su principal obra astronómica, el Almagest, fue la culminación de siglos de trabajo de astrónomos helénicos, helenísticos y babilónicos. Durante más de un milenio, los astrónomos europeos e islámicos asumieron que era el modelo cosmológico correcto. Debido a su influencia, a veces se piensa erróneamente que el sistema ptolemaico es idéntico al modelo geocéntrico.

Ptolomeo argumentó que la Tierra era una esfera en el centro del universo, a partir de la simple observación de que la mitad de las estrellas estaban sobre el horizonte y la otra mitad debajo del horizonte en cualquier momento (estrellas en una esfera estelar giratoria), y la suposición que las estrellas estaban todas a una modesta distancia del centro del universo. Si la Tierra estuviera sustancialmente desplazada del centro, esta división en estrellas visibles e invisibles no sería igual.

Sistema ptolemaico

Páginas de 1550 Anotazione en Sacrobosco De sphaera mundi, mostrando el sistema ptolemaico.

En el sistema ptolemaico, cada planeta es movido por un sistema de dos esferas: una llamada deferente; el otro, su epiciclo. El deferente es un círculo cuyo punto central, llamado excéntrico y marcado en el diagrama con una X, está distante de la Tierra. El propósito original de la excéntrica era dar cuenta de la diferencia en la duración de las estaciones (el otoño del norte era unos cinco días más corto que la primavera durante este período de tiempo) colocando a la Tierra lejos del centro de rotación del resto del universo. Otra esfera, el epiciclo, está incrustada dentro de la esfera deferente y está representada por la línea punteada más pequeña a la derecha. Un planeta dado se mueve entonces alrededor del epiciclo al mismo tiempo que el epiciclo se mueve a lo largo del camino marcado por el deferente. Estos movimientos combinados hacen que el planeta dado se acerque y se aleje de la Tierra en diferentes puntos de su órbita, y explicaron la observación de que los planetas disminuyeron su velocidad, se detuvieron y retrocedieron en movimiento retrógrado, y luego volvieron a invertirse para volver a la normalidad. o progrado, movimiento.

El modelo de deferente y epiciclo había sido utilizado por los astrónomos griegos durante siglos junto con la idea del excéntrico (un deferente cuyo centro está ligeramente alejado de la Tierra), que era aún más antigua. En la ilustración, el centro del deferente no es la Tierra sino el punto marcado con una X, lo que lo hace excéntrico (del griego ἐκ ec- que significa "desde" y κέντρον kentron que significa "centro"), de donde el lugar toma su nombre. Desafortunadamente, el sistema que estaba disponible en la época de Ptolomeo no coincidía del todo con las observaciones, a pesar de que fue mejorado con respecto al de Hiparco. sistema. Lo más notable es que el tamaño del bucle retrógrado de un planeta (especialmente el de Marte) sería más pequeño y, a veces, más grande de lo esperado, lo que daría lugar a errores de posición de hasta 30 grados. Para paliar el problema, Ptolomeo desarrolló el ecuante. El ecuante era un punto cerca del centro de la órbita de un planeta que, si te pararas allí y observaras, el centro del epiciclo del planeta siempre parecería moverse a una velocidad uniforme; todos los demás lugares verían una velocidad no uniforme, como en la Tierra. Al usar un ecuante, Ptolomeo afirmó mantener un movimiento uniforme y circular, aunque se apartó del ideal platónico del movimiento circular uniforme. El sistema resultante, que finalmente llegó a ser ampliamente aceptado en Occidente, parece difícil de manejar para los astrónomos modernos; cada planeta requería un epiciclo que girase sobre un deferente, compensado por un ecuante que era diferente para cada planeta. Predijo varios movimientos celestes, incluido el comienzo y el final del movimiento retrógrado, con un error máximo de 10 grados, considerablemente mejor que sin el ecuante.

El modelo con epiciclos es, de hecho, un muy buen modelo de una órbita elíptica con baja excentricidad. La bien conocida forma de elipse no aparece de forma notable cuando la excentricidad es inferior al 5 %, pero la distancia de compensación del "centro" (de hecho el foco ocupado por el sol) es muy perceptible incluso con bajas excentricidades como la que poseen los planetas.

Para resumir, Ptolomeo ideó un sistema que era compatible con la filosofía aristotélica y logró rastrear las observaciones reales y predecir el movimiento futuro principalmente dentro de los límites de los próximos 1000 años de observaciones. Los movimientos observados y sus mecanismos para explicarlos incluyen:

El modelo geocéntrico finalmente fue reemplazado por el modelo heliocéntrico. El heliocentrismo copernicano podría eliminar los epiciclos de Ptolomeo porque podría verse que el movimiento retrógrado es el resultado de la combinación del movimiento y las velocidades de la Tierra y los planetas. Copérnico creía firmemente que los ecuantes eran una violación de la pureza aristotélica y demostró que reemplazar el ecuante con un par de nuevos epiciclos era completamente equivalente. Los astrónomos a menudo continuaron usando los ecuantes en lugar de los epiciclos porque el primero era más fácil de calcular y daba el mismo resultado.

Se ha determinado, de hecho, que los modelos copernicano, ptolemaico e incluso ticónico proporcionaron resultados idénticos con entradas idénticas. Son computacionalmente equivalentes. No fue hasta que Kepler demostró una observación física que podría mostrar que el sol físico está directamente involucrado en la determinación de una órbita que se requirió un nuevo modelo.

El orden ptolemaico de las esferas desde la Tierra hacia el exterior es:

1. Luna
2. Mercurio
3. Venus
4. Sol
5. Marte
6. Júpiter
7. Saturno
8. Estrellas fijas
9. Primum Mobile ("Primer movimiento")

Ptolomeo no inventó ni elaboró este orden, que se alinea con la antigua cosmología religiosa de los Siete Cielos común a las principales tradiciones religiosas euroasiáticas. También sigue los períodos orbitales decrecientes de la Luna, el Sol, los planetas y las estrellas.

Astronomía y geocentrismo persa y árabe

Los astrónomos musulmanes generalmente aceptaban el sistema ptolemaico y el modelo geocéntrico, pero hacia el siglo X aparecían regularmente textos cuyo tema eran las dudas sobre Ptolomeo (shukūk). Varios eruditos musulmanes cuestionaron la aparente inmovilidad y centralidad de la Tierra dentro del universo. Algunos astrónomos musulmanes creían que la Tierra gira alrededor de su eje, como Abu Said al-Sijzi (m. circa 1020). Según al-Biruni, Sijzi inventó un astrolabio llamado al-zūraqī basado en la creencia de algunos de sus contemporáneos de que el movimiento que vemos se debe al movimiento de la Tierra. y no a la del cielo." El predominio de este punto de vista se confirma aún más por una referencia del siglo XIII que dice:

Según los geométricos [o ingenieros] (muhandisīn), la Tierra está en movimiento circular constante, y lo que parece ser el movimiento de los cielos es en realidad debido al movimiento de la Tierra y no las estrellas.

A principios del siglo XI, Alhazen escribió una crítica mordaz del modelo de Ptolomeo en su Dudas sobre Ptolomeo (c. 1028), que algunos han interpretado que implica que estaba criticando a Ptolomeo. Su geocentrismo, pero la mayoría está de acuerdo en que en realidad estaba criticando los detalles del modelo de Ptolomeo en lugar de su geocentrismo.

En el siglo XII, Arzachel se apartó de la antigua idea griega de los movimientos circulares uniformes al plantear la hipótesis de que el planeta Mercurio se mueve en una órbita elíptica, mientras que Alpetragius propuso un modelo planetario que abandonó los mecanismos ecuante, epiciclo y excéntrico, aunque esto resultó en un sistema que era matemáticamente menos exacto. Alpetragius también declaró el sistema ptolemaico como un modelo imaginario que tuvo éxito en la predicción de posiciones planetarias pero no reales o físicas. Su sistema alternativo se extendió por la mayor parte de Europa durante el siglo XIII.

Fakhr al-Din al-Razi (1149-1209), al tratar su concepción de la física y el mundo físico en su Matalib, rechaza la noción aristotélica y aviceniana de la Tierra' s centralidad dentro del universo, sino que argumenta que hay "mil mil mundos (alfa alfi 'awalim) más allá de este mundo de modo que cada uno de esos mundos sea más grande y más grande. masivo que este mundo, además de tener lo que este mundo tiene." Para apoyar su argumento teológico, cita el verso coránico, 'Toda alabanza pertenece a Dios, Señor de los mundos', ' enfatizando el término "Mundos."

La "Revolución Maragha" se refiere a la revolución de la escuela Maragha contra la astronomía ptolemaica. La "escuela Maragha" fue una tradición astronómica que comenzó en el observatorio de Maragha y continuó con los astrónomos de la mezquita de Damasco y el observatorio de Samarcanda. Como sus antecesores andaluces, los astrónomos de Maragha intentaron resolver el problema del ecuante (el círculo alrededor de cuya circunferencia se concebía que un planeta o el centro de un epiciclo se desplazaba uniformemente) y generar configuraciones alternativas al modelo ptolemaico sin abandonar el geocentrismo. Tuvieron más éxito que sus predecesores andaluces en la producción de configuraciones no ptolemaicas que eliminaban el ecuante y las excéntricas, eran más precisos que el modelo ptolemaico en la predicción numérica de las posiciones planetarias y estaban en mejor acuerdo con las observaciones empíricas. Los astrónomos más importantes de Maragha incluyeron a Mo'ayyeduddin Urdi (m. 1266), Nasīr al-Dīn al-Tūsī (1201–1274), Qutb al-Din al-Shirazi (1236–1311), Ibn al-Shatir (1304–1375), Ali Qushji (c. 1474), Al-Birjandi (m. 1525) y Shams al-Din al-Khafri (m. 1550). Ibn al-Shatir, el astrónomo damasceno (1304-1375 d. C.) que trabajaba en la mezquita de los Omeyas, escribió un libro importante titulado Kitab Nihayat al-Sul fi Tashih al-Usul (Una investigación final sobre la Rectificación de la Teoría Planetaria) sobre una teoría que se aparta en gran medida del sistema ptolemaico conocido en ese momento. En su libro, Ibn al-Shatir, un astrónomo árabe del siglo XIV, E. S. Kennedy escribió "lo que es de mayor interés, sin embargo, es que Ibn al-Shatir's lunar La teoría, excepto por diferencias triviales en los parámetros, es idéntica a la de Copérnico (1473-1543 dC)." El descubrimiento de que los modelos de Ibn al-Shatir son matemáticamente idénticos a los de Copérnico sugiere la posible transmisión de estos modelos a Europa. En los observatorios de Maragha y Samarcanda, al-Tusi y Ali Qushji (n. 1403) discutieron la rotación de la Tierra; los argumentos y la evidencia que utilizaron se asemejan a los utilizados por Copérnico para apoyar el movimiento de la Tierra.

Sin embargo, la escuela Maragha nunca hizo el cambio de paradigma hacia el heliocentrismo. La influencia de la escuela de Maragha en Copérnico sigue siendo especulativa, ya que no hay pruebas documentales que lo demuestren. La posibilidad de que Copérnico desarrollara de forma independiente a la pareja Tusi sigue abierta, ya que ningún investigador ha demostrado aún que conociera el trabajo de Tusi o el de la escuela Maragha.

Geocentrismo y sistemas rivales

Este dibujo de un manuscrito islandés datado alrededor de 1750 ilustra el modelo geocéntrico.

No todos los griegos estaban de acuerdo con el modelo geocéntrico. Ya se ha mencionado el sistema pitagórico; algunos pitagóricos creían que la Tierra era uno de varios planetas que giraban alrededor de un fuego central. Hicetas y Ecphantus, dos pitagóricos del siglo V a. C. y Heráclides Ponticus en el siglo IV a. C., creían que la Tierra giraba sobre su eje pero permanecía en el centro del universo. Tal sistema todavía califica como geocéntrico. Fue revivido en la Edad Media por Jean Buridan. Alguna vez se pensó que Heráclides Ponticus había propuesto que tanto Venus como Mercurio giraban alrededor del Sol en lugar de la Tierra, pero ahora se sabe que no lo hizo. Martianus Capella definitivamente puso a Mercurio y Venus en órbita alrededor del Sol. Aristarco de Samos escribió una obra, que no se ha conservado, sobre el heliocentrismo, diciendo que el Sol estaba en el centro del universo, mientras que la Tierra y otros planetas giraban a su alrededor. Su teoría no fue popular y tenía un seguidor llamado, Seleuco de Seleucia. Epicuro fue el más radical. Se dio cuenta correctamente en el siglo IV aC que el universo no tiene un solo centro. Esta teoría fue ampliamente aceptada por los epicúreos posteriores y fue especialmente defendida por Lucrecio en su poema De rerum natura.

Sistema de Copérnico

En 1543, el sistema geocéntrico enfrentó su primer desafío serio con la publicación de Copérnico' De revolutionibus orbium coelestium (Sobre las revoluciones de las esferas celestes), que postulaba que la Tierra y los demás planetas giraban alrededor del Sol. El sistema geocéntrico todavía se mantuvo durante muchos años después, ya que en ese momento el sistema copernicano no ofrecía mejores predicciones que el sistema geocéntrico y planteaba problemas tanto para la filosofía natural como para las escrituras. El sistema de Copérnico no era más preciso que el sistema de Ptolomeo, porque todavía usaba órbitas circulares. Esto no se modificó hasta que Johannes Kepler postuló que eran elípticas (primera ley del movimiento planetario de Kepler).

Con la invención del telescopio en 1609, las observaciones realizadas por Galileo Galilei (como que Júpiter tiene lunas) pusieron en tela de juicio algunos de los principios del geocentrismo, pero no lo amenazaron seriamente. Porque observó "manchas" oscuras. sobre la Luna, cráteres, comentó que la Luna no era un cuerpo celeste perfecto como se había concebido anteriormente. Esta fue la primera vez que alguien pudo ver imperfecciones en un cuerpo celeste que se suponía que estaba compuesto de éter perfecto. Como tal, debido a que las imperfecciones de la Luna ahora podrían relacionarse con las que se ven en la Tierra, se podría argumentar que ninguna era única: más bien, ambos eran solo cuerpos celestes hechos de material similar a la Tierra. Galileo también pudo ver las lunas de Júpiter, que dedicó a Cosme II de' Medici, y afirmó que orbitaban alrededor de Júpiter, no de la Tierra. Esta fue una afirmación importante, ya que significaría no solo que no todo giraba alrededor de la Tierra como se establece en el modelo ptolemaico, sino que también mostraba que un cuerpo celeste secundario podía orbitar un cuerpo celeste en movimiento, lo que fortalecía el argumento heliocéntrico de que una Tierra en movimiento podría retener a la Luna.. Las observaciones de Galileo fueron verificadas por otros astrónomos de la época que rápidamente adoptaron el uso del telescopio, incluidos Christoph Scheiner, Johannes Kepler y Giovan Paulo Lembo.

Fases de Venus

En diciembre de 1610, Galileo Galilei utilizó su telescopio para observar que Venus mostraba todas las fases, al igual que la Luna. Pensó que si bien esta observación era incompatible con el sistema ptolemaico, era una consecuencia natural del sistema heliocéntrico.

Sin embargo, Ptolomeo colocó a Venus' deferente y epiciclo enteramente dentro de la esfera del Sol (entre el Sol y Mercurio), pero esto era arbitrario; fácilmente podría haber intercambiado Venus y Mercurio y ponerlos al otro lado del Sol, o hacer cualquier otra disposición de Venus y Mercurio, siempre que estuvieran siempre cerca de una línea que va desde la Tierra a través del Sol, como colocando el centro del epiciclo de Venus cerca del Sol. En este caso, si el Sol es la fuente de toda la luz, bajo el sistema ptolemaico:

Si Venus está entre la Tierra y el Sol, la fase de Venus debe ser siempre crescente o toda oscuridad. Si Venus está más allá del Sol, la fase de Venus siempre debe ser fabulosa o llena.

Pero Galileo vio a Venus al principio pequeño y lleno, y luego grande y en media luna.

En esta representación del sistema ticánico, los objetos en órbitas azules (la Luna y el Sol) giran alrededor de la Tierra. Los objetos en órbitas naranjas (Mercury, Venus, Marte, Júpiter y Saturno) giran alrededor del Sol. Alrededor de todo es una esfera de estrellas, que gira.

Esto demostró que con una cosmología ptolemaica, el epiciclo de Venus no puede estar ni completamente dentro ni completamente fuera de la órbita del Sol. Como resultado, los ptolemaicos abandonaron la idea de que el epiciclo de Venus estaba completamente dentro del Sol, y más tarde, en el siglo XVII, la competencia entre cosmologías astronómicas se centró en las variaciones del sistema ticónico de Tycho Brahe (en el que la Tierra todavía estaba en el centro). del universo, y alrededor de él giraba el Sol, pero todos los demás planetas giraban alrededor del Sol en un conjunto masivo de epiciclos), o variaciones del sistema copernicano.

Gravitación

Johannes Kepler analizó las famosas observaciones precisas de Tycho Brahe y luego construyó sus tres leyes en 1609 y 1619, basadas en una visión heliocéntrica donde los planetas se mueven en trayectorias elípticas. Utilizando estas leyes, fue el primer astrónomo en predecir con éxito un tránsito de Venus para el año 1631. El cambio de órbitas circulares a trayectorias planetarias elípticas mejoró drásticamente la precisión de las observaciones y predicciones celestes. Debido a que el modelo heliocéntrico ideado por Copérnico no era más preciso que el sistema de Ptolomeo, se necesitaban nuevas observaciones para persuadir a quienes aún se adherían al modelo geocéntrico. Sin embargo, las leyes de Kepler basadas en los datos de Brahe se convirtieron en un problema que los geocentristas no pudieron superar fácilmente.

En 1687, Isaac Newton declaró la ley de la gravitación universal, descrita anteriormente como hipótesis por Robert Hooke y otros. Su principal logro fue derivar matemáticamente las leyes del movimiento planetario de Kepler a partir de la ley de la gravitación, lo que ayudó a probar esta última. Esto introdujo la gravitación como la fuerza que mantuvo a la Tierra y los planetas en movimiento a través del universo y también evitó que la atmósfera se alejara volando. La teoría de la gravedad permitió a los científicos construir rápidamente un modelo heliocéntrico plausible para el Sistema Solar. En sus Principia, Newton explicó su teoría de cómo la gravedad, que antes se pensaba que era una fuerza oculta misteriosa e inexplicable, dirigía los movimientos de los cuerpos celestes y mantenía nuestro Sistema Solar en funcionamiento. Sus descripciones de la fuerza centrípeta fueron un gran avance en el pensamiento científico, utilizando la disciplina matemática recientemente desarrollada del cálculo diferencial, reemplazando finalmente las escuelas anteriores de pensamiento científico, que habían sido dominadas por Aristóteles y Ptolomeo. Sin embargo, el proceso fue paulatino.

Varias pruebas empíricas de la teoría de Newton, que explican el período más largo de oscilación de un péndulo en el ecuador y el diferente tamaño de un grado de latitud, estarían disponibles gradualmente entre 1673 y 1738. Además, la aberración estelar fue observado por Robert Hooke en 1674 y probado en una serie de observaciones por Jean Picard durante un período de diez años, finalizando en 1680. Sin embargo, no se explicó hasta 1729, cuando James Bradley proporcionó una explicación aproximada en términos de la Tierra. #39;s revolución sobre el sol.

En 1838, el astrónomo Friedrich Wilhelm Bessel midió con éxito la paralaje de la estrella 61 Cygni y refutó la afirmación de Ptolomeo de que no existía el movimiento de paralaje. Esto finalmente confirmó las suposiciones hechas por Copérnico, proporcionando observaciones científicas precisas y confiables, y mostrando de manera concluyente cuán distantes están las estrellas de la Tierra.

Un marco geocéntrico es útil para muchas actividades cotidianas y la mayoría de los experimentos de laboratorio, pero es una opción menos apropiada para la mecánica del Sistema Solar y los viajes espaciales. Mientras que un marco heliocéntrico es más útil en esos casos, la astronomía galáctica y extragaláctica es más fácil si el Sol no es tratado como estacionario ni como el centro del universo, sino como rotando alrededor del centro de nuestra galaxia, mientras que nuestra galaxia tampoco lo es. en reposo en el fondo cósmico.

Relatividad

Albert Einstein y Leopold Infeld escribieron en La evolución de la física (1938): "Podemos formular leyes físicas para que sean válidas para todos los CS (=sistemas de coordenadas), no solo ¿Aquellos que se mueven uniformemente, pero también aquellos que se mueven bastante arbitrariamente entre sí? Si esto se puede hacer, nuestras dificultades habrán terminado. Entonces podremos aplicar las leyes de la naturaleza a cualquier SC. La lucha, tan violenta en los primeros días de la ciencia, entre las opiniones de Ptolomeo y Copérnico carecería por completo de sentido. Cualquier CS podría usarse con la misma justificación. Las dos oraciones, 'el sol está en reposo y la Tierra se mueve', o 'el sol se mueve y la Tierra está en reposo', simplemente significarían dos convenciones diferentes relativas a dos EC diferentes. ¿Podríamos construir una física relativista real válida en todo SC; ¿una física en la que no habría lugar para el movimiento absoluto, sino sólo para el movimiento relativo? ¡Esto sí que es posible!"

A pesar de dar más respetabilidad a la visión geocéntrica que la física newtoniana, la relatividad no es geocéntrica. Más bien, la relatividad establece que el Sol, la Tierra, la Luna, Júpiter o cualquier otro punto podría ser elegido como centro del Sistema Solar con igual validez.

La relatividad está de acuerdo con las predicciones newtonianas de que, independientemente de si el Sol o la Tierra se eligen arbitrariamente como el centro del sistema de coordenadas que describe el Sistema Solar, las trayectorias de los planetas forman (aproximadamente) elipses con respecto al Sol, no al Tierra. Con respecto al marco de referencia promedio de las estrellas fijas, los planetas sí se mueven alrededor del Sol, que debido a su masa mucho mayor, se mueve mucho menos que su propio diámetro y cuya gravedad es dominante en la determinación de las órbitas de los planetas. (en otras palabras, el centro de masa del Sistema Solar está cerca del centro del Sol). La Tierra y la Luna están mucho más cerca de ser un planeta binario; el centro de masa alrededor del cual ambos giran todavía está dentro de la Tierra, pero está a unos 4.624 km (2.873 mi) o al 72,6 % del radio de la Tierra del centro de la Tierra (por lo tanto, más cerca de la superficie que el centro).

Lo que señala el principio de la relatividad es que se pueden realizar cálculos matemáticos correctos independientemente del marco de referencia elegido, y todos estos coincidirán entre sí en cuanto a las predicciones de los movimientos reales de los cuerpos entre sí. No es necesario elegir el objeto del Sistema Solar con el campo gravitatorio más grande como el centro del sistema de coordenadas para predecir los movimientos de los cuerpos planetarios, aunque hacerlo puede facilitar la realización o interpretación de los cálculos. Un sistema de coordenadas geocéntricas puede ser más conveniente cuando se trata solo de cuerpos influenciados principalmente por la gravedad de la Tierra (como los satélites artificiales y la Luna), o cuando se calcula cómo se verá el cielo cuando se ve desde la Tierra (en oposición a un imaginario). observador mirando hacia abajo a todo el Sistema Solar, donde un sistema de coordenadas diferente podría ser más conveniente).

Adhesión religiosa y contemporánea al geocentrismo

El modelo ptolemaico del sistema solar dominó hasta principios de la edad moderna; desde finales del siglo XVI en adelante fue reemplazada gradualmente como descripción de consenso por el modelo heliocéntrico. Sin embargo, el geocentrismo como creencia religiosa separada nunca desapareció por completo. En los Estados Unidos, entre 1870 y 1920, por ejemplo, varios miembros de la Iglesia Luterana-Sínodo de Missouri publicaron artículos que menospreciaban la astronomía copernicana y promovían el geocentrismo. Sin embargo, en el Theological Quarterly de 1902, A. L. Graebner observó que el sínodo no tenía una posición doctrinal sobre el geocentrismo, el heliocentrismo o cualquier modelo científico, a menos que contradijera las Escrituras. Afirmó que cualquier posible declaración de geocentristas dentro del sínodo no estableció la posición del cuerpo de la iglesia en su conjunto.

Los artículos que argumentan que el geocentrismo era la perspectiva bíblica aparecieron en algunos boletines científicos de la creación temprana que señalan algunos pasajes de la Biblia que, cuando se toman literalmente, indican que los movimientos diarios aparentes del Sol y la Luna se deben a sus movimientos reales. alrededor de la Tierra y no debido a la rotación de la Tierra sobre su eje. Por ejemplo, en Josué 10:12, se dice que el Sol y la Luna se detienen en el cielo, y en los Salmos se describe al mundo como inmóvil. Salmos 93:1 dice en parte, "el mundo está establecido, firme y seguro". Los defensores contemporáneos de tales creencias religiosas incluyen a Robert Sungenis (autor del libro de 2006 Galileo Was Wrong y la película pseudo-documental de 2014 The Principle). Estas personas suscriben la opinión de que una lectura sencilla de la Biblia contiene un relato preciso de la manera en que se creó el universo y requiere una cosmovisión geocéntrica. La mayoría de las organizaciones creacionistas contemporáneas rechazan tales perspectivas.

Encuestas

Según un informe publicado en 2014 por la Fundación Nacional de Ciencias, el 26 % de los estadounidenses encuestados creen que el sol gira alrededor de la Tierra. Morris Berman cita una encuesta de 2006 que muestra que actualmente alrededor del 20 % de la población estadounidense cree que el Sol gira alrededor de la Tierra (geocentrismo) en lugar de que la Tierra gire alrededor del Sol (heliocentrismo), mientras que otro 9 % afirma no saber. Las encuestas realizadas por Gallup en la década de 1990 encontraron que el 16 % de los alemanes, el 18 % de los estadounidenses y el 19 % de los británicos sostienen que el Sol gira alrededor de la Tierra. Un estudio realizado en 2005 por Jon D. Miller de la Universidad Northwestern, un experto en la comprensión pública de la ciencia y la tecnología, encontró que alrededor del 20%, o uno de cada cinco, de los adultos estadounidenses cree que el Sol orbita alrededor de la Tierra. Según la encuesta VTSIOM de 2011, el 32% de los rusos cree que el Sol orbita alrededor de la Tierra.

Posiciones históricas de la jerarquía católica romana

El famoso caso Galileo enfrentó el modelo geocéntrico con las afirmaciones de Galileo. Con respecto a la base teológica de tal argumento, dos Papas abordaron la cuestión de si el uso del lenguaje fenomenológico obligaría a uno a admitir un error en las Escrituras. Ambos enseñaron que no sería así. El Papa León XIII (1878-1903) escribió:

tenemos que luchar contra aquellos que, haciendo un mal uso de la ciencia física, examinan minuciosamente el Libro Sagrado con el fin de detectar a los escritores en un error, y tomar ocasión para calumniar su contenido.... Nunca puede haber, de hecho, ninguna discrepancia real entre el teólogo y el físico, siempre y cuando cada uno se confíe dentro de sus propias líneas, y ambos son cuidadosos, como nos advierte san Agustín, "no hacer afirmaciones de sarpullido, o afirmar lo que no se conoce como conocido". Si la disensión debe surgir entre ellos, aquí está la regla también establecida por san Agustín, para teólogo: "Cualquiera que puedan realmente demostrar ser verdaderos de la naturaleza física, debemos mostrar ser capaces de reconciliación con nuestras Escrituras; y todo lo que afirman en sus tratados que es contrario a estas Escrituras de nosotros, es decir, a la fe católica, debemos probarlo tanto como podemos ser completamente falsos, o para todos los eventos que él debe creer Para entender lo justo que es la regla aquí formulada debemos recordar, primero, que los escritores sagrados, o hablar con más precisión, el Espíritu Santo "quien habló por ellos, no quiso enseñar a los hombres estas cosas (es decir, la naturaleza esencial de las cosas del universo visible), las cosas de ninguna manera provechosas para la salvación." Por lo tanto, no trataron de penetrar los secretos de la naturaleza, sino de describir y tratar las cosas en un lenguaje más o menos figurativo, o en términos que se utilizaban comúnmente en ese momento, y que en muchos casos se utilizan diariamente en este día, incluso por los hombres más eminentes de la ciencia. El discurso ordinario describe principalmente y correctamente lo que viene bajo los sentidos; y algo de la misma manera los escritores sagrados-como el Doctor Angelic también nos recuerda – "fuego por lo que apareció sensiblemente", o derriba lo que Dios, hablando con los hombres, significaba, en la forma en que los hombres podían entender y estaban acostumbrados.

—Providentissimus Deus 18

Maurice Finocchiaro, autor de un libro sobre el caso Galileo, señala que se trata de "una visión de la relación entre interpretación bíblica e investigación científica que corresponde a la propuesta por Galileo en la "Carta a la Gran Duquesa Cristina". El Papa Pío XII (1939–1958) repitió la enseñanza de su predecesor:

El primer y mayor cuidado de León XIII fue poner en marcha la enseñanza sobre la verdad de los Libros Sagrados y defenderla del ataque. Por lo tanto, con palabras serias proclamó que no hay ningún error si el escritor sagrado, hablando de cosas del orden físico "fue por lo que apareció sensiblemente" como dice el Doctor Angelic, hablando ya sea "en lenguaje figurativo, o en términos que fueron utilizados comúnmente en el momento, y que en muchos casos se utilizan diariamente en este día, incluso entre los hombres más eminentes de la ciencia". Para "los escritores sagrados, o para hablar con mayor precisión – las palabras son el Espíritu Santo de San Agustín – el Espíritu Santo, que habló por ellos, no tenía la intención de enseñar a los hombres estas cosas – es decir, la naturaleza esencial de las cosas del universo – cosas de ninguna manera rentables para la salvación"; que principio "aplicará para conocer las ciencias, y especialmente para defender la historia", es decir, refutando, "de una manera algo similar las falacias de los adversarios de las Escrituras"

—Divino afflante Spiritu, 3

En 1664, el Papa Alejandro VII volvió a publicar el Index Librorum Prohibitorum (Lista de libros prohibidos) y adjuntó los diversos decretos relacionados con esos libros, incluidos los relacionados con el heliocentrismo. Afirmó en una bula papal que su propósito al hacerlo era que "la sucesión de cosas hechas desde el principio se hiciera conocida [quo rei ab initio gestae series innotescat]".

La posición de la curia evolucionó lentamente a lo largo de los siglos para permitir la visión heliocéntrica. En 1757, durante el papado de Benedicto XIV, la Congregación del Índice retiró el decreto que prohibía todos los libros que enseñaban el movimiento de la Tierra, aunque el Diálogo y un pocos otros libros continuaron incluyéndose explícitamente. En 1820, la Congregación del Santo Oficio, con la aprobación del Papa, decretó que al astrónomo católico Giuseppe Settele se le permitía tratar el movimiento de la Tierra como un hecho establecido y eliminó cualquier obstáculo para que los católicos se aferraran al movimiento de la tierra:

El Assessor de la Sagrada Oficina ha remitido la solicitud de Giuseppe Settele, Profesor de Óptica y Astronomía de la Universidad de La Sapienza, sobre el permiso para publicar su obra Elementos de Astronomía en el que él expresa la opinión común de los astrónomos de nuestro tiempo con respecto a los movimientos diarios y anuales de la Tierra, a Su Santidad a través de la Divina Providencia, el Papa Pío VII. Anteriormente, Su Santidad había remitido esta solicitud a la Sagrada Congregación Suprema y simultáneamente a la consideración del Cardenal Inquisitor Más Eminente y Más Reverendo General. Su Santidad ha decretado que no existen obstáculos para aquellos que sostienen la afirmación de Copérnico con respecto al movimiento de la Tierra de la manera en que se afirma hoy, incluso por autores católicos. Por otra parte, ha sugerido la inserción de varias notaciones en este trabajo, encaminadas a demostrar que la mencionada afirmación [de Copernicus], como ha llegado a entenderse, no presenta ninguna dificultad; dificultades que existieron en tiempos pasados, antes de las posteriores observaciones astronómicas que se han producido ahora. [El Papa Pío VII] también ha recomendado que la implementación [de estas decisiones] se dé al Cardenal Secretario de la Sagrada Congregación y Maestro del Sagrado Palacio Apostólico. Ahora se le asigna la tarea de poner fin a cualquier preocupación y crítica respecto a la impresión de este libro, y, al mismo tiempo, asegurar que en el futuro, respecto a la publicación de tales obras, se solicite permiso del cardenal vicario cuya firma no se dará sin la autorización del superior de su Orden.

En 1822, la Congregación del Santo Oficio eliminó la prohibición de la publicación de libros que trataran del movimiento de la Tierra de acuerdo con la astronomía moderna y el Papa Pío VII ratificó la decisión:

Los más excelentes [árdicos] han decretado que no debe haber ninguna negación, por el presente o por futuros Maestros del Palacio Sagrado Apostólico, de permiso para imprimir y para publicar obras que traten de la movilidad de la Tierra y de la inmovilidad del sol, según la opinión común de los astrónomos modernos, siempre y cuando no haya otras indicaciones contrarias, sobre la base de los decretos de la Congregación Sagrada del Índice [57]

La edición de 1835 de la Lista de libros prohibidos católicos omite por primera vez el Diálogo de la lista. En su encíclica papal de 1921, In praeclara summorum, el Papa Benedicto XV afirmó que, "aunque esta Tierra en la que vivimos puede no ser el centro del universo como en un tiempo se pensó, es fue escenario de la felicidad original de nuestros primeros antepasados, testigo de su desgraciada caída, como también de la Redención de la humanidad por la Pasión y Muerte de Jesucristo". En 1965 el Concilio Vaticano II afirmó que, "En consecuencia, no podemos sino deplorar ciertos hábitos mentales, que a veces se encuentran también entre los cristianos, que no atienden suficientemente a la legítima independencia de la ciencia y que, desde los argumentos y las controversias que suscitan llevan a muchas mentes a concluir que la fe y la ciencia se oponen mutuamente." La nota al pie de esta declaración es para Mons. Pio Paschini's, Vita e opere di Galileo Galilei, 2 volúmenes, Prensa del Vaticano (1964). El Papa Juan Pablo II lamentó el trato que recibió Galileo, en un discurso ante la Academia Pontificia de las Ciencias en 1992. El Papa declaró que el incidente se basó en una "trágica falta de comprensión mutua". Dijo además:

El cardenal Poupard también nos ha recordado que la sentencia de 1633 no era irreformable, y que el debate que no había dejado de evolucionar después, fue cerrado en 1820 con el imprimatur dado a la obra de Canon Settele.... El error de los teólogos del tiempo, cuando mantuvieron la centralidad de la Tierra, era pensar que nuestra comprensión de la estructura del mundo físico era, de alguna manera, impuesta por el sentido literal de la Sagrada Escritura. Recordemos el célebre dicho atribuido a Baronius "Spiritui Sancto mentem fuisse nos docere quomodo ad coelum eatur, non quomodo coelum gradiatur". De hecho, la Biblia no se preocupa por los detalles del mundo físico, cuyo entendimiento es la competencia de la experiencia humana y el razonamiento. Existen dos reinos de conocimiento, uno que tiene su fuente en Apocalipsis y uno que la razón puede descubrir por su propio poder. A este último pertenecen especialmente las ciencias experimentales y la filosofía. La distinción entre los dos ámbitos del conocimiento no debe entenderse como oposición.

Judaísmo ortodoxo

Algunos líderes judíos ortodoxos mantienen un modelo geocéntrico del universo basado en los versos bíblicos antes mencionados y una interpretación de Maimónides en el sentido de que dictaminó que la Tierra gira alrededor del Sol. El Rebe de Lubavitch también explicó que el geocentrismo es defendible con base en la teoría de la relatividad, que establece que "cuando dos cuerpos en el espacio están en movimiento uno respecto del otro,... la ciencia declara con absoluta certeza que desde el punto de vista científico de vista ambas posibilidades son igualmente válidas, a saber, que la Tierra gira alrededor del sol, o el sol gira alrededor de la Tierra", aunque también se refirió a las personas que creían en el geocentrismo como "quedarse en el mundo de Copérnico".

El Zóhar afirma: "El mundo entero y los que están sobre él giran en un círculo como una pelota, tanto los que están en la parte inferior de la pelota como los que están en la parte superior. Todas las criaturas de Dios, donde sea que vivan en las diferentes partes de la pelota, se ven diferentes (en color, en sus rasgos) porque el aire es diferente en cada lugar, pero se mantienen erguidas como todos los demás seres humanos, por lo tanto, hay lugares en el mundo donde, cuando unos tienen luz, otros tienen oscuridad; cuando unos tienen día, otros tienen noche."

Si bien el geocentrismo es importante en Maimónides' Según los cálculos del calendario, la gran mayoría de los eruditos religiosos judíos, que aceptan la divinidad de la Biblia y aceptan muchos de sus fallos como legalmente vinculantes, no creen que la Biblia o Maimónides ordenen una creencia en el geocentrismo.

Islámico

Después del movimiento de traducción liderado por Mu'tazila, que incluyó la traducción de Almagesto del latín al árabe, los musulmanes adoptaron y refinaron el modelo geocéntrico de Ptolomeo, que creían correlacionado con las enseñanzas del Islam.

Los casos destacados de geocentrismo moderno están muy aislados. Muy pocos individuos promovieron una visión geocéntrica del universo. Uno de ellos fue Ahmed Raza Khan Barelvi, un erudito sunita del subcontinente indio. Rechazó el modelo heliocéntrico y escribió un libro que explica el movimiento del sol, la luna y otros planetas alrededor de la Tierra.

Planetarios

El modelo geocéntrico (ptolemaico) del Sistema Solar es un sistema matemático crítico para el diseño de proyección orbital planetaria engranada dentro de proyectores de planetario electro-ópticos.

El movimiento de los planetas a través del cielo proyectado requiere el uso de engranajes circulares y varillas guía lineales para los proyectores, y el sistema ptolemaico permite el diseño de ingeniería mecánica de estos componentes para luego proyectar la posición de los planetas con suficiente precisión para permitir que la proyección de los instrumentos resultantes tenga valor en la enseñanza de la navegación celeste, entre otras aplicaciones en astronomía observacional.

A su vez, la proyección de la esfera celeste, que todavía se utiliza con fines didácticos ya veces para la navegación, también se basa en un sistema geocéntrico que, en efecto, ignora el paralaje. Sin embargo, este efecto es insignificante en la escala de precisión que se aplica a un planetario electromecánico.

En la era del planetario digital, el sistema ptolemaico conserva su valor al ofrecer un medio computacionalmente menos intensivo para pronosticar la proyección de los planetas, en el que el modelo kepleriano actúa como una corrección numérica del sistema ptolemaico, en lugar de reemplazarlo. totalmente en proyectores de este tipo.