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Resumen Sobre la Teoria Eliocentrica...

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Por: Lucio Lozada José María Grupo: 305-A Fecha de entrega: lunes 28 de septiembre de 2015 FISICA I DE LA TEORIA GEOCENTRICA A LA HELIOCENTRICA Y SUS CAMBIOS A TRAVEZ DEL TIEMPO Introducción: Concepto y surgimiento de la teoría heliocéntrica La teoría heliocéntrica es la idea de que la Tierra y los demás planetas giran al rededor del sol. Sin embargo, la concepción de este movimiento no siempre fue la misma ya que tuvo muchos cambios a través de la historia de la humanidad. Las primeras teorías respecto al movimiento de la tierra, el sol y los demás planetas fueron dadas solamente por la observación y el razonamiento ya que en ese entonces no existían instrumentos de medición que les ayudaran a los investigadores a llegar a conclusiones tan precisas como las de hoy en día. Desarrollo: modificaciones de la teoría heliocéntrica y su influencia en el desarrollo de nuevas ciencias Teoría geocéntrica de Aristóteles y Ptolomeo Por esta razón, en el siglo IV a.C. el filósofo Aristóteles tuvo la idea de que nuestro planeta era el centro del universo, por lo cual, la luna, el sol y los demás planetas giraban a su alrededor en trayectorias circulares, además, decía que las estrellas se mantenían estáticas ya que no tenían movimiento. Por otra parte, dividía el cosmos en un mundo celeste perfecto y otro terrestre. Pero no fue el único que planteó un sistema geocéntrico ya que en el siglo II a.C el astrónomo, astrólogo y matemático Ptolomeo formuló una explicación que mencionaba que las estrellas formaban parte de un cielo de forma esférica con movimiento giratorio en cuyo centro se situaba la tierra, la cual se mantenía inmóvil mientras los demás planetas giraban a su alrededor en una trayectoria circular llamada “Deferente”. Además enunciaba que cada planeta giraba sobre su propio eje al que llamaba “Epicio”. Aportaciones y modificaciones a la teoría heliocéntrica. Sin embargo, en el siglo III a.C. Aristarco de Samos (astrónomo y matemático griego) sugirió que el sol se situaba en el centro del universo mientras que la tierra y los demás planetas giraban a su alrededor a diferentes velocidades y con orbitas de diferentes dimensiones, formulando así la primera teoría heliocéntrica en la historia de la humanidad. No fue sino hasta después del periodo medieval que en 1512 d.C. que el astrónomo Nicolás Copérnico se basó en la teoría de Aristarco para generar la suya. Copérnico decía que el sol era el centro del Sistema solar y los demás planetas giraban a su alrededor, además decía que dichos planetas giraban sobre sí mismos, dando una vuelta completa una vez al día --dando lugar al día y la noche-- y que una vez al año daban una vuelta completa al sol. También afirmaba que la Tierra, en su movimiento rotatorio, se inclinaba sobre su propio eje y que cuanto mayor fuera el radio de la órbita de un planeta, mayor sería el tiempo que tardaría en dar la vuelta alrededor del sol. Pero Tycho Brale (astrónomo Danés) no estaba de acuerdo con la teoría de Copérnico ya que, según él, si la tierra se moviera al rededor del sol, el observador en nuestro planeta podría notar un desplazamiento anual en la posición de la estrellas llamado Paralaje, por lo cual se convenció de que Copérnico estaba en un error por lo que a mediados del siglo XVI 1

Por: Lucio Lozada José María Grupo: 305-A Fecha de entrega: lunes 28 de septiembre de 2015 FISICA I formuló una teoría que podría ser considerada como la transición entre la concepción de Aristarco y la de Copérnico. Dicha teoría decía que la tierra era inmóvil y se encontraba en el centro del sistema solar, por lo cual, el sol y la luna giraban a su alrededor, sin embargo, Marte, Mercurio, Venus, Júpiter y Saturno giraban alrededor del sol. No obstante, Tycho Brale era el que estaba cometiendo el error, ya que el fenómeno de paralaje si existe pero necesitaba un instrumento especial para medirlo llamado heliómetro, que para su época no existía ya que fue inventado hasta 1748. Además, la teoría heliocéntrica de Copérnico no solo fue rechazada por Brale, sino también por la iglesia Católica ya que contradecía la visión geocéntrica expuesta en la biblia; donde enunciaba que la tierra era inmóvil y fija, por lo cual, no cabía la posibilidad que girara alrededor de otro cuerpo como el sol. Aportaciones a la teoría heliocéntrica Como podemos ver, la teoría heliocéntrica tuvo muchas contraposiciones en sus inicios, pero gracias a las aportaciones que fueron agregando posteriores investigadores, hoy día se ha logrado justificar su veracidad sobre la teoría geocéntrica. Por esta razón, es importante indicar algunos de dichos avances: A mediados del siglo XVI el filósofo italiano Giordano Bruno amplió la teoría heliocéntrica de Nicolás Copérnico a un universo sin límites, sin centro ni periferia (porque Copérnico consideraba que el centro de todo el universo era el Sol, de ahí el nombre de su teoría). Para Bruno el Sol era una estrella más entre todas, ya que, según él, las estrellas eran igual que el sol, pero al estar alejadas se veían muy pequeñas. Años más tarde, un astrónomo y matemático alemán llamado Johannes Kepler formuló una hipótesis geométrica compleja para explicar las distancias entre las órbitas planetarias --que para ese momento se consideraban circulares--. Planteó que el Sol ejerce una fuerza que disminuye de forma inversamente proporcional a la distancia e impulsa a los planetas alrededor de sus órbitas, de manera que cuando están más cerca del sol, su velocidad es mayor. Además, planteó que las orbitas de dichos planetas eran elípticas. Publicó sus teorías en un tratado titulado Mysterium Cosmographicum en 1596. Esta obra es importante porque presentaba la primera demostración amplia y convincente de la teoría copernicana. Por otro lado, en 1609 Galileo Galilei (matemático y físico italiano), había construido un telescopio de veinte aumentos, con el que descubrió montañas y cráteres en la Luna. También observó que la Vía Láctea estaba compuesta por estrellas y descubrió los cuatro satélites mayores de Júpiter. Estas observaciones las publicó en marzo de 1610 en su libro El mensajero de los astros. Para él, Júpiter y sus satélites son un modelo del Sistema Solar. Gracias a ellos, piensa poder demostrar que las órbitas de cristal de Aristóteles no existen y que todos los cuerpos celestes no giran alrededor de la Tierra. Asimismo, corrige también a ciertos copernicanos que pretenden afirmar que todos los cuerpos celestes giran alrededor del Sol. A principios de 1616, los libros de Copérnico fueron censurados por un edicto, y el cardenal jesuita Roberto Belarmino dio instrucciones a Galileo para que no defendiera la teoría de que la Tierra se movía. Sin embargo él continuó publicando sus observaciones hasta que es confinado a arresto domiciliario hasta su muerte el 8 de enero de 1682.

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Por: Lucio Lozada José María Grupo: 305-A Fecha de entrega: lunes 28 de septiembre de 2015 FISICA I La última obra de Galileo, Consideraciones y demostraciones matemáticas sobre dos ciencias nuevas relacionadas con la mecánica, publicada en Leiden en 1638, revisa y afina sus primeros estudios sobre el movimiento y los principios de la mecánica en general. Este libro abrió el camino que llevó a Newton a formular la ley de la gravitación universal, que armonizó las leyes de Kepler sobre los planetas con las matemáticas y la física de Galileo. En 1655 Christian Huygens (astrónomo, físico y matemático neerlandés.) estudió las estrellas de la nebulosa de Orión y las características de la superficie de Marte que lo llevaron a concluir la rotación de este planeta sobre su eje. En 1656 inventó un ocular de telescopio que lleva su nombre. Además encontró un nuevo método para pulir las lentes, con lo que obtuvo una imagen más nítida que le permitió descubrir el mayor satélite de Saturno, Titán, y dar la primera descripción precisa de los anillos de este planeta. En 1665 Cassini descubrió el movimiento de rotación de Júpiter alrededor de su propio eje y midió su duración, haciendo lo mismo en 1666 con el de Marte. Además, calculó los períodos rotacionales de Júpiter, Marte y Venus, y en 1668 elaboró las tablas de los movimientos de los cuatro satélites de Júpiter descubiertos por Galileo. También, halló que el eje de rotación de la tierra no estaba situado perpendicularmente a la trayectoria elíptica, como se había creído hasta entonces, sino que estaba ligeramente inclinada y que sus posiciones de las trayectorias elípticas en el espacio no eran paralelas entre sí. Calculó la distancia de Marte a la Tierra y determinó las distancias de los dos planetas al Sol (basándose en la tercera ley de Kepler). Tres años más tarde, en 1687 Isaac Newton (físico, filósofo, teólogo, inventor, alquimista y matemático inglés) mostró que numerosos fenómenos, como el movimiento de los astros y la caída de los cuerpos, podían explicarse por la acción de una fuerza que hacía atraerse mutuamente todos los objetos. Por ejemplo, la fuerza de atracción del Sol que regulaba el movimiento de los planetas y la fuerza de atracción de la Tierra que hacía caer los cuerpos a su superficie. Apoyándose en las leyes de Kepler, Newton consigue dar una expresión matemática a esta fuerza y pudo enunciar la ley de la gravitación universal: “la intensidad de la fuerza de atracción entre dos cuerpos es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de su distancia mutua”. Con este razonamiento demostró que los planetas debían efectivamente seguir elipses alrededor del Sol y confirmó todas las leyes descubiertas por Kepler. Además mostró que los movimientos de los cuerpos celestes no eran siempre elipses ya que ciertos cometas, seguían trayectorias llamadas parábolas e hipérbolas. Estas curvas, contrariamente a las elipses, eran abiertas y los cuerpos que las recorrían terminaban por alejarse indefinidamente del Sol. En 1838 Friedrich Wilhelm Bessel y Thomas Henderson (matemáticos alemanes y astrónomos) presentaron una prueba más a favor de la teoría heliocéntrica al medir las paralajes de las estrellas 661 Cygni, Vega y Alpha Centauri. La ley de la gravitación universal y sus aplicaciones en la astronomía. La ley de la Gravitación Universal de Newton tuvo muchas aplicaciones, entre las que figura una nueva rama de la astronomía: la mecánica celeste, el estudio del movimiento de los astros bajo el efecto de la gravitación.

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Por: Lucio Lozada José María Grupo: 305-A Fecha de entrega: lunes 28 de septiembre de 2015 FISICA I Uno de los primeros éxitos de la mecánica celeste fue fruto de los trabajos de Edmond Halley. Este astrónomo inglés utilizó la nueva ley para determinar las órbitas de varios cometas. Se percibió entonces que los cometas brillantes observados en 1531, 1607 y 1682 eran en realidad diferentes apariciones de un solo y único cuerpo. Esto le permitió predecir en 1705 que el mismo cometa reaparecería en 1759 y posteriormente esto se produjo como estaba previsto lo que confirmó la veracidad de la teoría de Newton. La mecánica celeste y el estudio del sistema solar continuaron desarrollándose en los siglos XVIII y XIX bajo el impulso de numerosos astrónomos, sin embargo, su éxito más prestigioso lo tuvo con el descubrimiento del planeta Neptuno en 1846. El estudio del movimiento de Urano puso de manifiesto que su órbita parecía no obedecer completamente las leyes de Newton, sino que derivaba ligeramente con relación a las predicciones. El único medio de explicar este fenómeno era suponer que un octavo planeta, aún desconocido, perturbaba el movimiento de Urano por su influencia gravitacional. Razón por la cual, expertos de la mecánica celeste (el francés Urbain Le Verrier y el Inglés John Couch Adams) comenzaron a determinar la posición de éste planeta desconocido a partir de las perturbaciones del movimiento de Urano. En 1846, Urbain Le Verrier consigue verificar sus cálculos primero. Por lo cual envió su estimación de la posición del planeta desconocido a Johann Gottfried Galle, un astrónomo del observatorio de Berlín. Éste confirmó la presencia de un nuevo planeta, pronto llamado Neptuno, muy cerca de la posición predicha por Verrier. Lo anterior fue un triunfo para la mecánica celeste, ya que fueron capaces de predecir teóricamente la existencia y posición de un cuerpo celeste, lo que nunca se había realizado antes. Por otra parte, el papel del astrónomo canadiense Simon Newcomb también ha sido vital en el desarrollo de la mecánica celeste ya que recalculó las principales constantes astronómicas con bastante exactitud y realizó el cálculo de numerosas perturbaciones orbitales causadas por la fuerza de atracción de otros cuerpos siderales. Entre sus numerosas aportaciones a la mecánica celeste están la publicación de tablas muy precisas sobre el movimiento del Sol, la Luna, Mercurio, Venus y Marte. Además, reafirmó la propuesta de medir la distancia Tierra-Sol utilizando el asteroide Eros. La teoría de la relatividad de Isaac Newton complementada por Albert Einstein Albert Einstein nunca estuvo de acuerdo con la precisión de la teoría de Newton en relación con el movimiento de los planetas. Por lo que aplicó su Teoría de la Relatividad General a la mecánica celeste, llegando a demostrar la existencia de la radiación gravitacional, un descubrimiento que le llevó, junto a otras importantes contribuciones, a obtener el Premio Nobel de Física en el año 1921. Para Einstein, la gravedad se originaba por una curvatura producida en el espacio-tiempo ya que, según él, un objeto con mayor masa siempre tendrá mayor gravedad, y dicha masa, deforma el espacio y altera el tiempo. Incluso llegó a resolver la ecuación creada por Newton aplicando la Teoría de la Relatividad, explicando por qué se generaba la gravedad que provocaba el movimiento de los planetas. Los astrónomos modernos han aceptado de forma casi unánime esta visión de la mecánica celeste, asumiendo que si para Newton la gravedad era la fuerza que se generaba entre los cuerpos, para Einstein la gravedad es geometría. Este fue el comienzo de una larga cadena de avances en la observación del universo. 4

Por: Lucio Lozada José María Grupo: 305-A Fecha de entrega: lunes 28 de septiembre de 2015 FISICA I A finales del siglo XIX se descubrió que las estrellas eran objetos muy lejanos y con el espectroscopio (aparato utilizado para detectar la absorción o emisión de radiación electromagnética de un cuerpo) se demostró que eran similares al Sol, pero con una amplia gama de temperaturas, masas y tamaños. La existencia de la Vía Láctea como un grupo separado de estrellas no se demostró sino hasta principios del siglo XX, junto con la existencia de galaxias externas y, poco después, la formulación del paradigma de expansión del universo (que dice que las dimensiones espaciales del universo se expanden conforme pasa el tiempo). La astronomía moderna también ha descubierto una variedad de objetos exóticos como las radio galaxias, agujeros negros y estrellas de neutrones, utilizando estas observaciones para desarrollar teorías físicas que describan estos objetos. Los avances en la física y astronomía anteriormente mencionados, tuvieron su origen en la teoría heliocéntrica, ya que, gracias a la formulación de ésta por Aristarco y Copérnico condujo a muchos otros investigadores a formular teorías y leyes --como la de la relatividad o la de la gravitación universal—para comprender y predecir mejor al universo. CONCLUSIÓN Dichas enunciados cumplen con el carácter de las ciencias factuales que se refiere a que sus razonamientos son sistematizados, ya que están relacionadas entre sí y no dejan al azar la explicación y predicción de los fenómenos naturales ocurridos en su campo de estudio – como el comportamiento y composición de los planetas, cometas y otros cuerpos celestes —. Además se puede observar que la teoría heliocéntrica no se mantuvo estática al paso de tiempo, ya que tuvo muchas modificaciones por parte de los investigadores. Como la ley de la gravitación universal que explicaba el movimiento de los planetas o la medición de las paralajes que fundamentaba el heliocentrismo. Por otra parte, dicha fue comprobada por muchos investigadores al observar el movimiento de los cuerpos celestes. Por ejemplo, Galileo al observar las lunas que orbitaban alrededor de Júpiter o las observaciones de Halley del cometa que repetía su trayectoria alrededor del sol. Para finalizar, cabe mencionar que la teoría heliocéntrica amplió la visión de nuestro entorno, ya que hace dejemos de ver a la tierra como el centro de un universo pequeño donde no existe más que seis planetas (Mercurio, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) y muchas estrellas inmóviles a lo lejos. Actualmente sabemos que el sol es el centro de nuestro sistema solar, el cual forma parte de una de muchas galaxias en la inmensidad del cosmos. Además, nos permite saber que existen más cuerpos celestes como cometas, asteroides, agujeros negros y estrellas de neutrones. Y no solo eso, las leyes que permitió formular ayudan a describir fenómenos terrestres, por ejemplo la subida de la marea por la fuerza de atracción de la luna y la caída de los cuerpos por la fuerza de atracción ejercida por la tierra, además, permitió el establecimiento de satélites artificiales para la comunicación telefónica, estaciones espaciales y telescopios extra-atmosféricos para observar fenómenos naturales en la tierra y los cuerpos celestes del espacio. 5

Por: Lucio Lozada José María Grupo: 305-A Fecha de entrega: lunes 28 de septiembre de 2015 FISICA I Por las razones ya mencionadas yo considero que la teoría heliocéntrica es un hecho trascendental en la historia de la física y la humanidad.

BIBLIOGRAFÍA

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