LA ASTRONOMÍA MEDIEVAL EN EUROPA

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Podemos definir la astronomía de la Europa medieval como aquellas prácticas astronómicas que se desarrollaron en Europa desde la caída del Imperio Romano de Occidente a finales del siglo V hasta el Renacimiento. Dicho esto, sería útil comenzar a delimitar los límites geográficos, cronológicos y culturales de la astronomía medieval europea, diferenciándola de otras tres tradiciones astronómicas con las que guarda relación:

 

Delimitar los límites geográficos, cronológicos y culturales de la astronomía medieval europea, diferenciándola de otras tres tradiciones astronómicas con las que guarda relación:

• el mundo clásico (antigua Grecia; período helenístico; Roma);
• Astronomía árabe e islámica ; y
• La astronomía desde el Renacimiento hasta mediados del siglo XX .

 

EL MUNDO CLÁSICO

Lo que aquí denominamos el «mundo clásico» se define mejor desde una perspectiva cultural que geográfica. Cronológicamente, abarca las sociedades griega e itálica de la Edad del Hierro (siglos VIII al IV a. C.) y las civilizaciones helenística y romana, hasta el fin del Imperio romano. Geográficamente, comprende la actual Grecia e Italia, junto con las colonias griegas y los asentamientos romanos que se extendían por casi todos los demás países mediterráneos.

Los orígenes de la astronomía y el pensamiento astronómico en esta región se remontan sin duda a la Edad del Bronce. Esto se evidencia, por ejemplo, en las referencias astronómicas presentes en las obras de Homero y Hesíodo, y en el análisis del calendario romano arcaico (conocido como calendario numano), que data al menos de mediados del siglo VI a. C. Si bien es probable que se hayan producido influencias de Oriente Medio y Egipto en épocas muy antiguas, la verdadera fusión de las culturas tuvo lugar finalmente en la época helenística.

El extraordinario desarrollo de la astronomía matemática en la antigua Grecia fue resultado de los esfuerzos de los filósofos clásicos por demostrar la regularidad de los movimientos de los cuerpos celestes, lo cual, en la época helenística (después del 323 a. C., tras las conquistas de Alejandro Magno), se fusionó con la predilección babilónica por predecir dichos movimientos con la mayor precisión posible. Los filósofos griegos clásicos consideraban su astronomía como la búsqueda «científica» de la verdad, que debía distinguirse por completo del uso «común» de la astronomía, por ejemplo, por parte de agricultores y administradores para llevar la contabilidad.

 

Astronomía de la antigua Grecia: una visión general 

La astronomía matemática de la antigua Grecia puede definirse como la astronomía de los epiciclos. Este sistema para describir los movimientos celestes, que perduró hasta el siglo XVII, es una invención del siglo III a. C. Los astrónomos griegos de aquella época, que llegaron a esta explicación de los movimientos planetarios, ya contaban con el beneficio de tres siglos de observaciones y teorías matemáticas.

Se sabe poco sobre la astronomía matemática de los presocráticos. Tales de Mileto (siglos VII-VI a. C.) es considerado el primer astrónomo griego. Predijo los eclipses solares estudiando sus recurrencias periódicas, aunque con errores significativos. Anaximandro (siglo VI a. C.) identificó lo que hoy conocemos como la oblicuidad de la eclíptica. Pitágoras (siglos VI-V a. C.) estableció el orden correcto de los planetas dentro del sistema geocéntrico (Tierra, Luna, Mercurio, Venus, Sol, Marte, Júpiter, Saturno), mientras que Aristóteles posteriormente colocó el Sol entre la Luna y Mercurio. Se sabe algo más sobre Metón, contemporáneo de Sócrates, quien definió el ciclo solar-lunar de 19 años mediante observaciones desde el cerro de la Pnyx alrededor del año 432 a. C.

Los datos de observación (especialmente los relativos a los movimientos planetarios retrógrados y las anomalías del Sol y la Luna) eran lo suficientemente importantes en la época de Platón como para que este se planteara el problema de «salvar los fenómenos» (cómo explicar las observaciones interpretando los movimientos de los cuerpos celestes en términos de órbitas circulares con velocidad uniforme). Según Simplicio (siglo VI d. C.), fue Eudoxo (siglo IV a. C.) quien lo logró, creando un sistema compuesto por esferas concéntricas. La combinación de dos esferas que giran a velocidad constante puede representar eficazmente los movimientos planetarios retrógrados. Para el movimiento del Sol, Eudoxo empleó tres esferas (una para explicar una observación que ahora se sabe que fue errónea) y otras tres para la Luna.

De hecho, el sistema de Eudoxo solo explicaba parcialmente los fenómenos: en particular, no tenía en cuenta las variaciones en la distancia de los cuerpos celestes (la variación en el diámetro aparente del Sol o en el brillo de los planetas). Este problema se reconoció durante el siglo III a. C. El sistema heliocéntrico propuesto por Aristarco de Samos (siglos IV-III a. C.) fue una respuesta adecuada a dicho problema, pero, probablemente por razones filosóficas, no fue adoptado por los principales astrónomos griegos. Según una fuente posterior, Teón de Esmirna (siglo II d. C.), durante el siglo III a. C. se propuso un sistema similar al que Tycho Brahe concibió diecinueve siglos después. En este sistema, los dos planetas interiores, Mercurio y Venus, orbitan alrededor del Sol, mientras que este último orbita alrededor de la Tierra, el centro del universo. Este sistema explicaba los movimientos de Mercurio y Venus mucho mejor que el de Eudoxo, y es muy probable que fuera el origen de la astronomía de los epiciclos. En efecto, si se sustituye la órbita del Sol por el ciclo deferente de Mercurio y Venus, se llega a la solución atribuida a Apolonio de Perge (nacido hacia el 244 a. C.).

En un intento por dar respuesta a la anomalía solar, respetando el principio del movimiento circular uniforme, los astrónomos griegos del siglo III propusieron la solución «excéntrica»: el Sol se desplaza en un círculo excéntrico (centrado en un punto que no corresponde al centro de la Tierra). Este sistema presentaba dos dificultades: no era simétrico y contradecía la física aristotélica, que no podía aceptar un movimiento alrededor de un punto imaginario. Probablemente fue Apolonio quien resolvió el problema de la simetría, al demostrar que un círculo excéntrico era equivalente a un epiciclo que se desplazaba alrededor de un círculo concéntrico (deferente). (El problema «aristotélico» nunca se resolvió). Esta solución de epiciclo más deferente llegó a caracterizar todos los sistemas astronómicos hasta principios del siglo XVII, cuando Kepler formuló su primera ley planetaria, la de las órbitas elípticas.

Entre Apolonio e Hiparco (quien realizaba observaciones en Rodas hacia el año 128 a. C.) desarrollaron una teoría astronómica completa basada en el epiciclo y el deferente. Al combinar adecuadamente los radios y los movimientos (en sentido horario o antihorario), pudieron reproducir el movimiento retrógrado de los planetas (aunque no el hecho de que los "bucles" producidos por este movimiento fueran asimétricos) y representar, con una aproximación razonable, los movimientos del Sol y la Luna.

Al invertir el enfoque metodológico de la astronomía, Hiparco desempeñó un papel decisivo en el desarrollo de la astronomía griega. Según la información disponible, que proviene principalmente de Ptolomeo, Hiparco fue el primero en priorizar la recopilación de observaciones para determinar las leyes empíricas que rigen los movimientos de los cuerpos celestes. Una vez hecho esto, los modeló en términos de movimientos circulares uniformes, determinando así los radios de los deferentes y los epiciclos planetarios.

Hiparco también elaboró una teoría exitosa sobre el movimiento del Sol, determinando su excentricidad y resolviendo así la principal anomalía: la desigualdad en la duración de las estaciones. Probablemente, mientras trabajaba en la teoría del Sol, realizó su principal descubrimiento: la precesión de los equinoccios. Al comparar observaciones históricas, Hiparco notó que, en su movimiento anual, el Sol tardaba un poco más en alcanzar el mismo punto zodiacal que en llegar al ecuador celeste; por lo tanto, el año sideral era diferente del año solar. Este fenómeno, debido en realidad a la lenta rotación del eje de la Tierra, fue interpretado por Hiparco como un desplazamiento muy lento de la esfera estelar, de oeste a este, de aproximadamente 1 grado por siglo (el valor real es 1° 23′ 30″).

La cúspide de la astronomía griega fue la obra magistral de Claudio Ptolomeo. Su Gran Sintaxis Matemática de la Astronomía , también conocida como Almagesto , completada entre los años 142 y 146 d. C., abarcaba todos los fenómenos astronómicos conocidos en aquel entonces. Este libro constituyó un avance único en la historia de la ciencia: se convertiría en la principal referencia para todos los astrónomos hasta la obra de Tycho Brahe y Kepler, casi 1500 años después. De hecho, toda la astronomía planetaria griega, islámica o romana hasta la época de Kepler puede caracterizarse como ptolemaica.

Ptolomeo continuó y concluyó la obra de Hiparco. Su método era similar: recopilar el mayor número posible de observaciones; resaltar las anomalías en los movimientos planetarios; hallar las leyes empíricas que rigen estas anomalías; combinar diversos movimientos circulares uniformes para «conservar los fenómenos»; elegir la mejor de las diferentes soluciones, determinando los radios y las posiciones de los círculos y las velocidades angulares; y calcular las tablas planetarias. Si las observaciones posteriores coincidían con las predicciones calculadas, esto confirmaría la teoría.

Según Ptolomeo, los principales movimientos celestes eran (a) el movimiento diurno del cielo de este a oeste y (b) todos los demás movimientos, que se producían principalmente de oeste a este y cerca de la eclíptica. Siempre que podía elegir entre varias soluciones posibles, Ptolomeo prefería la más sencilla. Así, adoptó el modelo de Hiparco para el Sol, pero se decantó por el excéntrico en lugar del deferente más epiciclo. Para todos los demás cuerpos celestes presentó su propia solución, que en el caso de Venus, Marte, Júpiter y Saturno implicaba el famoso «ecuante» (nombre que se le asignó durante la Edad Media). Su idea era que el centro del epiciclo no se mueve con un movimiento uniforme, sino que este movimiento circular uniforme se «transfiere» a un punto de otro círculo (el ecuante). En consecuencia, se conservaron los fenómenos (los planetas se mueven más rápido en su perigeo y más despacio en su apogeo), pero esto representó una seria desviación de la física aristotélica y del principio de movimiento circular uniforme propuesto por el propio Ptolomeo. El sistema era además extremadamente complejo: ¡Ptolomeo incluso añadió círculos para modificar el nivel del epiciclo con respecto al del deferente!

Ptolomeo presentó sus especulaciones cosmológicas (los mecanismos responsables de todos los movimientos de los cuerpos celestes) en su libro Hipótesis planetarias . Esta obra fue precursora de las teorías astronómicas islámicas sobre los mecanismos de las esferas celestes. Otra de las obras astronómicas de Ptolomeo, las Tablas prácticas , una versión revisada del Almagesto , se mantuvo en uso durante toda la Edad Media.

El principal comentarista griego de Ptolomeo fue Teón de Alejandría (siglo IV d. C.). Su comentario sobre el Almagesto y dos comentarios sobre las Tablas Prácticas fueron las últimas obras importantes de la astronomía griega antigua. En el siglo VI, Juan Filopono escribió el primer Tratado conocido sobre el Astrolabio (c. 520-550), basado en una fuente desconocida. Se considera que el primer astrónomo bizantino de renombre fue Esteban de Alejandría. Escribió un Comentario sobre las Tablas Prácticas (c. 610-620) inspirado en el Pequeño Comentario de Teón, una obra destinada a estudiantes que no dominaban la multiplicación y la división.

 

Astronomía de la antigua Grecia: una visión general 

Figura 1. Vista frontal del principal fragmento conservado del Mecanismo de Anticitera. Contiene 27 engranajes: el engranaje grande con cuatro radios en la parte frontal es la Rueda Solar Media. Fotografía © Proyecto de Investigación del Mecanismo de Anticitera

Si bien el desarrollo de la astronomía matemática griega constituye una parte crucial de la historia de la astronomía científica moderna, existe muy poco patrimonio inmueble directamente relacionado con ella. No se conserva ninguna evidencia directa de las observaciones realizadas por estos astrónomos: incluso en el caso de Ptolomeo, no se sabe nada sobre su "observatorio". Por otro lado, se conocen algunos lugares de observación, como la Pnyx , donde Metón observó.

Existe, sin embargo, un objeto portátil excepcional relacionado con el legado de la astronomía matemática griega. Se trata del mecanismo de Anticitera, descubierto en un naufragio romano en 1901. Es un dispositivo mecánico de bronce con al menos 30 engranajes, probablemente accionados manualmente, que calculaba y mostraba diversos ciclos astronómicos. Estos incluían el ciclo de fases de la luna, el paso del sol y la luna por el zodíaco, el ciclo metónico de 19 años (235 lunaciones), el ciclo de eclipses de Saros de 223 lunaciones y, probablemente, también varios ciclos planetarios. Los engranajes que determinaban la posición de la luna incluían un notable mecanismo de pasador y ranura que modelaba, según la teoría de Hiparco, las irregularidades del movimiento lunar en el cielo debido a la elipticidad de su órbita alrededor de la Tierra. Símbolos especiales ayudaban a predecir los eclipses lunares y solares. Incluso había una esfera que modelaba el ciclo de cuatro años de la Olimpiada. Se cree que el mecanismo de Anticitera fue construido a finales del siglo II a. C. Originalmente estaba alojado en una caja con marco de madera, y sus dos puertas parecen tener inscripciones con instrucciones de uso, lo que sugiere que probablemente estaba destinado al uso personal de un viajero sin experiencia. Es improbable que fuera único.

 

Astronomía de la antigua Grecia: una visión general 

El uso de las estrellas como indicadores estacionales era conocido por los agricultores griegos al menos desde el siglo VIII a. C., como lo demuestran los escritos de Hesíodo. Agricultor y poeta, su obra Trabajos y días (registrada tres siglos después) contiene una serie de signos astronómicos, como la primera aparición al amanecer (salida helíaca) de diversas estrellas y las actividades que se desencadenaban por ellas. Se trata a la vez de una recopilación de conocimiento popular y una especie de almanaque agrícola. Hacia el siglo V a. C., el desarrollo de calendarios estelares con agujeros, conocidos como parapegmas, comenzó a desempeñar un papel fundamental en la regulación de los diversos calendarios lunares cívicos que, hasta entonces, funcionaban de forma mayoritariamente independiente en las distintas ciudades.

Figura 2. El Erecteion, Atenas. Fotografía © DS Levine, Licencia Creative Commons.

La astronomía también desempeñó un papel crucial en la religión y las prácticas de culto griegas. Observar el cielo en busca de señales de intervención divina era común en Grecia; un ejemplo es la costumbre del siglo IV a. C. de la peregrinación sagrada de los pitios desde Atenas a Delfos, que solo se llevaba a cabo si el grupo de pitios veía los presagios adecuados (en este caso, relámpagos) durante los días y noches prescritos. Muchos festivales religiosos griegos se celebraban al aire libre y de noche. Diversas fuentes históricas atestiguan la importancia del cielo como parte integral de la experiencia de culto, así como su importancia para determinar el momento preciso de diversos ritos (tanto la fecha como la hora del día/noche).

La práctica de construir grandes templos de piedra data del siglo VII a. C., y los antiguos griegos claramente se inspiraron y adquirieron conocimientos tecnológicos del antiguo Egipto . Por lo tanto, no sorprende encontrar evidencia de una orientación cardinal y solsticial aparentemente deliberada. Sin embargo, las afirmaciones de que la orientación predominantemente oriental de los templos griegos se debe casi exclusivamente a la salida del sol han sido completamente refutadas.

Las prácticas religiosas griegas estaban muy localizadas, con muchas deidades y cultos diferentes: antes del desarrollo de los templos, estas se realizaban al aire libre, y es probable que la ubicación y el diseño (incluida la orientación) de cualquier templo estuvieran fuertemente influenciados por las prácticas de culto con las que estaba asociado.

Cada vez se acumulan más pruebas de que la orientación de los templos reflejaba deliberadamente las asociaciones celestiales de los dioses a los que estaban dedicados, de modo que estas asociaciones pudieran exhibirse y reforzarse durante los ritos que allí se celebraban. Ejemplos de ello son el oráculo de Apolo en Delfos (relacionado con la constelación de Delphinus), el santuario de Artemisa Orthia en Esparta (relacionado con las Pléyades) y el Erecteion en el lado norte de la Acrópolis de Atenas (relacionado con la constelación de Draco). En los tres casos, parece haber existido una conexión entre la fecha de ciertos ritos y un evento estelar visible sobre el horizonte en la dirección hacia la que estaba orientado el templo correspondiente. En cada caso, la conexión entre la deidad y la estrella o constelación en cuestión se confirma mediante diversas pruebas: la mitología, y en particular el mito fundacional del culto; los relatos históricos sobre la fecha de la festividad; las pruebas arqueoastronómicas de la orientación de los templos; y los artefactos arqueológicos asociados.

 

La astronomía en el mundo itálico y romano. 

El mundo itálico en la Edad del Hierro comprendía una variedad de pueblos y culturas, con una activa red de intercambio cultural y comercial que operaba en el área mediterránea. Los romanos eran simplemente uno de estos pueblos itálicos. Su expansión y conquista comenzaron a principios del siglo IV a. C.

Para entonces ya se había desarrollado una religión cuyos aspectos estaban íntimamente ligados al cielo. A partir de los registros arqueológicos y las escasas fuentes escritas disponibles (como las Tavole Eugubine ), es razonable concluir que, a pesar de las diferencias culturales, los rasgos principales de esta religión eran comunes a todos los pueblos itálicos, aunque los historiadores romanos solo los atribuyen directamente a los etruscos. En esta religión, la conexión fundamental entre los humanos y los dioses la proporcionaban los aruspexes , sacerdotes versados en la llamada Disciplina , que ejercían el arte de interpretar la voluntad de los dioses en el vuelo de las aves y en el hígado de las ovejas sacrificadas, por ejemplo, en la fundación de nuevas ciudades. El lugar sagrado de trabajo de estos sacerdotes era el auguraculum , una estructura cuadrada (o rectangular) generalmente sin muros y situada en un lugar destacado con respecto al paisaje y la ciudad. La Disciplina nos es conocida principalmente a través de los escritos de autores romanos como Cicerón, pero la tradición de los auguráculos es muy antigua, ya que este tipo de construcción está documentada desde el siglo VI a. C. Una función fundamental de los arúspices era reafirmar el orden cósmico, y consistía en la individuación de una imagen terrestre de los cielos ( templum ) en la que los dioses estaban «ordenados» y «orientados» en 8 (o 16) direcciones radiales a partir del norte. En consecuencia, estos edificios suelen estar orientados en los puntos cardinales o intercardinales.

Otros vestigios de las creencias religiosas itálicas relacionadas con el cielo se pueden encontrar en la espectacular acrópolis de varias ciudades, especialmente en una zona centrada en el Lacio Vetus (esencialmente el actual Lacio, con su capital regional Roma) y que se extiende por todo el lado occidental del centro de Italia, desde Umbría hasta Campania. Aquí, se empleó una impresionante mampostería poligonal para construir imponentes edificios alineados con los puntos cardinales o intercardinales (por ejemplo, Alatri y Ferentino) y/o con el amanecer o el atardecer del solsticio de verano (como Alatri y Norba). También está bien documentado el interés por la salida y la puesta de las estrellas brillantes, especialmente las de Géminis.

Casi todas las ciudades etruscas fueron reconstruidas por los romanos, pero aún se pueden apreciar vestigios de los rituales fundacionales y la correspondiente división del "cosmos" en Misa (la actual Marzabotto), que fue destruida por los celtas antes de la llegada de los romanos, así como en las espectaculares "ciudades funerarias" (necropoleis) como Cerveteri, donde los túmulos están orientados mayoritariamente hacia el noroeste.

La romanización de los pueblos itálicos fue un proceso gradual, y es probable que la orientación de las ciudades romanas heredara creencias y prácticas de la tradición existente. Sin embargo, el papel de la astronomía en los monumentos y templos romanos imperiales aún dista mucho de estar claro. Un ejemplo clave es el problema del papel de la astronomía en el proyecto del Campo de Marte, la enorme explanada cerca de un meandro del Tíber que Agripa concibió como un «lugar sagrado» dedicado a la glorificación del emperador Augusto. El mausoleo de Augusto hacia el norte, un reloj de sol con un obelisco egipcio (que hoy se encuentra en la cercana Piazza Montecitorio) como gnomon en el «centro», el Ara Pacis hacia el este y el Panteón hacia el sur fueron elementos fundamentales en la organización de este espacio. El complejo parece haber encarnado una hierofanía deliberada, ya que la sombra del obelisco apuntaba hacia la entrada del Ara Pacis durante los equinoccios. Sin embargo, se debate mucho y aún no se ha resuelto si esto se planeó específicamente para destacar el cumpleaños de Augusto (lo que implicaría que el enorme reloj de sol desempeñó un papel fundamental al representar el lugar central de Augusto en el nuevo «orden cósmico»), o si simplemente reflejaba una relación estacional más sencilla, o incluso si fue intencional en absoluto. Por otro lado, no cabe duda de que el monumento más representativo del Campo de Marte, el Panteón , que vemos hoy tal como fue reconstruido por Adriano alrededor del año 120 d. C., es un monumento estrechamente vinculado a los ciclos anuales y diarios del sol.

 

La astronomía en el mundo itálico y romano. 

Los yacimientos de interés, o al menos aquellos que han sido suficientemente estudiados, se concentran en Italia central. En orden alfabético, los principales yacimientos itálicos/romanos tempranos son Alatri, Circei, Ferentino, Norba y Sant'Erasmo di Cesi, y los principales yacimientos etruscos son la necrópolis de Banditaccia (Cerveteri) y Misa. La investigación sobre astronomía en la Roma imperial se centra principalmente en el Panteón (junto con toda la zona del Campo de Marte de Augusto) y la Domus Aurea. Todos estos yacimientos se conservan en buen estado, están protegidos o ubicados en ciudades habitadas y son accesibles al público.

También existe un patrimonio mueble de gran interés astronómico. Un buen ejemplo es la estatua conocida como el Atlas Farnesio. Conservada actualmente en el Museo Nacional de Nápoles, es una obra maestra de principios del Imperio que representa al dios Atlas portando la esfera celeste. Esta esfera contiene la representación más completa de las constelaciones que se conoce del período romano. Incluso se han realizado intentos por reconstruir los datos originales de este mapa celeste, remontándose al «mapa perdido» de Hiparco.

 

Bibliografía seleccionada 

Grecia antigua

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ASTRONOMÍA ISLÁMICA

En el intervalo de tiempo comprendido entre Ptolomeo (siglo II d. C.) y Copérnico (siglo XVI), los principales avances en astronomía observacional y teórica tuvieron lugar desde el norte de África hasta Asia Central, durante la Antigüedad tardía, y posteriormente en las sociedades preislámicas y, finalmente, islámicas. Los avances más importantes se produjeron entre los siglos IX y mediados del XV. Durante este período, los eruditos musulmanes se familiarizaron con las tradiciones astronómicas indopersas, dominaron los modelos planetarios ptolemaicos, mejoraron las técnicas de cálculo y observación, establecieron observatorios a gran escala, diseñaron instrumentos de observación precisos y, finalmente, desarrollaron varios modelos planetarios no ptolemaicos para hacer que los movimientos observados de los planetas fueran más compatibles con la cosmología aristotélica.

Figura 1 . Una página del catálogo de estrellas de al-Sūf─½: la constelación de Sagitario vista en un globo celeste. De 'Abd al-Rahmān al-Sūf─½ (Azophi) (964), Libro de las estrellas fijas . Licencia Creative Commons

La introducción de la astronomía helenística 

Nuestro conocimiento sobre el grado de familiaridad de los pueblos de la península arábiga con la astronomía en la época preislámica es limitado. Sin embargo, se sabe que conocían el recorrido del sol a través de los signos zodiacales, que adoptaron un calendario lunar, definieron las mansiones lunares identificando ciertas estrellas fijas y asterismos, y utilizaron las horas de salida y puesta de ciertas estrellas específicas para predecir fenómenos estacionales y meteorológicos.

La rápida expansión de los territorios islámicos a partir de mediados del siglo VII puso a los musulmanes en contacto con persas y bizantinos, quienes poseían una larga tradición en astronomía. Sin embargo, el conocimiento que los musulmanes tuvieron de las ciencias «extranjeras», incluida la astronomía, comenzó realmente a finales del siglo VIII, cuando las primeras traducciones de obras griegas, siríacas y persas al árabe estuvieron disponibles en la corte del califa abasí al-Mansūr, en la recién construida capital, Bagdad. La creación de la Casa de la Sabiduría, un instituto de investigación y traducción, a principios del siglo IX en Bagdad, dio inicio al gran proyecto de traducción de libros científicos y filosóficos de las tradiciones griega, helenística, persa e india.

En poco tiempo, gracias a la traducción de obras como el persa Zīj-i Shahriyār (traducido al árabe como Zīj al-Shāh ), el Sindhind (tablas astronómicas indias en sánscrito), el Mathematik─ô Sýntaxis de Ptolomeo ( Tratado matemático , comúnmente llamado Almagesto , basado en la forma latina de su título árabe, Kitab al-Majist─½ , El Gran Libro ) y otras obras matemáticas de las tradiciones griega y helenística, los musulmanes se familiarizaron con los modelos planetarios y la astronomía matemática. Sin embargo, fue la astronomía ptolemaica la que finalmente se impuso entre los astrónomos musulmanes, aunque la elaboración de zījs basada en la tradición indo-persa también continuó. Durante los siglos VIII y IX, el Almagesto de Ptolomeo se tradujo al árabe al menos cinco veces, y sus otras obras —sobre todo la Hipótesis Planetaria— también se dieron a conocer entre los astrónomos que ejercían en los territorios islámicos. Cuando los textos principales estuvieron disponibles, aparecieron varios comentarios, revisiones críticas y resúmenes. Algunos de ellos analizaban las dificultades e inconsistencias presentes en los textos originales, mientras que otros contribuían a hacerlos comprensibles para los estudiantes.

La primera introducción de los musulmanes a la astronomía computacional se produjo a través de los zījs. Un zīj es una combinación de tablas que contienen datos de observación sobre el movimiento y la posición de los planetas, el sol, la luna y ciertas estrellas fijas, así como las coordenadas de los puntos de intersección de los círculos principales en la esfera celeste. Esto permitía a los astrónomos y astrólogos realizar sus cálculos y predicciones astronómicas. El término deriva de la palabra persa media zīk o zīg , que significa cuerda.

Los primeros zījs producidos en el período islámico se basaron en la tradición indo-persa: Zīj al-Arkand fue escrito en árabe en el año 735 a partir de tablas indias; Zīj-i Shahriyār fue traducido del pahlavi en los últimos años del siglo VIII (los astrónomos musulmanes lo conocían en su original pahlavi mucho antes de su traducción); y Zīj al-Sindhind fue traducido del sánscrito en la década de 770 por al-Fazār y Ya'qūb ibn Tāriq, los eruditos de la corte del califa abasí al-Mansūr. Sin embargo, en la primera mitad del siglo IX, al-Khwārizm, un matemático y astrónomo persa que vivió en Bagdad, compiló un zīj, que es la primera tabla astronómica islámica original que se conserva. Aunque en este zīj se utilizan elementos de las tablas traducidas previamente, también se introdujeron elementos ptolemaicos. El zīj fue escrito bajo el patrocinio del califa al-Ma'mūn, durante cuyo reinado (813-833) el Almagesto de Ptolomeo fue traducido dos veces al árabe.

La combinación de parámetros de las tablas indoiranias y ptolemaicas, como se hizo en el zīj de al-Juarismo y otras tablas similares, habría generado discrepancias tanto en la astronomía práctica como en la predictiva. Por otro lado, habían transcurrido más de seis siglos desde la época de Ptolomeo, periodo durante el cual los parámetros de la astronomía posicional ya habían cambiado, por lo que la lucha de los primeros astrónomos observacionales islámicos con las discrepancias observacionales era inevitable. Los primeros esfuerzos en astronomía observacional incluyeron intentos de construir instrumentos basados en información de Ptolomeo y otras fuentes, y de medir algunos de los parámetros básicos de la astronomía posicional, como la oblicuidad de la eclíptica, la duración del año solar y la longitud de un grado de latitud, así como ciertos parámetros lunares. Los astrónomos musulmanes también realizaron observaciones para fijar coordenadas locales con el fin de determinar la qibla —la dirección sagrada de La Meca— hacia la que se orientan los musulmanes al rezar. Gracias a estos programas de observación, los astrónomos pudieron corregir errores en las observaciones antiguas y obtener valores actualizados para los parámetros astronómicos. Esto les ayudó a evitar el uso de parámetros contradictorios provenientes de diferentes fuentes.

Durante el reinado de al-Ma'mūn, se iniciaron otros programas de observación en Bagdad y Damasco. Se calcularon nuevos parámetros para los movimientos solares, lunares y planetarios; se midió la oblicuidad de la eclíptica; y se realizaron observaciones para determinar las posiciones de las estrellas. Los astrónomos también realizaron mediciones geodésicas para determinar el tamaño de la tierra midiendo la longitud de un grado de latitud (con el fin de proporcionar un nuevo mapa del mundo), y fijaron coordenadas locales mediante observaciones simultáneas de un eclipse lunar desde Bagdad y La Meca, con el fin de determinar la qibla en Bagdad. El resultado de estas diversas observaciones fue (directa o indirectamente) influyente en la provisión de nuevos zījs, entre ellos al-Zīj al-Mumtahan y el zīj de Habash al-Hāsib. En estas tablas, no solo se utilizaron nuevos valores para parámetros astronómicos; También se emplearon nuevas técnicas computacionales, como se puede apreciar en el uso de la trigonometría esférica en el zīj de Habash al-Hāsib. Además, la comparación de los resultados de estas observaciones con los del período helenístico condujo a importantes correcciones a los modelos cinemáticos existentes. Por ejemplo, se estableció que, a diferencia de Ptolomeo e Hiparco, la posición del apogeo solar con respecto al equinoccio de primavera no era fija.

Esta tradición observacional perduró después de al-Ma'mūn. Entre los astrónomos de la segunda mitad del siglo IX se encontraba Thābit ibn Qurra (836-901), un erudito y editor de una traducción al árabe del Almagesto de Ptolomeo . Thābit era un sabiano de Harrán (actualmente en el sur de Turquía). Los sabianos eran seguidores de una antigua orden religiosa que veneraba los cuerpos celestes. Thābit observó con atención los movimientos del sol y la luna, midió la duración del año sideral, determinó el apogeo solar y la excentricidad, y escribió el Libro del Año Solar , Sobre la Visibilidad de la Luna Nueva y un libro sobre el movimiento aparente de la luna basado en la teoría lunar de Ptolomeo. Thābit también concluyó que la precisión de los equinoccios no era lineal, sino que oscilaba periódicamente. Explicó esta teoría sobre la inquietud de los equinoccios en su tratado Sobre el movimiento de la octava esfera . Thābit propuso que los polos de la octava esfera se movían en pequeños círculos cuyos centros contenían los polos de una novena esfera.

Contemporáneo de Thābit, el astrónomo al-Battān, o Albategnius en su forma latinizada (c. 850-929), observando desde una ciudad situada en la margen norte del Éufrates, calculó una nueva cifra para la oblicuidad de la eclíptica (23° 35′ en lugar de los 23° 51′ 20″ de Ptolomeo), halló un valor preciso para la excentricidad del sol (0,017326 en lugar de los 0,0175 de Ptolomeo), observó cuidadosamente los movimientos planetarios y mejoró los valores observados para el movimiento medio de la luna en longitud. En su zīj (conocido como al-zīj al-Sābi' ), al-Battān no solo utilizó valores mejorados para la mayoría de los parámetros planetarios, sino que también empleó nuevas fórmulas en trigonometría esférica. Además, introdujo nuevos tipos de instrumentos de observación, como un nuevo reloj de sol, un armilar y un cuadrante mural. Al-Battān, por primera vez en la historia de la astronomía, habló sobre la posibilidad de eclipses solares anulares, que dedujo de las variaciones en los tamaños aparentes de la luna y el sol.

A principios del siglo XI, los intentos de realizar observaciones precisas, junto con el desarrollo de nuevos métodos en la astronomía matemática, se convirtieron en un rasgo característico de la astronomía islámica: entre los astrónomos involucrados se encuentran 'Abd al-Rahmān al-Sūf─½ (903-86), Abū'l Wafā al-Būzjān─½ (m. 997), Ibn Yūnus (m. 1009) y Abū Rayhān al-B─½rūn─½ (973-1048). El persa al-Sūf─½, en su Libro de las Estrellas Fijas (964) —que fue el primer estudio completo del cielo nocturno desde Ptolomeo— proporcionó un catálogo estelar preciso con correcciones a los datos de posición y magnitudes de la lista estelar de Ptolomeo. También describió varios objetos nebulosos que ahora clasificamos como galaxias y cúmulos estelares. Abū'l Wafā, otro astrónomo y matemático persa, trabajó principalmente en astronomía matemática y realizó importantes avances en astronomía esférica. Al introducir nuevos métodos, Abū'l Wafā simplificó y mejoró la resolución de problemas que involucraban triángulos esféricos oblicuos en comparación con los métodos de Ptolomeo, que se basaban en el Teorema de Menelao. Ibn Yūnus, observando en El Cairo, preparó un excelente zīj (llamado Hak─½m─½ Zīj ) que se diferenciaba de otros zījs existentes por demostrar el conocimiento del autor sobre las observaciones de sus predecesores y su conciencia de los errores de observación y la precisión computacional. Sus tablas para la medición del tiempo todavía se utilizaban en El Cairo en el siglo XIX. El erudito multidisciplinar al-B─½rūn─½ no solo introdujo una sofisticada trigonometría esférica para resolver problemas astronómicos y geodésicos, sino que también intentó volver a medir algunos de los parámetros astronómicos y las coordenadas locales.

Observaciones tan meticulosas como estas se convirtieron en parte integral de la astronomía en el mundo musulmán a lo largo de los siglos siguientes. Sin embargo, esta no fue la principal contribución de la astronomía islámica. También se produjeron importantes avances en los campos de la astronomía teórica y matemática. Algunos de estos avances surgieron de necesidades prácticas relacionadas con problemas astronómicos y geodésicos en los rituales islámicos, mientras que otros fueron de naturaleza teórica y filosófica. En ambos aspectos, los astrónomos de los territorios islámicos lograron avances significativos en la historia de la astronomía.

Fig. 2. Zīj Gurgani [ Zīj-i Jurjān─½ = Tablas Astronómicas de Gurgani]. 1193 H/1779. Biblioteca de Libros Raros y Manuscritos Beinecke . (Dominio público)

Los aspectos astronómicos y geodésicos relacionados con los rituales islámicos pueden abordarse bajo tres epígrafes: problemas relacionados con la medición del tiempo; la determinación de la dirección sagrada ( qibla ); y la regulación del calendario lunar. Los horarios exactos de las cinco oraciones diarias se basan en la posición del sol en el cielo: los horarios de las oraciones diurnas se determinan por la longitud de las sombras, mientras que los horarios de las oraciones cuando el sol no está sobre el horizonte local se establecen en función de los fenómenos del crepúsculo. La oración de la mañana comienza al amanecer y termina antes de la salida del sol; la oración del mediodía comienza al mediodía, después de que el sol cruza el meridiano local y la sombra de un objeto vertical alcanza su mínimo; la siguiente oración comienza por la tarde, cuando la longitud de la sombra de cualquier objeto es igual a la suma de su sombra mínima al mediodía y la longitud del objeto que proyecta la sombra; la siguiente oración comienza después de la oración de la tarde y termina antes de la puesta del sol; y la oración final comienza cuando desaparece el resplandor del atardecer y debe terminar antes de la medianoche. Si bien no es difícil estimar empíricamente estos horarios de oración, para determinarlos con precisión es necesario adquirir un buen conocimiento del sistema de coordenadas local y de los cambios diarios en la posición aparente del sol en el cielo.

Durante los primeros trece años del surgimiento del Islam, los musulmanes oraban mirando hacia Jerusalén. Sin embargo, diecisiete meses después de la Hégira —la migración del profeta Mahoma de La Meca a Medina— la orientación de las oraciones ( qibla ) cambió para dirigirse hacia la Kaaba en La Meca. Dado que La Meca se encuentra al sur de Medina, encontrar la qibla en Medina no era difícil. Sin embargo, una vez que los territorios islámicos se expandieron, encontrar la qibla correcta se convirtió en un problema complejo de geometría esférica. El problema consistía en encontrar la dirección del círculo máximo que pasa por dos puntos del globo. A lo largo de los siglos, astrónomos y matemáticos musulmanes desarrollaron métodos para resolver este problema basados en la trigonometría esférica, y crearon tablas e incluso instrumentos sofisticados para determinar la orientación de La Meca desde diferentes lugares.

La regulación del calendario lunar fue uno de los problemas más importantes y, a la vez, uno de los más difíciles para los astrónomos musulmanes. En la ley islámica, el mes lunar comienza con el primer avistamiento de la luna creciente. Dependiendo del tiempo transcurrido desde la luna nueva, esta primera luna creciente puede ser muy difícil de observar, debido al poco tiempo que permanece sobre el horizonte y a su tenue brillo en comparación con la luminosidad del horizonte occidental tras la puesta del sol. Por lo tanto, es necesario saber con exactitud cuándo y dónde mirar para encontrar la primera luna creciente. Tradicionalmente, se enviaban observadores a lugares con un horizonte despejado para informar sobre la visibilidad de la luna. Si no la veían, debían repetir sus observaciones la noche siguiente. Si el horizonte estaba nublado, se debía asumir un número fijo de días para el mes en cuestión. Estas incertidumbres, especialmente durante el mes sagrado del Ramadán, resultaban problemáticas. Los primeros astrónomos musulmanes, basándose en fuentes indias, desarrollaron procedimientos para definir la visibilidad de la luna creciente calculando las distancias relativas del sol y la luna y determinando la diferencia en sus horas de puesta. Sin embargo, en los siglos siguientes desarrollaron procedimientos más complejos, teniendo en cuenta también la separación angular entre el sol y la luna y la velocidad aparente de la luna, y proporcionaron tablas complicadas para determinar la visibilidad.

Para obtener datos celestes precisos con fines astronómicos y astrológicos, era necesario contar con programas de observación continuos. Si bien algunos datos podían obtenerse en un tiempo relativamente corto con instrumentos portátiles, la mayoría de los datos necesarios en astronomía posicional requerían observaciones a largo plazo. Por consiguiente, la creación de observatorios se convirtió en parte integral de los programas astronómicos durante el período islámico. Según las fuentes disponibles, los primeros observatorios en el Islam se establecieron en Bagdad y Damasco bajo el patrocinio del califa abasí al-Ma'mūn a principios del siglo IX. Estos observatorios, que no han sobrevivido, se crearon principalmente para actualizar los valores de los parámetros astronómicos y geodésicos, con el fin de compilar nuevos zījs, elaborar tablas precisas para la medición del tiempo y la regulación del calendario, y producir nuevos mapas estelares.

Algunos eruditos realizaron observaciones independientemente de los observatorios de al-Ma'mūn, utilizando sus propias estaciones de observación privadas. Por ejemplo, al-Battān─½ observó durante muchos años en Raqqa (en el norte de Siria); los hermanos Banū Mūsā observaron durante unos treinta años desde sus propiedades en Bagdad y la cercana ciudad de Samarra; la familia Banū Amājūr, incluyendo al padre, dos hijos y un esclavo liberado, observó durante un largo período y realizó sus propios zījs; y Sharf al-Dawla construyó un observatorio en el jardín de su palacio en Bagdad.

Desde mediados del siglo X hasta mediados del siglo XIII, se construyeron observatorios o estaciones de observación en todos los territorios islámicos, con diversos instrumentos de observación y para llevar a cabo diferentes programas astronómicos. En la década de 950, al-Sūf─½ realizó observaciones en Rayy (cerca de Teherán) y Shiraz; a finales del siglo X, Abū'l Wafā al-Būzjān─½ observó desde Bagdad y observó un eclipse lunar simultáneamente con al-B─½rūn─½ mientras este último se encontraba en Khwarizm (en el actual Turkmenistán); en 994, al-Khujand─½ midió la oblicuidad de la eclíptica en Rayy utilizando un sextante de unos 20 m de radio; en la década de 970, Ibn Yūnus inició un extenso programa de observación en El Cairo que explica en su zīj; A finales del siglo X y durante las dos primeras décadas del siglo XI, al-Brūn llevó a cabo observaciones durante más de treinta años en Jorasán (Irán oriental); a finales del siglo XI, Umar al-Khayyām utilizó un observatorio en Isfahán, Irán, durante unos 18 años, donde preparó un zīj y supervisó el proyecto de reforma del calendario para el gobernante selyúcida Malik Shāh; y finalmente, Sa'id al-Ándalus e Ibn al-Zarqāllu emprendieron un programa de observación a largo plazo en España en el siglo XI.

Sin embargo, dos observatorios del período islámico ocupan un lugar especial en la historia de la astronomía: el Observatorio de Maragha , construido en 1259 en el norte de Irán bajo el patrocinio de Hūlāgū (nieto del conquistador mongol Genghis Khan); y el Observatorio de Samarcanda , fundado por Ulugh Beg (nieto de Tamerlán) en 1424. La magnitud de los instrumentos de observación en estos dos observatorios, la importancia de sus programas de observación, su contexto institucional y el número de astrónomos y matemáticos afiliados, se combinan para hacer de estas dos instituciones algo único en la historia de la astronomía medieval.

El observatorio de Samarcanda, basado en ideas del observatorio de Maragha, se convirtió a su vez en modelo para un observatorio construido por Taqā al-Dān en Estambul en 1575 y para los observatorios de Jantar Mantar en el norte de la India en la década de 1720. Tras la caída de la dinastía de Ulugh Beg en la década de 1450, varios eruditos de su círculo emigraron al recién nacido Imperio Otomano, donde influyeron notablemente en los avances científicos. Taqā al-Dān, astrónomo de la corte del sultán Murad III (reinado 1574-1595), estableció un observatorio en Estambul, algo que los sultanes turcos habían anhelado desde la conquista de Constantinopla en 1453. Unos quince astrónomos colaboraron en la construcción y el uso de los instrumentos, cuyo propósito era producir un nuevo Žīj. Sin embargo, dos años después apareció el gran cometa de 1577, que Taqā al-Dān interpretó como una señal de la victoria del ejército turco sobre Persia. Si bien el ejército persa fue derrotado, las tropas turcas también sufrieron grandes pérdidas. Ese mismo año, varios dignatarios fallecieron en cortos intervalos y se desató una plaga. Ante estos inesperados y terribles sucesos, el sultán creyó que el cometa había aparecido debido a la construcción del observatorio y que desaparecería si se eliminaba su causa (el observatorio). En consecuencia, el observatorio fue demolido de inmediato, antes de que Taqā al-Dān pudiera finalizar su zij.

Los observatorios de Jantar Mantar, construidos por Jai Singh en el norte de la India entre 1724 y 1734, aunque se construyeron después de la invención del telescopio, continuaron la tradición islámico-persa de construcción de observatorios monumentales y se inspiraron en gran medida en el Observatorio de Samarcanda.

Además de la astronomía observacional y computacional, los astrónomos musulmanes tenían un interés especial en crear una imagen clara del universo en su sentido físico. Generalmente se aceptaba que la Tierra se encontraba en el centro del universo, con todos los cuerpos celestes moviéndose uniformemente a su alrededor. Aristóteles había argumentado que la región celeste consistía en una serie de esferas concéntricas (u "orbes") con la Tierra en el centro. Cada uno de los planetas, por ejemplo, se movía a una velocidad constante alrededor de uno de estos orbes. Sin embargo, los datos observacionales no respaldaban esta imagen: todos los cuerpos celestes, desde el Sol y la Luna hasta los planetas y las estrellas, manifestaban diferentes movimientos no uniformes a corto plazo o seculares. Para explicar estas observaciones, se desarrollaron modelos no concéntricos de movimientos planetarios en los siglos III y II a. C., culminando en el modelo de Ptolomeo. Este modelo conservaba los orbes concéntricos, pero incluía otros orbes excéntricos y epiciclos incrustados en cada uno de ellos. Según Ptolomeo, el movimiento uniforme de un planeta o el centro de un epiciclo se producía alrededor de un punto llamado ecuante , que no coincidía con la Tierra. Con esta innovación, las observaciones y los modelos matemáticos de los movimientos planetarios se hicieron compatibles, pero la estructura física del universo se volvió confusa. El problema era sencillo: dado que las órbitas excéntricas, los epiciclos y el ecuante eran solo herramientas matemáticas para calcular los movimientos planetarios, ¿cuál era la verdadera configuración física de las esferas celestes? Ni siquiera Ptolomeo fue explícito en su tratamiento del universo: en el Almagesto se limita a describir matemáticamente los movimientos y modelos, mientras que en su Hipótesis Planetaria habla de la configuración de las esferas sin referirse a las premisas problemáticas que subyacen a sus modelos matemáticos.

Las críticas a Ptolomeo comenzaron a aparecer poco después de que los astrónomos musulmanes se familiarizaran con el sistema ptolemaico. Las dudas sobre los datos de observación de Ptolomeo o su descripción del cosmos se hicieron comunes en el Islam. El principal desafío era crear una configuración ( hay'a ) del universo que satisficiera tanto los principios observacionales como los físicos. En otras palabras, el objetivo principal era desarrollar modelos que implicaran movimientos uniformes alrededor del centro del universo —la Tierra— que fueran compatibles con las observaciones.

Fig. 3. Izquierda /Arriba: Par de Tūs. Imaginemos dos esferas tangentes internamente en un punto ( C ), cuyo diámetro es la mitad del de la otra. Si la esfera pequeña se mueve uniformemente al doble (2α) de velocidad que la grande, pero en dirección opuesta, el punto común D se moverá de un lado a otro a lo largo de AB . En otras palabras, los movimientos circulares uniformes de las dos esferas crean un movimiento lineal. Al elegir un par de Tūs con las dimensiones y velocidades adecuadas de las dos esferas giratorias, y unirlo a una esfera dada, se puede producir el movimiento no uniforme observado de un planeta en particular alrededor de la Tierra central, aunque el movimiento de las esferas giratorias sea uniforme. Por lo tanto, se conservan tanto la observación como los principios físicos. © Tofigh Heidarzadeh. Derecha/Abajo: Diagrama de Tūs del par, que muestra la oscilación de un punto dado a lo largo del diámetro del círculo grande. Después de Tūs─½ pareja de Vat . Manuscrito árabe 319, commons.wikimedia.org. Licencia Creative Commons

La solución de este problema ocupó la mente de varios astrónomos musulmanes, entre ellos Ibn al-Haytham, Abū 'Ubeyd Jūzjān, discípulo de Ibn-S─½nā, Ibn Rūshd e Ibn Bājja. Sin embargo, fue Nas─½r al-D─½n al-Tūs─½ quien desarrolló una solución revolucionaria para eliminar el ecuante. Tūs─½ introdujo una disposición en la que los movimientos circulares de dos esferas producían un movimiento lineal que desplazaba un punto (por ejemplo, el centro de un epiciclo) acercándolo o alejándolo de un punto central. Esta disposición (conocida como el par de Tūs─½), capaz de generar movimientos no uniformes a partir de movimientos uniformes concéntricos, fue un concepto clave en el desarrollo de modelos no ptolemaicos. Los contemporáneos de Tūs, Mu'ayyad al-D─½n al-'Urd─½ y Qutb al-D─½n Sh─½raz─½, también desarrollaron modelos innovadores no ptolemaicos, y la tradición continuó con otros modelos producidos por Al─½ Al-Qūshj─½ (del Observatorio de Samarcanda) e Ibn al-Shātir (1304-75), el cronometrador de la Mezquita Omeya de Damasco.

Copérnico empleó repetidamente conceptos desarrollados por Tusí y sus seguidores y colegas. En De revolutionibus, utilizó el par de Tusí para crear la variación en la oblicuidad de la eclíptica y producir una oscilación en los planos orbitales de los planetas. En el Commentariolus, Copérnico utiliza los modelos de al-Urd y Ibn al-Shātir para desarrollar sus propios modelos de longitud planetaria. El modelo de Copérnico para los movimientos lunares es casi idéntico al propuesto por Ibn al-Shātir. Probablemente, Copérnico conoció los modelos musulmanes no ptolemaicos, especialmente los desarrollados por Tusí y sus seguidores, durante sus estudios en Italia, donde tenía un acceso más fácil a los textos árabes.

 

 

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LA ASTRONOMÍA DESDE EL RENACIMIENTO

HASTA MEDIADOS DEL SIGLO XX

El periodo comprendido entre el Renacimiento europeo y mediados del siglo XX fue extraordinariamente fructífero para la historia de la astronomía. El paradigma heliocéntrico de Copérnico (mediados del siglo XVI), seguido por la revolución tecnocientífica del telescopio refractor de Galileo (1609), impulsó un enorme movimiento de revitalización y progreso en las observaciones astronómicas y la comprensión teórica del cielo, lo que favoreció la construcción y el desarrollo de numerosos observatorios con sucesivas generaciones de instrumentos completamente nuevos. A finales del siglo XIX, las observaciones astronómicas se transformaron radicalmente gracias a los métodos de la astrofísica, tras el descubrimiento de la naturaleza ondulatoria de la luz y los espectros de emisión de los materiales calentados.

El patrimonio astronómico de los cuatro siglos en cuestión es inmenso, principalmente en países europeos y posteriormente en otras partes del mundo. Comprende simultáneamente diversas categorías de patrimonio: instrumentos móviles, instrumentos fijos, observatorios y registros de datos de observación originales.

Para lograr un equilibrio en la amplia gama de temas representados en este portal, este ensayo temático no pretende, por el momento, ofrecer una visión general completa de la astronomía desde el Renacimiento hasta mediados del siglo XX, sino que se limita a un breve repaso cronológico. El lector interesado puede consultar una publicación dedicada íntegramente a este tema: « Observatorios Astronómicos: De la Astronomía Clásica a la Astrofísica Moderna» , editada por Gudrun Wolfschmidt (Berlín, 2009: ICOMOS, Monuments and Sites XVIII). Este volumen recoge las actas de un simposio internacional sobre «Patrimonio Cultural: Observatorios Astronómicos (alrededor de 1900)», organizado por ICOMOS Alemania junto con la Universidad de Hamburgo en octubre de 2008, y contiene 40 artículos sobre observatorios clásicos y su legado.

Los cinco estudios de caso incluidos en el primer Estudio Temático —a saber, el Real Observatorio de Greenwich , Reino Unido; el Real Observatorio del Cabo de Buena Esperanza , Sudáfrica; el Observatorio de París-Meudon , Francia; el Observatorio del Monte Wilson, California , EE. UU.; y la Torre Einstein en Potsdam , Alemania— fueron elegidos en la medida de lo posible para complementar, en lugar de reproducir, la información disponible en el libro de Hamburgo. Greenwich y Ciudad del Cabo aparecen en el volumen de Hamburgo, pero se incluyeron en aras del equilibrio: Greenwich por ser parte de un Patrimonio de la Humanidad y por ejemplificar varias cuestiones importantes, y el Observatorio de Ciudad del Cabo por su especial relevancia debido a su ubicación tanto en el hemisferio sur como en África. El segundo Estudio Temático (2017) contiene estudios de caso ampliados sobre el Real Observatorio del Cabo de Buena Esperanza , Sudáfrica, y el Observatorio de París , Francia.

En ocasiones, el enfoque patrimonial en la astronomía moderna y contemporánea se centra en un instrumento específico. Históricamente, este fue a menudo el motivo fundamental de la creación del observatorio, de modo que un instrumento excepcional se considera la parte central del lugar, otorgándole todo su valor. Los requisitos científicos y las capacidades técnicas de un momento dado se combinan para crear un instrumento de alto rendimiento: en términos científico-tecnológicos, esto, más que su contexto arquitectónico, constituye la verdadera obra maestra. Para ello, debemos considerar el sitio como un bien patrimonial en su conjunto; es decir, el instrumento no puede separarse de su entorno inmediato ni de su entorno material considerado como una totalidad. La concordancia entre un instrumento y un sitio (patrimonio tangible fijo) y entre un instrumento y sus usos y resultados científicos (patrimonio intangible) son cuestiones esenciales si se pretende desarrollar una definición de un bien patrimonial con vistas a una candidatura viable.

 

Primeros desarrollos 

Investigado y escrito alrededor de 1530, De revolutionibus orbium côlestium , la obra de referencia de Nicolás Copérnico (1473-1543), se publicó el año de su muerte. Dentro de la historia de la cosmogonía y el pensamiento europeo, este libro supuso un cambio de paradigma trascendental. La descripción ptolemaica de un mundo geocéntrico (siglo II d. C.) fue reemplazada por un sistema heliocéntrico que conservaba órbitas circulares y movimientos uniformes.

Figura 1 . 'Uraniborg', en Tycho Brahe, Astronomiae instauratae mechanica (1598). Fue derribado durante el siglo XVII. Wikimedia Commons (dominio público)

Durante la segunda mitad del siglo XVI, la posición de los objetos celestes se determinaba a simple vista, utilizando instrumentos clásicos inspirados tanto en las tradiciones medievales europeas como en las árabe-islámicas. En Europa, el proyecto astronómico más importante fue la construcción del complejo del observatorio de Uraniborg. Financiado por el rey de Dinamarca, fue construido en una pequeña isla por el astrónomo Tycho Brahe (1546-1601) entre 1576 y 1580. Equipado con nuevos y grandes instrumentos, permitió a Tycho y a su grupo de astrónomos trabajar durante un largo período para establecer nuevas tablas astronómicas para más de 1000 estrellas. Estas tablas fueron publicadas posteriormente por Johann Kepler (en 1627). Tycho también mejoró la calidad de las mediciones, alcanzando una precisión inferior a un minuto de arco, lo que permitió la predicción precisa de eventos celestes.

Un acontecimiento social importante de la época, vinculado a la astronomía y la cosmología, fue la reforma del calendario adoptada por la Iglesia Católica en 1582 bajo el pontificado del papa Gregorio XIII. Las dificultades para cambiar el paradigma cosmológico durante el Renacimiento tardío se ilustran con la actitud ambivalente de Tycho Brahe al intentar mantener la Tierra en el centro del universo, con los planetas girando alrededor del Sol y el Sol alrededor de la Tierra. El concepto de universo infinito de Giordano Bruno (1548-1600) ilustra el florecimiento general de las ideas en ciencia y cosmología durante el período humanista, así como las dificultades que obstaculizaron su reconocimiento social y cultural.

Johannes Kepler (1571-1630) continuó el trabajo de Tycho Brahe, utilizando sus resultados para respaldar las propuestas de Copérnico sobre los movimientos celestes mediante sus famosas tres leyes: que las órbitas planetarias son elípticas, que la línea que une el Sol con un planeta barre áreas iguales en tiempos iguales, y que una fórmula sencilla relaciona el período de revolución con las dimensiones de la órbita. Kepler impulsó la «revolución científica moderna» al formular leyes matemáticas sumamente simples con consecuencias universales. Sin embargo, Kepler siguió siendo un hombre de su tiempo, publicando almanaques populares y elaborando horóscopos y pronósticos astrológicos para sus clientes.

El sistema heliocéntrico de Copérnico tardó en ser plenamente reconocido como una descripción completamente nueva del cielo: la famosa controversia de Galileo Galilei (1564-1642) con la Iglesia Católica se prolongó desde la década de 1610 hasta su muerte. En el proceso de alcanzar su propia certeza en apoyo del modelo copernicano, Galileo transformó radicalmente las capacidades de las observaciones astronómicas mediante el uso del telescopio refractor: dos lentes convexas montadas en un tubo que magnificaban el campo de visión. A partir de 1609, el conocimiento astronómico se transformó repentinamente, ya que los telescopios comenzaron a revelar multitud de objetos celestes que ningún ser humano había visto antes. Uno de los primeros y más significativos descubrimientos de Galileo fue la existencia de las cuatro lunas (las más grandes) de Júpiter, lo que demostró que la Tierra no era el único planeta con lunas y, por lo tanto, apoyó el modelo copernicano. Otro descubrimiento importante fue el de montañas en la Luna, lo que demostró su materialidad y sus similitudes con la Tierra.

Figura 2. El telescopio de 140 pies de Johannes Hevelius (de Machina coelestis , 1673). Wikimedia Commons (Dominio público).

Una nueva era comenzó a mediados del siglo XVII tras el desarrollo de telescopios refractores fiables y eficientes. Científicos y artesanos perfeccionaron sus conocimientos y construyeron mejores instrumentos, por ejemplo, añadiendo sistemas de medición angular al telescopio. Estos dispositivos propiciaron numerosos descubrimientos: por ejemplo, en la década de 1650, Christiaan Huygens (1629-1695) descubrió los anillos de Saturno y su luna Titán, y realizó el primer boceto conocido de la nebulosa de Orión. También supusieron mejoras en la navegación transoceánica, ya que las observaciones astronómicas podían utilizarse para determinar la posición en el mar. Este periodo se caracterizó por programas de observación e intercambio de información a través de redes de científicos europeos. Los poderosos reinos de la época optaron por construir grandes observatorios, utilizando los últimos avances tecnológicos para crear nuevos instrumentos y financiando a astrónomos profesionales reclutados de toda Europa. En 1641, Johannes Hevelius (1611-1687) fundó un observatorio en Danzig (Gdańsk) equipado con un gran telescopio. El Observatorio de París fue fundado en 1667 por Luis XIV, con un grupo de astrónomos centrado inicialmente en Jean Picard (1620-1682) y posteriormente en Jean-Dominique Cassini (1625-1712), quien se convirtió en su primer director. El Real Observatorio de Greenwich fue encargado por el rey inglés Carlos II en 1675 y dirigido por el Astrónomo Real John Flamsteed (1646-1719), sucedido por Edmund Halley (1656-1742).

La disponibilidad de todos estos nuevos equipos y el creciente número de astrónomos propiciaron numerosos descubrimientos cruciales y generaron una visión y comprensión del cielo completamente nuevas. Eventos específicos, como la aparición del cometa Halley (1680-1684), captaron la atención de un amplio público y ofrecieron numerosas oportunidades para el debate entre la élite en los salones. Los astrónomos publicaron catálogos estelares revisados y efemérides actualizadas.

Con sus Principia (1687), Isaac Newton (1643-1727) logró el mayor hito teórico del siglo XVII, unificando la astrofísica y la física terrestre. El concepto de gravitación universal y las tres leyes del movimiento sentaron las bases de un modelo matemático completo y coherente que dio origen a lo que se conoció como «mecánica celeste».

Este periodo también marcó la aparición de nuevos campos de descubrimiento experimental, como la determinación de la velocidad finita de la luz en 1676 por Ole Christensen Rømer (1644-1710), mientras trabajaba en el Observatorio de París. Una aparente variación en la posición de las estrellas observadas a finales del siglo XVII generó la esperanza de determinar su paralaje (la variación anual en su posición causada por el movimiento de la Tierra alrededor del Sol) y, por lo tanto, su distancia. En cambio, esto llevó a James Bradley (1693-1762) a descubrir el efecto de aberración (1727), consecuencia de la velocidad finita de la luz, y confirmó la teoría de Rømer. Bradley también descubrió la nutación del eje terrestre en 1738.

Las mejoras en los instrumentos y la teoría propiciaron numerosos avances en las ciencias astronómicas durante el siglo XVIII. Se inventaron nuevos instrumentos de precisión, como el telescopio meridiano de Rømer (1704), equipado con micrómetros, y el heliómetro de Pierre Bouguer (1748). Se perfeccionaron las técnicas de fabricación de espejos parabólicos de bronce, lo que hizo viables los telescopios reflectores, mientras que en 1758 John Dollond (1706-1761) descubrió un método para eliminar en gran medida la aberración cromática de las lentes en los refractores. A finales de siglo, estos instrumentos mejorados permitieron completar varios catálogos y efemérides sustanciales. Así pues:

Figura 3. Reflector de 40 pies de William Herschel, terminado en 1789 (Dominio público).

• En 1764, Jérôme Lalande (1732-1807) publicó su Traité d'Astronomie , un compendio de conocimientos astronómicos de la época, escrito de manera racional y pedagógica según la Ilustración;
• En 1771, Charles Messier (1730-1817) publicó su catálogo de cuerpos celestes fuera del sistema solar;
• En 1776 apareció la primera edición del Berliner Astronomisches Jahrbuch , una publicación anual de efemérides y astronomía que continuó hasta 1960; y
• En 1801, Jérôme Lalande (1732-1807) publicó la Histoire Céleste Française , que contenía un catálogo de más de 47.000 estrellas.

William Herschel (1738-1822), quien descubrió Urano en 1781, dio origen a una dinastía familiar de astrónomos. Sus instrumentos de alta precisión marcaron el comienzo de una nueva generación de grandes telescopios reflectores.

Durante el siglo XVIII se organizaron varias expediciones científicas para determinar el tamaño y la forma real de la Tierra. La medición del meridiano de París, de un extremo a otro de Francia, un proyecto iniciado por Picard, fue continuada por J.-D. Cassini y su hijo Jacques. Las expediciones al Perú y Laponia, coordinadas por la Academia de Ciencias de París a mediados de la década de 1730 y en las que participaron numerosos astrónomos y otros científicos, confirmaron que la Tierra estaba achatada en los polos. Los tránsitos de Venus (a través del disco solar) en 1761 y 1769 propiciaron la organización de expediciones científicas que implicaron cooperación internacional y la coordinación de observaciones en diferentes partes del mundo, con el objetivo principal de obtener una medición más precisa de la distancia al Sol y, por lo tanto, de «escalar» el sistema solar.

Otra cuestión importante derivada de las nuevas posibilidades astronómicas surgió a principios del siglo XVIII: ¿podría determinarse la longitud mediante observaciones astronómicas en el mar o mediante mediciones de tiempo con relojes marítimos precisos y fiables? Las soluciones se desarrollaron principalmente en Inglaterra y Francia. A principios de la década de 1730 comenzaron a fabricarse octantes aptos para la navegación, seguidos en la década de 1750 por sextantes portátiles, y en 1787 Jean-Charles Borda inventó un círculo reflectante mejorado (esencialmente un octante extendido a un círculo completo). El último aspecto de la solución a la búsqueda de la longitud en el mar fue la elaboración, en 1752, de tablas de movimientos lunares por el astrónomo alemán Tobias Mayer (1723-1762).

 

Desarrollos a principios y mediados del siglo XIX 

Figura 4. Observatorio de Pulkovo. Fotografía © Vladimir Ivanov, licencia Creative Commons.

La construcción de nuevos observatorios continuó e incluso se aceleró en el siglo XIX, creando no solo una considerable red internacional en Europa, sino también, y por primera vez, una importante dispersión de observatorios modernos por todo el mundo. Entre 1830 y 1840, surgió la arquitectura clásica del observatorio con cúpula, dando lugar a un hito característico y popular, fácilmente reconocible. Aún hoy, sigue siendo un símbolo de la astronomía y de los astrónomos. De las numerosas construcciones de este tipo de la época, el Observatorio de Pulkovo en San Petersburgo, Rusia, construido por orden del zar Nicolás I e inaugurado en 1839 bajo la dirección de Friedrich Georg Wilhelm Struve, fue probablemente uno de los más representativos y completos. El Observatorio del Harvard College en Estados Unidos, fundado en 1839, y el Real Observatorio del Cabo de Buena Esperanza en Sudáfrica son buenos ejemplos de instalaciones permanentes construidas fuera de Europa.

Al mismo tiempo, la eficiencia de los instrumentos continuó aumentando de diversas maneras: en términos de la calidad del metal, las capacidades mecánicas de los constructores, la mano de obra de los fabricantes de lentes y la precisión del pulido de los espejos. Por ejemplo, la disponibilidad de vidrio homogéneo acromático permitió construir lentes objetivo más grandes, de modo que se pudieron construir grandes telescopios refractores por primera vez; y los soportes ecuatoriales y los accionamientos mecánicos permitieron que el telescopio siguiera las estrellas en el cielo, lo que permitió un estudio extenso de un solo campo con una precisión de observación limitada únicamente por factores externos como la difracción y la turbulencia del aire. Un efecto de todas estas mejoras fue que el lugar de honor en el observatorio pasó a ser el telescopio refractor. Otro fue que ahora se podían observar objetos más pequeños, de modo que, por ejemplo, ahora se podían resolver muchas "estrellas dobles" (binarias). Las capacidades teóricas de los astrónomos de este período se ilustran con Carl Friedrich Gauss (1777-1855), quien predijo con éxito en 1801 la posición en el cielo del asteroide (ahora planeta enano) Ceres mediante cálculo; y más tarde, en 1846, con el descubrimiento de Neptuno por Urbain Le Verrier (1811-1877) utilizando cálculos basados en perturbaciones en la posición de Urano.

Mediados del siglo XIX se caracteriza por grandes estudios sistemáticos del cielo. Proyectos internacionales elaboraron extensos catálogos y mapas que incluían un número creciente de objetos celestes, junto con su posición, magnitud y otros detalles. El Nuevo Catálogo General (NGC), publicado en 1880, catalogó 7840 «objetos no estelares»: cúmulos estelares y nebulosas, muchos de los cuales ahora sabemos que son otras galaxias. Fue el comienzo de una comprensión más profunda del Universo.

 

Los albores de la astrofísica 

A finales del siglo XIX, el uso de la espectroscopia y la fotografía provocó un cambio fundamental en el enfoque, pasando de la cartografía del firmamento a la comprensión de los procesos físicos que tienen lugar en el espacio. Los orígenes de la espectroscopia astronómica se remontan a mediados de la década de 1810, con la observación de Joseph Fraunhofer (1787-1826) de líneas espectrales oscuras en el espectro solar, pero sus implicaciones para la astronomía no se abordaron seriamente hasta las décadas de 1850 y 1860. En 1868, Pierre Janssen (1824-1907) y Norman Lockyer (1836-1920) descubrieron un nuevo elemento, el helio, en el Sol. Los espectros permitieron rápidamente comprender la estructura química no solo del Sol, sino también de otras estrellas.

Janssen fue un pionero de la astrofotografía, tomando las primeras fotografías del sol e introduciendo innovaciones técnicas que permitieron tomar un gran número de fotografías en rápida sucesión. A partir de la década de 1870, las nuevas emulsiones fotográficas y la mayor precisión del movimiento en los sistemas de seguimiento ecuatorial permitieron tomar magníficas fotografías, lo que condujo a la creación en 1885 de un programa internacional global para cartografiar el cielo, la Carte du Ciel .

El nuevo campo de la astrofísica conectó la astronomía con la física y la química, y propició la creación de comunidades específicas de profesionales en las décadas de 1860 y 1870, como la Sociedad Italiana de Espectroscopistas. Dos mejoras complementarias permitieron que la espectrometría se convirtiera en una práctica habitual en los estudios sistemáticos del cielo: la sustitución de los prismas de vidrio por rejillas de difracción de alta densidad y el uso de la fotografía de grano fino para registrar los espectros. Durante la década de 1870 se establecieron centros específicos de espectroscopia astronómica en Greenwich, Se iniciaron programas para catalogar espectros estelares y trabajar en una mejor comprensión de la estructura estelar.

A finales del siglo XIX, se comprendía que el Universo era un conjunto complejo y disperso de galaxias de distintos tipos que contenían una cantidad increíble de estrellas, cuyos movimientos interdependientes seguían las leyes de la mecánica celeste y cuya luz proporcionaba información sobre su estructura química y temperatura. Se habían desarrollado metodologías exitosas para estudios astronómicos sistemáticos que involucraban redes mundiales de observatorios y a la comunidad internacional de astrónomos.

No obstante, a principios del siglo XX, el rendimiento instrumental seguía limitado por el tamaño de los telescopios y por limitaciones físicas como la turbulencia atmosférica y la difracción. Además, la iluminación artificial y la niebla urbana resultaban perjudiciales tanto para la observación directa como para la espectrometría. A esto se sumaba que los astrofísicos empezaron a comprender la importancia de la nueva información que podía obtenerse observando la radiación fuera del espectro visible. El problema radicaba en que dicha radiación se veía gravemente afectada por la atmósfera terrestre, especialmente a bajas temperaturas. La solución consistió en trasladar algunos observatorios a ubicaciones nuevas y más aisladas, y construir otros nuevos en zonas montañosas con condiciones atmosféricas estables y de alta calidad.

Dos nuevos observatorios que superaron estas dos limitaciones —las dimensiones de los reflectores y la perturbación atmosférica— se construyeron durante la primera mitad del siglo XX en Estados Unidos, bajo la concepción de George Ellery Hale (1868-1938). El Observatorio del Monte Wilson , cuya construcción comenzó en 1904, se edificó en California a una altitud de 1740 m. En 1908, se equipó con un reflector de alta calidad de 1,5 m, y en 1917 con uno de 2,5 m. Una innovación técnica inventada por Bernhard Schmidt (1879-1935) en 1930 corrigió el problema de las aberraciones fuera del eje que restringían el campo de visión de los grandes telescopios, facilitando así los estudios que abarcaban grandes áreas del cielo. El observatorio Hale, inaugurado en 1936 en el Monte Palomar, también en California, albergaba un telescopio Schmidt de 46 cm. El telescopio reflector de 200 pulgadas (5,08 m), conocido como telescopio Hale, que se instaló en 1948, siguió siendo el telescopio óptico de mayor apertura del mundo hasta 1976.

 

Bibliografía seleccionada 

• Bennett, Jim (1987). El círculo dividido: una historia de los instrumentos para astronomía, navegación y topografía . Oxford: Phaidon-Christie's.
• Hearnshaw, John B. (1986). El análisis de la luz estelar: ciento cincuenta años de espectroscopia astronómica . Cambridge: Cambridge University Press.
• Hoskin, Michael, ed. (1997). Historia ilustrada de la astronomía de Cambridge . Cambridge: Cambridge University Press.
• Hoskin, Michael, ed. (1999). Historia concisa de la astronomía de Cambridge . Cambridge: Cambridge University Press.
• Marcorini, Edgardo, ed. (1988). Historia de la ciencia y la tecnología: una cronología narrativa (2 vols.). Nueva York: Facts On File.
• Tatón, René, ed. (1981-83). Histoire Générale des Sciences: la Science Contemporaine (2 vols). París: Presse Universitaire de France.
• Wolfschmidt, Gudrun, ed. (2009). Observatorios astronómicos: de la astronomía clásica a la astrofísica moderna . Berlín: ICOMOS (Monumentos y sitios XVIII).

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