Corte Galileano o el Comienzo de la Física Moderna

Descripción de la imagen: Las obras de Aristóteles describen un mundo "intuitivo", dividido en dos partes, el mundo sublunar (debajo de la Luna, incluyendo la Tierra) y el mundo supralunar (más allá de la Luna, el resto del Universo). El mundo sublunar es cambiante, imperfecto, corruptible, el lugar del agua, el aire, la tierra y el fuego. El mundo supralunar es el lugar del éter, inmutable, perfecto e incorruptible. Aristóteles fue un lógico, científico y filósofo griego, nacido en 384 a.C. y fallecido en 322 a.C. en Calcis. Alumno y discípulo de Platón, Aristóteles es uno de los pensadores más influyentes del mundo occidental. Sus escritos monumentales abarcan una gran parte del conocimiento filosófico y científico de la época. La distinción entre filosofía y ciencia no existía en la época de Aristóteles; data del final del siglo XVIII. Fuente de la imagen: Astronoo.

Historia del Corte Galileano

Los historiadores de la ciencia coinciden en que el Corte Galileano marca el comienzo de la física moderna. Desde la antigua Grecia, alrededor del siglo IV a.C. hasta el final de la Edad Media (siglo XV), la visión del mundo era estable, la del gran filósofo y científico griego Aristóteles (-384 -322 a.C.). Su obra, en el ámbito metafísico y físico, es tan considerable que influyó en muchas civilizaciones.

El pensamiento de Aristóteles se difundió a través de los escritos de muchos pensadores y diversas escuelas. Las obras de Aristóteles describen un mundo "intuitivo" dividido en dos partes, el mundo sublunar (debajo de la Luna, incluyendo la Tierra) y el mundo supralunar (más allá de la Luna, el resto del Universo). El mundo sublunar es cambiante, imperfecto y corruptible, el lugar del fuego, el aire, el agua y la tierra. El mundo supralunar es el lugar del éter, inmutable, perfecto e incorruptible.

El mundo es, por lo tanto, geocéntrico, y la Tierra es inmóvil en el espacio; todos se acomodan a esto porque corresponde a las observaciones de la época. Esta visión del mundo fue propagada por todos los comentaristas Aristotélicos (en la época de Aristóteles), los Neoplatónicos (de aproximadamente 300 a 540), los Árabes en la mitad de la Edad Media (de aproximadamente 980 a 1200), los Judíos (de aproximadamente 1130 a 1200), los Bizantinos (de aproximadamente 1040 a 1140) y los Comentaristas de la Edad Media (de aproximadamente 1180 a 1280). Por supuesto, algunos matemáticos, físicos, astrónomos, filósofos y divulgadores de la ciencia de finales de la Edad Media eran escépticos sobre este mundo geocéntrico, en particular Nicole Oresme (1320-1382) y Jean Buridan (1292-1363).

El mundo aristotélico había alcanzado sus límites, pero nadie lo cuestionaría porque convenía perfectamente a las "Sagradas Escrituras" de la Edad Media. Con Nicolás Copérnico (1473-1543), el mundo cambiaría. El canónigo, médico y astrónomo polaco desarrolló una teoría que colocaba al Sol en el centro del Universo (heliocentrismo) alrededor del cual giraban los planetas. La Tierra ya no era central e inmóvil, sino un planeta como los demás.

Cambio Profundo de Paradigma

Su libro de 1543 titulado "De Revolutionibus Orbium Coelestium" se difundió "ampliamente". Este cambio profundo de paradigma, tanto filosófico como científico, impuesto por Copérnico, se llama la "Revolución Copernicana", pero es Galileo (1564-1642) quien haría bascular la ciencia en el mundo moderno.

Cuando pensamos en Galileo, lo imaginamos apuntando su telescopio hacia las superficies desiguales de la Luna, las estrellas de la Vía Láctea, las lunas de Júpiter, las fases de Venus o hacia Saturno. Pero no es el uso del telescopio en astronomía lo que marca el comienzo de la física moderna.

El Corte Galileano está marcado por el enunciado de la Ley de la Caída de los Cuerpos a principios del siglo XVII, alrededor de 1604. Dice lo siguiente: La velocidad adquirida es proporcional a la duración de la caída y es independiente de la masa y la naturaleza del cuerpo. Es la primera vez que una ley física se expresaba con el parámetro "tiempo"; según el físico francés Etienne Klein (1958-), eso es el Corte Galileano. El tiempo se convierte en una variable matemática y jugará un papel decisivo en la física moderna.

La ley de la caída de los cuerpos de Galileo es revolucionaria porque va en contra de nuestros sentidos. La teoría intuitiva de Aristóteles nos parece más correcta porque explica que los cuerpos pesados caen más rápido que los cuerpos ligeros. Pero es falsa.

Diálogo sobre los Dos Grandes Sistemas del Mundo

Para dar a conocer mejor sus descubrimientos, Galileo escribió en 1632 "DIALOGO", un diálogo sobre los dos grandes sistemas del mundo, el de Ptolomeo (90-168) y el de Copérnico (1473-1543). Escribió esta obra en italiano para ser mejor comprendido, y no en latín, que era el idioma de las publicaciones de la época. Utilizó para ello tres personajes. Para este libro, el Papa Urbano VIII (1548-1644) condenó a Galileo el 22 de junio de 1633.

Extractos del libro de Galileo con tres personajes durante 4 días, Simplicio defensor de la teoría de Aristóteles, Sagredo, hombre honesto, abierto y cultivado, y Salviati que representa las ideas que Galileo quería difundir.

Simplicio: Aristóteles demostró que, en el mismo medio, los objetos de diferentes masas caen a diferentes velocidades y que estas velocidades son proporcionales a las masas de los objetos. [...] ¿No tendrá usted la intención de demostrarnos que una pelota de corcho cae a la misma velocidad que una pelota de plomo? [...]

Salviati: Dudo mucho que Aristóteles se base en un experimento para afirmar esto. [...]

Simplicio: Sus propias palabras muestran que observó el fenómeno, ya que dice "Vemos que lo más pesado... ". Este "vemos" alude a un experimento.

Sagredo: Pero yo, que lo he intentado, señor Simplicio, le aseguro que una bala de cañón de cien o doscientas libras, o más, no habrá avanzado una palma al llegar al suelo en comparación con una bala de mosquete de media libra, incluso si la altura de la caída es de cien codos! [...]

Simplicio: Me cuesta creer que una lágrima de plomo pueda caer tan rápido como una bala de cañón.

Salviati: [...] No quisiera, señor Simplicio, que se concentrara en algo que dije que se desvía de la verdad por el grosor de un cabello, para evitar ver el error tan grande como una amarra que cometió Aristóteles. Aristóteles escribe: "Una bola de hierro de cien libras cayendo desde una altura de cien codos llega al suelo antes de que una bola de una libra haya descendido un solo codo". Yo digo que llegan al mismo tiempo. Solo tiene que hacer el experimento y verá que cuando la bola grande toca tierra, la otra está a solo dos dedos de distancia. Y ahora querría, detrás de estos dos dedos, ocultar los noventa y nueve codos de Aristóteles y, señalando mi error menor, pasar por alto su enorme error en silencio.

Simplicio: Sea como fuere, no puedo creer que en el vacío, si el movimiento fuera posible, un copo de lana caería tan rápido como un trozo de plomo.

Salviati: Suavemente, señor Simplicio [...], escuche más bien este razonamiento que le iluminará. Buscamos lo que ocurriría a objetos de masas muy diferentes en un medio de resistencia nula. [...] Solo un espacio absolutamente vacío de aire nos permitiría percibir una respuesta. Como tal espacio no existe, observaremos lo que ocurre en medios menos resistentes en comparación con medios más resistentes; y si encontramos que objetos diferentes tienen velocidades menos y menos diferentes a medida que los medios son más fáciles de atravesar, [...] entonces podremos admitir con gran probabilidad, me parece, que en el vacío las velocidades serían todas iguales. [...] El experimento de tomar dos objetos de masas muy diferentes y dejarlos caer desde cierta altura para observar si sus velocidades son iguales implica algunas dificultades. En efecto, si la altura es significativa, el medio obstaculizará mucho más el objeto ligero, y a lo largo de una larga distancia el objeto ligero quedará entonces rezagado. [...] Sin embargo, si se toman dos objetos de la misma forma y constituidos del mismo material, y se reduce la masa de uno al mismo tiempo que su superficie, no se produce ninguna reducción de velocidad.[...] Por lo tanto, concluyo que si se eliminara completamente la resistencia del medio, todos los objetos caerían a la misma velocidad.

N.B.: Galileo imaginó experimentos de caídas ralentizadas para que fueran fácilmente medibles a simple vista. Para ello, ralentizó la caída de los cuerpos colocándolos en un plano inclinado liso. Así, el efecto de la fuerza de gravedad se reduce y las bolas de bronce perfectamente pulidas y esféricas ruedan lentamente, impulsadas por su propio peso. Después de numerosos ensayos, Galileo pudo formular las leyes de la caída de los cuerpos.