Kepler y la harmonía planetaria – Parte I

Hay múltiples historias de perseverancia y trabajo en la historia de la ciencia, de como aun bajo condiciones adversas, la curiosidad y el deseo de encontrar respuestas es mas fuerte que cualquier adversidad; un interesante ejemplo es el de Johannes Kepler.

Kepler es una de las figuras más importantes de la Astronomía, y su contribución en este campo fue fundamental para mas tarde complementar los trabajos de otras personalidades de la ciencia como Huygens, Halley and Newton.

 

Vida complicada

Kepler sufrió varios infortunios durante su vida; en su niñez fue víctima de la Viruela, lo que le dejó daños permanentes como mala visión y una discapacidad en las manos, lo que limitó su trabajo en la parte experimental de la astronomía, pasión que descubrió a una corta edad. Kepler tuvo la oportunidad de ver “el gran cometa” de 1577, un comenta no-periódico que se pudo avistar en ese año. Después a la edad de nueve años pudo presenciar un eclipse lunar, el que avivó su interés por la ciencia y la astronomía.

Kepler vivió en una época en la que las instituciones religiosas aun regían y eran el poder dominante; y donde la distinción entre ciencia y esoterismo aun no estaba bien delimitada; y es por lo que sus estudios incluyeron astronomía y astrología aprendiendo sobre el incorrecto sistema de Ptolomeo; el modelo del sistema solar aceptado por las instituciones religiosas dominantes de la época, donde la Tierra se posicionaba en el centro y los planetas y el Sol orbitando a su alrededor. Mas también aprendió sobre el modelo de Copérnico, que describe correctamente como se forma el sistema solar. Como era usual en aquella época, las instituciones de estudio superior eran también controladas por el clérigo, y Kepler aun cuando intento convertirse en ministro, al final fue recomendado para volverse catedrático en Matemáticas y astronomía.

Sus infortunios continuaron cuando después de casarse perdió a sus dos primeros hijos (esto, aunque no era inusual, no deja de ser trágico). Posteriormente tuvo tres hijos más, pero aun siendo pequeños, también perdió a dos de ellos a causa de la viruela; y posteriormente tuvo la pérdida de su esposa a causa de una severa infección; él también se convirtió prácticamente en un refugiado, teniendo que moverse a Praga después de la inestabilidad religiosa generada tras la muerte del emperador Rodolfo.

 

Ciencia

Kepler inició su investigación sobre la mecánica de las orbitas de los planetas el sistema solar; mas con la influencia de la astrología sus primeros intentos fallaron, al intentar definir este como un modelo de polígonos concéntricos, basados en los sólidos platónicos, intentando dar una “explicación divina” basada en un plan geométrico a la mecánica de movimiento de los planetas, modelo que presentó en su libro Mysterium Cosmographicum.

Kepler, sólidos platónicos, (famousscientists.org)

Sólidos platónicos, de Kepler (famousscientists.org)

Después, buscando acreditación de su obra por la comunidad científica de la época, mantuvo comunicaciones con diferentes figuras de la época, entre ellas Tycho Brahe, otro muy importante cosmólogo, quien mantenía registros muy detallados de observaciones del movimiento de los planetas, registros que resguardaba celosamente. La relación profesional de Kepler y Tycho Brahe fue haciéndose muy cercana, más esta fue siempre muy complicada, Kepler finalmente y después de complicadas negociaciones aceptó trabajar con él, mas solo como clérigo haciendo cálculos generales. Tycho era muy receloso de los descubrimientos que se pudieran efectuar con sus observaciones, y por ello presentaba a Kepler solo fragmentos de sus observaciones para evitar esta posibilidad, reconociendo la habilidad y experticia de Kepler; situación que Kepler no encontraba nada alentadora.

Johannes Kepler & Tycho Brahe (eluniversal.com)

Johannes Kepler & Tycho Brahe (eluniversal.com)

Tycho Brahe murió en 1601, y Kepler obtuvo la posición que este tenía como Matemático imperial para el emperador Rodolfo segundo, y con esta posición finalmente tuvo acceso a los registros y datos acumulados por Tycho; y con ellos finalmente tuvo los medios para retomar su trabajo sobre la mecánica de los planetas, estos fueron los años más productivos de su carrera.

 

Leyes de Kepler

La culminación de este trabajo fue presentada en 1605 (aunque fue finalmente publicada en 1609), en su libro “Astronomía Nova”, donde presentó dos de las ahora conocidas como leyes de Kepler que establecen lo siguiente:

I. Los planetas se mueven en órbitas elípticas, con el Sol localizado en uno de los focos.
II. Los radio-vectores describen áreas iguales en tiempos iguales.

Kepler continuó analizando los datos por varios años, intentando encontrar una nueva revelación, y fue hasta el año 1618, cuando, como él lo relata, “en un momento de inspiración, apareció en mi mente”, teniendo la epifanía que se convertiría en su tercera ley.

III. Para cualquier planeta, el cuadrado de su período orbital es directamente proporcional al cubo de la longitud del semieje mayor de su órbita elíptica.

Después del terminar su trabajo, el tuvo que defenderlo con bastante fiereza, pues no era del todo aceptado por los denominados científicos de la época, basando sus disputas en planteamientos astrológicos; estas disputas hicieron que Kepler publicara Tertius Interveniens (Intervenciones de terceros), donde, aun cuando no desacreditaba del todo a la astrología; la ponía en una categoría diferente de estudios no científicos llamándola el “estiércol de donde ocasionalmente se puede encontrar una semilla o hasta una pepita de oro”.

Kepler continuó su trabajo por varios años más, esto incluyendo la publicación de las “tablas Rodolfinas”, un catálogo de estrellas y planetas, nombrado así en memoria del Emperador Rodolfo II, obra que fue considerada como su mayor aportación en aquella época.

En este artículo no ahondaré en lo que estas leyes representan, y cuál es su significado para explicar el movimiento de los planetas. Este tema es muy interesante y no quiero perder la oportunidad de presentar esta información con el detalle que merece y hacer notar lo que representan las Leyes de Kepler y su comprensión sobre el movimiento de los planetas; El trabajo de Kepler y sus tres leyes fueron clave en los trabajos de Newton, cuyas leyes son una generalización de las leyes de Kepler. También se relacionan indirectamente al trabajo de Einstein, para explicar su teoría general de la relatividad.

Kepler sin duda se puede considerar como un pionero en su campo, y de los primeros en iniciar la separación entre las instituciones religiosas y la ciencia, paso fundamental en la ciencia moderna.

 

Saludos
Alex, ScienceKindle

 

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