Actualización 01 de diciembre 2014

Corte galileano o comienzo de la física moderna

El Corte galileano

Los historiadores de la ciencia están de acuerdo en que el Corte Galileano marca el comienzo de la física moderna. Desde la Grecia antigua, cerca de 4 siglos antes de Cristo hasta el final de la Edad Media o Medievo (siglo XV), la visión del mundo es estable, la del gran filósofo y científico griego Aristóteles (-384 -322 aC). Sus obras, en el dominio metafísico y físico es tan grande que influirá en muchas civilizaciones. De hecho, el pensamiento de Aristóteles, el aristotelismo, se difundirá a través de los escritos de muchos pensadores y varias escuelas.
Las obras de Aristóteles describen un mundo "intuitivo", que se divide en dos partes, el mundo sublunar (debajo de la Luna, la Tierra) y el mundo supralunar (más allá de la Luna, el resto del universo).
El mundo sublunar está cambiando, imperfecta, corruptible, es el lugar del fuego, del aire, de la agua y de la tierra. El mundo supralunar es el lugar del éter, inmutable, perfecto e incorruptible.
El mundo es geocéntrica y la Tierra está inmóvil en el espacio, todo el mundo se acomoda porque esto corresponde con las observaciones de la época. Esta visión del mundo se propagará por todos los comentaristas de Aristóteles (en el momento de Aristóteles), los neoplatónicos (alrededor de 300−540), los árabes en el medio de la edad media (alrededor de 980−1200), los Judíos (aproximadamente 1130−1200), los bizantinos (alrededor de 1040−1140) y los comentaristas de la Edad Media (alrededor de 1180−1280). Por supuesto, algunos matemáticos, físicos, astrónomos, filósofos y divulgadores de la ciencia del final de la Edad Media se mostraron escépticos acerca de este mundo geocéntrico, especialmente Nicole Oresme (1320−1382) y Jean Buridan (1292−1363). Este mundo había alcanzado sus límites, pero nadie la pone en duda porque se adaptaba a la "sagrada escritura" de la Edad Media.
Con Nicolás Copérnico (1473−1543), el mundo cambiará. Copérnico, astrónomo polaco y médico va a desarrollar una teoría que coloca el Sol en el centro del universo (heliocentrismo) alrededor del cual giran los planetas.

La Tierra ya no era central e inmóvil, sino un planeta como los demás. Su libro de 1543, titulado "De revolutionibus Orbium Coelestium" saldrá al aire "sustancialmente". Este profundo cambio de paradigma tanto filosófica y científica, impuesta por Copérnico, se llama "revolución copernicana", pero eso es Galileo (1564-1642) que hará bascular la ciencia en el mundo moderno. Cuando pensamos a Galileo, uno se imagina que apunta su telescopio a las superficies irregulares de la luna, las estrellas de la Vía Láctea, las lunas de Júpiter, las fases de Venus, o en Saturno. Pero no es el uso del telescopio en la astronomía, que marca el inicio de la física moderna.
El Corte Galileano está marcado con la declaración de la ley de la caída de los cuerpos por Galileo en el siglo 17, alrededor de 1604. Ella dijo : la velocidad es proporcional a la duración de la caída y es independiente de la masa y la naturaleza del cuerpo.
Esta es la primera vez que una ley física habló con el parámetro "tiempo", según el físico francés Etienne Klein, este es el Corte Galileano. El tiempo se vuelve una variable matemática y jugará un rol decisivo en la física moderna.
La ley de la caída de los cuerpos de Galileo es revolucionaria porque va en contra de nuestros sentidos. De hecho la teoría intuitiva de Aristóteles nos parece más justa, ya que explica que los cuerpos pesados caen más rápido que los objetos ligeros. Pero es falso.
Para mejor hacer conocer sus descubrimientos, Galileo escribió en 1632 "DIALOGO" un diálogo sobre los dos sistemas mundiales más importantes, el de Ptolomeo (90-168), y el de Copérnico (1473-1543). Escribió el libro en italiano para entenderse mejor, y no en latín que era la lengua de las publicaciones de la época.
Para imaginar la caída de los cuerpos en el vacío, Galileo fue a través de un experimento de pensamiento, para eso usará tres personajes. Para este libro, el Papa Urbano VIII condenará Galileo el 22 de junio 1633 (véase el capítulo siguiente).

Imagen: Las obras de Aristóteles describen un mundo "intuitivo", que se divide en dos partes, el mundo sublunar (debajo de la Luna, la Tierra) y el mundo supralunar (más allá de la Luna, el resto del universo). El mundo sublunar está cambiando, imperfecta, corruptible, es el lugar del agua, del aire, de la tierra y del fuego. El mundo Supralunar es el lugar del éter, inmutable, perfecto e incorruptible. Aristóteles fue un lógico, filósofo, científico griego, nacido en el año 384 antes de Cristo y murió en el año 322 antes de Cristo a Calcis. Estudiante y discípulo de Platón, Aristóteles es uno de los pensadores más influyentes del mundo occidental. Sus escritos monumentales incluyen mucho del conocimiento filosófico y científico de la época. La distinción entre la filosofía y la ciencia no existe en el momento de Aristóteles, que data de finales del siglo XVIII. Crédito Imagen: astronoo.com

Diálogo sobre los dos grandes sistemas del mundo

Extrae del libro de Galileo que pone en escena durante 4 días, tres personajes, Simplicio partidario de la teoría de Aristóteles, Sagredo, abierto, honesto y cultivado, y Salviati que representa las ideas que Galileo quiere transmitir.
Simplicio : Aristóteles demostró que, en el mismo entorno, los objetos de masas diferentes caen a velocidades diferentes y estas velocidades son proporcionales a la masa de los objetos. [...] ¿Aún no tiene la intención de demostrar a nosotros que una bola de corcho cae a la misma velocidad que una bola de plomo? [...]
Salviati : Dudo que Aristóteles se basa en un experimento para afirmar esto. [...]
Simplicio : Sin embargo, sus palabras demuestran que observó el fenómeno, ya que él dice "Vemos que el más pesado...". Este "vemos" alude a una experiencia.
Sagredo : Pero Yo hice la prueba, señor Simplicio, te aseguro que una bola de cañón de cien o doscientas libras, o más, no tomará por delante de una palma en su llegada a la tierra, en una bala de mosquete de un cuarto de kilo, mientras que la altura de caída era de cien codos! [...]
Simplicio : Me resulta difícil creer que lacrimógenos plomo puede caer tan rápido como una bala de cañón.
Salviati : [...] No quiero, señor Simplicio, que, como muchos otros, usted puede concentrarse en una cosa así que me dijo y que se desvía de la verdad del grosor de un cabello, para evitar para ver el error tan grande como un barco, que Aristóteles ha cometido. Aristóteles escribe : "Una bola de hierro de cien libras que caen desde una altura de cien codos llega al suelo antes de que una bola de un libro que se desciende de un solo codo." Me digo a mí mismo, que arriban al mismo tiempo. Sólo tienes que hacer la experiencia, y se dará cuenta de que cuando la grande pelota toca el suelo, el otro está a distancia sólo dos dedos. Y usted querríais ahora detrás de estos dos dedos, ocultar noventa y nueve codos de Aristóteles, y señalando mi pequeño error, ignorar su gran error.

Simplicio : De todos modos, yo no creo que en el vacío, si el movimiento era posible allí, un ovillo de lana caiga tan rápido como un trozo de plomo.
Salviati : Suavemente, señor Simplicio [...] escucháis más bien este razonamiento que usted iluminaríais. Buscamos lo que sucedería a los objetos de masas muy diferentes en un medio de resistencia cero. [...] Sólo un espacio completamente vacío de aire nos permitiría percibir una respuesta. Como no existe un espacio tal, vamos a ver qué se pasa en ambientes muy resistentes, en comparación con ambientes más resistentes; y si encontramos que objetos diferentes tienen velocidades cada vez menos diferentes cuando los medios son cada vez más fácil de cruzar, [...] entonces podemos asumir con alta probabilidad, a mí me parece que en el vacío las velocidades son iguales. [...] La experiencia que consiste de tomar dos objetos de masas muy diferentes, y liberar en el vacío de una cierta altura para observar si sus velocidades son iguales, tiene algunas dificultades. De hecho, si la altura es importante, el medio interfiere mucho con el objeto más ligero y en una larga distancia el objeto ligero permanecerá entonces atrás. [...] Sin embargo, si se toma dos objetos de la misma forma y de mismo material, y que reduce la masa de uno en mismo tiempo que su superficie, no se produce ninguna reducción de la velocidad. [...] por ello concluyo que si eliminamos por completo la resistencia del medio, todos los objetos caen a la misma velocidad.

N.B.: Galileo inventó experiencias de caídas ralentizadas de modo que se miden fácilmente con el ojo desnudo. Para ello, se ralentiza la caída del cuerpo que los coloca en un plano liso inclinado. Así, el efecto de la gravedad se reduce y las bolas de bronce perfectamente pulidas y esféricas rodan, lentamente, arrastradas por su propio peso. Después de extensas pruebas, Galileo fue capaz de formular las leyes de la caída de los cuerpos.