miniaturadeimagen|300x300px| El modelos
heliocéntrico de De revolutionibus orbium coelestium (Sobre las revoluciones de las esferas celestes) de Nicolás Copérnico El heliocentrismo copernicano es el modelo astronómico desarrollado por Nicolás Copérnico y publicado en 1543. Este modelo sitúa al Sol en el centro del Universo, inmóvil, con la Tierra y los demás planetas orbitando a su alrededor en trayectorias circulares, modificadas por epiciclos, y a velocidades uniformes. El modelo copernicano reemplazó al modelo geocéntrico de Ptolomeo que había prevalecido durante siglos, y que colocaba a la Tierra en el centro del Universo.
Aunque Copérnico había hecho circular un esbozo de su teoría heliocéntrica entre sus colegas en algún momento antes de 1514, no lo publicó hasta que su alumno Rheticus lo instó a hacerlo. El desafío de Copérnico era presentar una alternativa práctica al modelo ptolemaico, determinando de manera más elegante y precisa que éste la duración de un año solar, y preservando al mismo tiempo las implicaciones metafísicas de un cosmos ordenado matemáticamente. Así, su modelo heliocéntrico retuvo varios de los elementos ptolemaicos, provocando imprecisiones, como las órbitas circulares de los planetas, los epiciclos y las velocidades uniformes, pero incorporando al mismo tiempo ideas como:
La Tierra es uno de varios planetas que, en un orden determinado, giran alrededor de un sol estacionario. La Tierra tiene tres movimientos: rotación diaria, revolución anual e inclinación anual de su eje. El movimiento retrógrado de los planetas se explica por el movimiento de la Tierra. La distancia de la Tierra al Sol es pequeña en comparación con la distancia del Sol a las estrellas.
Trasfondo
Antigüedad Filolao () fue uno de los primeros en plantear la hipótesis del movimiento de la Tierra, probablemente inspirado en las teorías de Pitágoras sobre un globo esférico en movimiento. En el , Aristarco de Samos propuso lo que fue, hasta donde se sabe, el primer modelo serio de un sistema solar heliocéntrico, basándose y desarrollando algunas de las teorías de Heráclides Póntico, quien habló de una "revolución de la Tierra sobre su eje" cada 24 horas. Aunque su texto original se ha perdido, una referencia en el libro de Arquímedes El contador de arena (Archmedis Syracusani Arenarius & Dimensio Circuli) describe una obra en la que Aristarco avanzó el modelo heliocéntrico. Arquímedes escribió:
Es un error común pensar que la visión heliocéntrica fue rechazada por los contemporáneos de Aristarco. Este es el resultado de la traducción de Gilles Ménage de un pasaje de Sobre la cara aparente en el orbe de la Luna de Plutarco. Plutarco informó que Aristarco le dijo en broma a Cleantes (un contemporáneo de Aristarco y líder de los estoicos), como adorador del Sol y oponente al modelo heliocéntrico, que debería ser acusado de impiedad. Ménage, poco después de los juicios a Galileo y Giordano Bruno, enmendó un acusativo (identificando el objeto del verbo) por un nominativo (el sujeto de la frase), y viceversa, de modo que la acusación de impiedad recayó sobre el sustentador heliocéntrico. La idea errónea resultante, de un Aristarco aislado y perseguido todavía se mantiene en la actualidad.Lucio Russo, Silvio M. Medaglia, Sulla presunta accusa di empietà ad Aristarco di Samo, in Quaderni urbinati di cultura classica, n.s. 53 (82) (1996), pp. 113–121Lucio Russo, The forgotten revolution, Springer (2004)
El sistema ptolemaico izquierda|miniaturadeimagen| Dibujo lineal del sistema ptolemaico. El modelo astronómico predominante del cosmos en Europa en los 1.400 años previos al fue el sistema ptolemaico, un modelo geocéntrico creado por el ciudadano romano Claudio Ptolomeo en su Almagesto, que data aproximadamente del año 150 d. C. A lo largo de la Edad Media se habló de él como el texto autorizado sobre astronomía, aunque su autor siguió siendo una figura poco comprendida y frecuentemente confundida con uno de los gobernantes ptolemaicos de Egipto. McCluskey (1998), p. 27 El sistema ptolemaico se basó en muchas teorías anteriores que consideraban a la Tierra como un centro estacionario del universo. Las estrellas estaban incrustadas en una gran esfera exterior que giraba relativamente rápido, mientras que los planetas habitaban en esferas más pequeñas entre ellas, una separada para cada planeta. Para explicar las aparentes anomalías en esta visión, como el aparente movimiento retrógrado de los planetas, se utilizó un sistema de deferentes y epiciclos. Se decía que el planeta giraba en un círculo pequeño (el epiciclo) alrededor de un centro, que a su vez giraba en un círculo más grande (el deferente) alrededor de un centro en la Tierra o cerca de ella. Koestler (1989), pp. 69–72
Una teoría complementaria a las esferas homocéntricas empleadas por Ptolomeo: las esferas dentro de las cuales giraban los planetas podían girar un poco. Esta teoría es anterior a Ptolomeo (fue ideada por primera vez por Eudoxo de Cnido; en la época de Copérnico estaba asociada con Averroes). También fueron populares entre los astrónomos variaciones como las excéntricas, mediante las cuales el eje de rotación estaba desplazado y no completamente en el centro. También se hizo que los planetas exhibieran movimientos irregulares que se desviaban de una trayectoria uniforme y circular. Se analizó que los movimientos excéntricos de los planetas habían realizado movimientos inversos durante los períodos de observaciones. Este movimiento retrógrado creó la base de por qué estas vías particulares se conocieron como epiciclos.
La única contribución de Ptolomeo a esta teoría fue el ecuante, un punto alrededor del cual el centro del epiciclo de un planeta se movía con velocidad angular uniforme, pero que estaba desviado del centro de su deferente. Esto violaba uno de los principios fundamentales de la cosmología aristotélica, a saber, que los movimientos de los planetas debían explicarse en términos de movimiento circular uniforme, y muchos astrónomos medievales lo consideraban un defecto grave.The Book Nobody Read. Gingerich (2004), p. 53
Aryabhata En 499 EC, el astrónomo y matemático indio Aryabhata propuso un modelo planetario que incorporaba explícitamente la rotación de la Tierra alrededor de su eje, que explica como la causa de lo que parece ser un aparente movimiento de las estrellas hacia el oeste. También creía que las órbitas de los planetas son elípticas. Los seguidores de Aryabhata eran particularmente fuertes en el sur de la India, donde se siguieron, entre otros, sus principios de la rotación diurna de la Tierra y en ellos se basaron una serie de trabajos secundarios.
En la Edad Media
Astrónomos islámicos Varios astrónomos islámicos cuestionaron la aparente inmovilidad de la Tierra y su centralidad dentro del universo. Algunos aceptaron que la Tierra gira alrededor de su eje, como Al-Sijzi, quien inventó un astrolabio basándose en una creencia sostenida por algunos de sus contemporáneos "que el movimiento que vemos se debe al movimiento de la Tierra y no a la del cielo". El hecho de que otros, además de al-Sijzi, mantuvieran esta opinión lo confirma además una referencia de una obra árabe del que dice: "Según los geómetras [o ingenieros] (muhandisīn), la Tierra está en constante movimiento circular, y lo que parece ser el movimiento de los cielos se debe en realidad al movimiento de la tierra y no a las estrellas".
En el , Nur ad-Din al-Bitruji propuso una alternativa completa al sistema ptolemaico (aunque no heliocéntrico). (PDF version) Declaró el sistema ptolemaico como un modelo imaginario, exitoso en predecir posiciones planetarias pero no real o física. El sistema alternativo de Al-Btiruji se extendió por la mayor parte de Europa durante el . Las técnicas matemáticas desarrolladas en los siglos y por los astrónomos árabes y persas Mu'ayyad al-Din al-Urdi, Nasir al-Din al-Tusi e Ibn al-Shatir para modelos geocéntricos de movimientos planetarios se parecen mucho a algunas de las técnicas. utilizado más tarde por Copérnico en sus modelos heliocéntricos.
Los astrónomos europeos posteriores a Ptolomeo Desde el , los eruditos europeos eran muy conscientes de los problemas de la astronomía ptolemaica. El debate fue precipitado por la recepción de las críticas de Averroes a Ptolomeo, y nuevamente fue revivido por la recuperación del texto de Ptolomeo y su traducción al latín a mediados del "Averroes' criticism of Ptolemaic astronomy precipitated this debate in Europe. [...] The recovery of Ptolemy's texts and their translation from Greek into Latin in the middle of the fifteenth century stimulated further consideration of these issues." Osler (2010), p. 42 Otto E. Neugebauer en 1957 argumentó que el debate en la erudición latina del también debe haber sido informado por las críticas a Ptolomeo producidas después de Averroes, por la escuela persa de astronomía de la era Ilkhanid (siglos y ) asociada con el observatorio de Maragheh. (especialmente las obras de al-Urdi, al-Tusi y al-Shatir).
Peuerbach y Regiomontano En la época de Copérnico, la versión más actualizada del sistema ptolemaico era la de Peuerbach (1423-1461) y Regiomontanus (1436-1476). El estado de la cuestión tal como lo recibió Copérnico se resume en el Theoricae novae planetarum de Georg von Peuerbach, compilado a partir de notas de conferencias del alumno de Peuerbach, Regiomontanus, en 1454, pero no impreso hasta 1472. Peuerbach intenta dar una presentación nueva y matemáticamente más elegante del sistema de Ptolomeo, pero no llega al heliocentrismo. Regiomontanus fue el maestro de Domenico Maria Novara da Ferrara, quien a su vez fue el maestro de Copérnico. Existe la posibilidad de que Regiomontano ya hubiera llegado a una teoría del heliocentrismo antes de su muerte en 1476, ya que prestó especial atención a la teoría heliocéntrica de Aristarco en una obra tardía y menciona el "movimiento de la Tierra" en una carta.Arthur Koestler, The Sleepwalkers, Penguin Books, 1959, p. 212.
Teoría copernicana La obra principal de Copérnico, De revolutionibus orbium coelestium, Sobre las revoluciones de las esferas celestes (primera edición 1543 en Núremberg, segunda edición 1566 en Basilea),Koestler (1989), p. 194 fue un compendio de seis libros publicados durante el año de su muerte, aunque había desarrollado su teoría varias décadas antes. La obra marca el comienzo del alejamiento de la idea de un universo geocéntrico (y antropocéntrico) con la Tierra en su centro. Copérnico sostenía que la Tierra es un planeta más, que gira alrededor del Sol fijo una vez al año y gira sobre su eje una vez al día. Si bien Copérnico puso el Sol en el centro de las esferas celestes, no lo puso en el centro exacto del universo, sino cerca de él. El sistema de Copérnico utilizaba únicamente movimientos circulares uniformes, corrigiendo lo que muchos consideraban la principal falta de elegancia del sistema de Ptolomeo.
El modelo copernicano reemplazó los círculos ecuantes de Ptolomeo por más epiciclos. 1.500 años del modelo de Ptolomeo ayudan a crear una estimación más precisa de los movimientos de los planetas para Copérnico.Koestler (1989), pp. 579–80 Ésta es la razón principal por la que el sistema de Copérnico tenía incluso más epiciclos que el de Ptolomeo. Cuantos más epiciclos demostraron tener mediciones más precisas de cómo estaban realmente posicionados los planetas, "aunque no lo suficiente como para entusiasmarse". El sistema copernicano se puede resumir en varias proposiciones, como lo hizo el propio Copérnico en sus primeros Commentariolus, que entregó sólo a sus amigos, probablemente en la década de 1510. El "pequeño comentario" nunca se imprimió. Su existencia sólo se conoció indirectamente hasta que se descubrió una copia en Estocolmo hacia 1880 y otra en Viena unos años más tarde.Gingerich (2004), pp. 31–32
Las principales características de la teoría copernicana son: