Nicolás Copérnico 2. Segunda y última entrega

De interés general

Fuente monografias. La cosmología a principios del siglo XVI

La cosmología anterior a la teoría de Copérnico postulaba un universo geocéntrico en el que la Tierra se encontraba estática en el centro del mismo, rodeada de esferas que giraban a su alrededor. Dentro de estas esferas se encontraban (ordenados de dentro hacia afuera): la Luna, Mercurio, Venus, el Sol, Marte, Júpiter, Saturno y, finalmente, la esfera exterior en la que estaban las llamadas estrellas fijas. Se pensaba que esta esfera exterior fluctuaba lentamente y producía el efecto de los equinoccios (véase Eclíptica).

En la antigüedad era difícil de explicar por cosmólogos y filósofos el movimiento aparentemente retrógrado de Marte, Júpiter y Saturno. En ocasiones, el movimiento de estos planetas en el cielo parecía detenerse, comenzando a moverse después en sentido contrario. Para poder explicar este fenómeno, los cosmólogos medievales pensaron que los planetas giraban en un círculo que llamaban epiciclo, y el centro de cada epiciclo giraba alrededor de la Tierra, trazando lo que denominaban una trayectoria deferente (véase Sistema de Tolomeo).

El sistema de Copérnico y su influencia

La teoría de Copérnico establecía que la Tierra giraba sobre sí misma una vez al día, y que una vez al año daba una vuelta completa alrededor del Sol. Además afirmaba que la Tierra, en su movimiento rotatorio, se inclinaba sobre su eje (como un trompo). Sin embargo, aún mantenía algunos principios de la antigua cosmología, como la idea de las esferas dentro de las cuales se encontraban los planetas y la esfera exterior donde estaban inmóviles las estrellas. Por otra parte, esta teoría heliocéntrica tenía la ventaja de poder explicar los cambios diarios y anuales del Sol y las estrellas, así como el aparente movimiento retrógrado de Marte, Júpiter y Saturno, y la razón por la que Venus y Mercurio nunca se alejaban más allá de una distancia determinada del Sol. Esta teoría también sostenía que la esfera exterior de las estrellas fijas era estacionaria.

Una de las aportaciones del sistema de Copérnico era el nuevo orden de alineación de los planetas según sus periodos de rotación. A diferencia de la teoría de Tolomeo, Copérnico vio que cuanto mayor era el radio de la órbita de un planeta, más tiempo tardaba en dar una vuelta completa alrededor del Sol. Pero en el siglo XVI, la idea de que la Tierra se movía no era fácil de aceptar y, aunque parte de su teoría fue admitida, la base principal fue rechazada.

Entre 1543 y 1600 Copérnico contó con muy pocos seguidores. Fue objeto de numerosas críticas, en especial de la Iglesia, por negar que la Tierra fuera el centro del Universo. La mayoría de sus seguidores servían a la corte de reyes, príncipes y emperadores. Los más importantes fueron Galileo y el astrónomo alemán Johannes Kepler, que a menudo discutían sobre sus respectivas interpretaciones de la teoría de Copérnico. El astrónomo danés Tycho Brahe llegó, en 1588, a una posición intermedia, según la cual la Tierra permanecía estática y el resto de los planetas giraban alrededor del Sol, que a su vez giraba también alrededor de la Tierra.

Con posterioridad a la supresión de la teoría de Copérnico, tras el juicio eclesiástico a Galileo en 1633, que lo condenó por corroborar su teoría, algunos filósofos jesuitas la siguieron en secreto. Otros adoptaron el modelo geocéntrico y heliocéntrico de Brahe. En el siglo XVII, con el auge de las teorías de Isaac Newton sobre la fuerza de la gravedad, la mayoría de los pensadores en Gran Bretaña, Francia, Países Bajos y Dinamarca aceptaron a Copérnico. Los filósofos puros de otros países de Europa mantuvieron duras posturas contra él durante otro siglo más.

¿La aspiración de la ciencia al elaborar sus teorías es describir fielmente la realidad o elaborar un modelo que nos permita predecir los fenómenos?

La cuestión no está, ni mucho menos, resuelta por los científicos, y todos, de manera consciente o no, tienen una posición al respecto. Aquellos que optan por intentar desentrañar los secretos de la naturaleza, reciben el nombre de realistas; por el contrario, los que se conforman con que sus teorías "funcionen" razonablemente bien, mientras no existan otras mejores, suelen conocerse como positivistas. Estos últimos sólo pretenden salvar las apariencias, atenerse simplemente al dato positivo, sin entrar en más consideraciones.

Para acercarnos al debate entre estas dos concepciones sobre lo que debe ser la ciencia, repasemos lo acontecido con la publicación de la tesis de Copérnico y la consiguiente controversia que se originó por la reacción de las autoridades religiosas de la época. Cuando se estudia el impresionante avance que supuso la teoría copernicana, con demasiada frecuencia suele simplificarse lo sucedido, reduciendo todo sin más a la difusión de la teoría heliocéntrica y a la rotunda e inflexible oposición de la Iglesia. El "pero se mueve" pronunciado, según la tradición, por Galileo durante el juicio en el que la Inquisición le obligó a retractarse so pena de ser torturado, representaría muy bien esa interpretación de los hechos. Sin embargo, aunque la famosa obra del astrónomo polaco fue incluida en el Índice de obras prohibidas en 1616 y Galileo fue condenado, tal reducción de los hechos tiende a ignorar una apasionante discusión sobre la validez de las teorías científicas. Acerquémonos a los hechos...

Nicolás Copérnico fue un eclesiástico que durante toda su vida fue fiel a la doctrina católica. Un tío suyo era obispo y se ocupó de que su sobrino tuviera una formación adecuada, que comprendió, además de los estudios en astronomía y medicina, la licenciatura en derecho canónico. Desde que comenzó a esbozar la teoría heliocéntrica (1507) hasta que se publicó (1543) pasaron muchos años. Posiblemente, influyó en esta demora el temor a una probable condena, pero no faltaron voces de la Iglesia, como la del Cardenal de Capua, que animaron insistentemente a Copérnico a divulgar sus teorías. Asimismo, resulta sumamente sorprendente el que una obra que con el tiempo fue proscrita por la Iglesia, fuera dedicada por el propio Copérnico "al santísimo señor Pablo III", obispo de Roma en aquel tiempo. ¿Una temeridad, una desfachatez de Copérnico? Ni mucho menos.

La Iglesia no tenía ningún inconveniente en aceptar otros modelos distintos del geocéntrico para salvar las apariencias. De hecho, como un conjunto de meras hipótesis, la teoría heliocéntrica fue utilizada para la reforma del calendario realizada por Gregorio XIII (1582). El problema no estaba pues en la propia teoría, sino en el carácter que se le pretendiera dar. Si se presentaba como un conjunto de cálculos coincidentes con las observaciones, entendidos más como un artificio matemático que como un reflejo de la realidad, la Iglesia no ponía ningún obstáculo, más bien lo contrario, ya que el modelo copernicano presentaba mayores ventajas que el ptolemaico, entre ellas la sencillez de los cálculos. Precisamente, ésta fue la posición que adoptó Andreas Osiander, editor de la revolucionaria obra de Copérnico y autor de la cita recogida al principio de este artículo. Quizá tratando de evitar una condena de la obra, Osiander quiso presentarla como un simple supuesto, más fácil de comprender y explicar que otros, pero que en ningún caso tenía por qué ser cierto. La cuestión de la verdad es dejada por el editor para los filósofos, los cuales a su juicio tampoco podrán descubrirla pues está reservada a la divinidad. Se renuncia expresamente a conocer el verdadero movimiento de los planetas y del Sol. El hombre debe conformarse con poder predecir lo que sucede, sin pretender con ello describir fielmente la realidad.

Ni qué decir tiene que ésta no era la pretensión de Copérnico. Para él, el movimiento de la Tierra alrededor del Sol era un hecho físico, real, y no un artificio matemático. Mucho más lejos llegó Galileo que ni siquiera quiso admitir el carácter hipotético de la teoría: simple y llanamente se trataba de la verdad.

Hoy, muchos científicos y profesores de ciencias tienden a exponer sus conocimientos como meros modelos explicativos, sin más pretensiones. Renuncian expresamente, al menos eso dicen, a saber lo que sucede en realidad. Cuanto más eficaz sea el modelo en sus predicciones, mejor es. No sabemos si realmente los hechos acontecen como son representados, pero el modelo funciona y eso es lo importante, al menos hasta que se encuentre otro mejor. Tal posición genera, como no podría ser de otro modo, una actitud relativista entre los jóvenes estudiantes de ciencias cuando no una actitud decididamente escéptica. Al fin y al cabo, lo que se expone es una explicación posible y como tal puede ser verdadera... o falsa. Con ello, la ciencia parecería estar invadida por la creencia: el modelo funciona, por tanto es innecesario y discrecional el creerlo como ajustado a la realidad -verdadero- o no.

Con todo, es difícil no pensar que los científicos en su fuero interno, y pese a lo que públicamente sostengan, no pretendan realmente desvelar las causas ocultas de los fenómenos, explicar lo que verdaderamente sucede, elaborar no la última teoría, sino "la teoría" que explique de manera definitiva un determinado fenómeno natural. Ésa fue la pretensión de Copérnico y de Galileo. Quizá también por ello, en octubre de 1992 la Iglesia Católica reconoció oficialmente su error.

Defensores de las teorías de Copérnico

La mayoría de astrónomos y filósofos de la época se negaron a creer las investigaciones de Copérnico hasta mitad del siglo XVII. Sin embargo, contó con notables defensores como Kepler y Galileo. Hoy en día se señala a Copérnico como iniciador de la tesis heliocéntrica, a Galileo Galilei como su mejor propagandista, así como a Kepler y Newton como sus culminadores.

Galileo Galilei

Galileo nació en Pisa (Italia) en 1564. Su padre, Vincenzo Galilei, quien era un compositor de música aficionado a las Matemáticas. Galileo estudió Medicina en las universidades de Florencia, Pisa y Padua. Recibió una sólida formación matemática y se interesó por los problemas físicos, llegando a formular la "Ley del Péndulo". El prestigio ganado por sus descubrimientos le valió el nombramiento como Profesor de Matemática.

Galileo cuestionó la concepción que la física aristotélica tenía acerca del movimiento de caída libre. Según Galileo, la aceleración de la gravedad es idéntica para todos los cuerpos. Y respaldó sus afirmaciones con experimentos. Conocía la Teoría Heliocéntrica de Copérnico y la compartía, pero no la defendía públicamente pues sabía que las autoridades eclesiásticas y científicas sostenían la Teoría Geocéntrica (ptolemaica).

Viviendo en Venecia, contrajo matrimonio con Marina Gamba, en 1599, con quien tuvo tres hijos.

Cuando tomó conocimiento, en 1609, de la invención de lentes ópticas por parte de científicos holandeses, concibió el proyecto de aplicar esta tecnología para optimizar la observación de las estrellas y él mismo lo llevó a la práctica construyendo un telescopio. Al respecto dice el propio Galileo: "Primero que todo, vi la Luna tan cerca como si estuviese apenas a una distancia de dos semidiámetros de la Tierra. Después de la Luna, observé frecuentemente otros cuerpos celestes, tanto estrellas fijas como planetas, con increíble deleite." Gracias a la utilización del telescopio pudo descubrir que la superficie de la Luna no era lisa y uniforme, como se creía, sino despareja, con cráteres y montañas: seguro de que la superficie de la Luna no es perfectamente lisa, libre de desigualdades y exactamente esférica […], sino que está llena de desigualdades, huecos y protuberancias, así como la superficie de la Tierra, la cual está alterada por todas partes con elevadas montañas y profundos valles." Descubrió, además, que Júpiter tenía satélites que giraban a su alrededor; que el Sol tenía manchas móviles oscuras y que la Vía Láctea estaba formada por un inmenso número de estrellas.

Galileo expuso estos descubrimientos en su obra Sidereus Nuncios ("Mensajero Sideral", 1610). Los nuevos datos aportados por sus observaciones tenían consecuencias revolucionarias. La rugosidad lunar y las manchas solares demostraban que los cuerpos celestes no diferían tanto de la Tierra como se creía entonces. Entraba en crisis la división aristotélica entre un mundo celeste (incorruptible y perfecto) y un mundo sub-lunar (en el que regía la corrupción y la muerte). Al mismo tiempo, el descubrimiento de los satélites de Júpiter reforzaba la idea de que las mismas leyes regían a todo el Universo, ya que el sistema de Júpiter y sus satélites se parecía en mucho al sistema solar tal como lo concebía Copérnico. Siguiendo esta línea de investigación, Galileo intentó demostrar que las leyes que rigen el movimiento de los cuerpos celestes son las mismas que rigen el movimiento de los objetos en la Tierra, tarea que sería completada luego por Newton. Dedujo además, a partir del movimiento de las manchas solares, que el Sol giraba sobre su eje; y, por otro lado, que la Luna no era por sí misma luminosa sino sólo en cuanto reflejaba la luz del Sol.

Respaldado por sus observaciones, Galileo comenzó a defender públicamente el heliocentrismo de Copérnico. En 1611 presentó su telescopio ante la corte papal, causando gran impresión. De todos modos, los más acérrimos defensores de la física aristotélica y de la cosmología de Ptolomeo se opusieron fuertemente a sus afirmaciones. Por su parte, algunos teólogos denunciaron la incompatibilidad entre las teorías de Galileo y las Sagradas Escrituras. Galileo salió al cruce de estas últimas críticas a través de una carta dirigida a la duquesa de Toscana, Cristina de Lorena, en 1615. En la misma, hacía una clara distinción entre Ciencia y Religión, declarando a la Física y a la Astronomía como teológicamente neutras y sosteniendo que "el libro de la Naturaleza" debía ser leído en lenguaje matemático.

En 1616 publicó un tratado sobre el flujo y el reflujo del mar, en apoyo de la teoría copernicana. Denunciado ante el tribunal de la Inquisición, debió defenderse frente al cardenal Roberto Bellarmino, quien prohibió enseñar o sostener la Teoría Heliocéntrica por considerarla falsa y errónea. Tras el juicio (1516), Galileo se vio ante la imposibilidad de continuar con su labor. En lo sucesivo, se dedicó a pulir el nuevo método experimental para la investigación científica.

Un decreto de 1620 autorizó la enseñanza del heliocentrismo, siempre y cuando se lo presentara como mera hipótesis. Además, en 1623 fue elegido Papa el cardenal Barberini (Urbano VIII), un amigo personal suyo. Estos dos hechos lo animaron a reemprender la defensa de la cosmología copernicana.

En 1632, Galileo publicó en la ciudad de Florencia, sin cumplir con todos los pasos exigidos para la obtención del imprimatur, su Diálogo sobre los dos máximos sistemas del mundo, el ptolemaico y el copernicano. En esta obra defendía el heliocentrismo no ya como hipótesis sino como realidad, dejando casi en el ridículo a la física aristotélica, al sistema ptolemaico y al lenguaje escolástico. Pero como las cosas no habían cambiado tanto como él creía, volvió a ser citado en Roma para dar cuenta de sus afirmaciones. Corría el año 1633. La Congregación del Santo Oficio lo encontró culpable por haber puesto el imprimatur a su obra sin permiso y de contradecir el geocentrismo sostenido por las Sagradas Escrituras y la Filosofía. Ante la presión, Galileo se vio obligado a renegar de su heliocentrismo y a declararse partidario de la cosmología clásica. Algunos cuentan que, al retirarse del recinto en el que abjuró de sus teorías, dijo, en referencia a la Tierra: «Pero se mueve.» Fue condenado a prisión, pero por su avanzada edad y su debilitada salud se le permitió residir bajo arresto domiciliario en Arcetri, cerca de Florencia.>

Ya muy anciano, continuó con sus observaciones hasta 1637, año en el que quedó ciego. A pesar de ello, y con la colaboración de sus discípulos Viviani y Torricelli, concluyó y publicó sus trabajos de mecánica (1638) que incluían una formulación restringida del Principio de Inercia, la ley de la caída de los cuerpos, el Principio de Relatividad y el Principio de Composición de Velocidades, el péndulo y el isocronismo. Murió en Arcetri, en 1642.

Se ha considerado a Galileo como el "Padre de la Física Moderna". Él elaboró y probó toda una metodología nueva para esta ciencia, basada en el enunciado de principios generales, formulados matemáticamente, a partir de una rápida inducción, de los cuales deducía consecuencias que comprobaba experimentalmente. Esta combinación de método hipotético-deductivo y experiencia actuó como paradigma para quienes cultivaron esta ciencia después de él.

Fue uno de los artífices de la matematización de la Naturaleza: "La Filosofía está escrita en ese gran libro del Universo, que está continuamente abierto ante nosotros para que lo observemos. Pero el libro no puede comprenderse sin que antes aprendamos el lenguaje y el alfabeto en que está compuesto. Está escrito en el lenguaje de las Matemáticas y sus caracteres son triángulos, círculos y otras figuras geométricas, sin las cuales es humanamente imposible entender una sola de sus palabras. Sin ese lenguaje, navegamos en un oscuro laberinto."

Johannes Kepler

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Johannes Kepler nació en 1571 en el ducado alemán de Wurttemberg. De niño padeció diversas enfermedades (miopía, dolores de cabeza, afecciones estomacales, viruela, etc.). En 1584 ingresó al seminario protestante de Adelberg. A partir de 1589 estudió Teología en la Universidad de Tübingen. Allí tuvo como Profesor de Matemáticas a Maestlin, que conocía y compartía la Teoría Heliocéntrica de Copérnico. Él, que era un pitagórico y veía en Dios al supremo geómetra creador de un universo armónico, vio en la simplicidad de esta teoría un rasgo del plan creador de Dios.

En 1594 marchó de Tübingen a Graz, en Austria, donde ejerció la docencia en la Universidad como Profesor de Aritmética, Geometría y Retórica, dedicando sus tiempos libres a la Astronomía. Allí, durante 1597, contrajo matrimonio con Barbara Müller, y ese mismo año publicó Mysterium Cosmographicum, dejando constancia de las ventajas que desde el punto de vista geométrico ofrecía la Teoría Heliocéntrica.  Por ese entonces aún consideraba que las órbitas planetarias eran circulares.

En 1600 los protestantes de Austria fueron obligados a convertirse al catolicismo o exilarse. Pasó entonces a Praga (hoy capital de la República Checa), invitado por el famoso astrónomo Tycho Brahe, quien se puso en contacto con él luego de leer su libro. El maestro murió al año siguiente y Kepler lo reemplazó como matemático y astrónomo de la corte del emperador.

Tycho Brahe mantenía un sistema combinado, heliocéntrico y geocéntrico. Kepler redujo sus descripciones geocéntricas al heliocentrismo. A pesar de ello, seguía encontrando graves desacoples entre el desplazamiento que, según sus cálculos, los cuerpos celestes debían realizar y el que efectivamente realizaban. Esta situación lo llevó a pensar que, siendo el Sol el agente que ejerce la fuerza que hace girar a los planetas a su alrededor, al aumentar la distancia entre un planeta y el Sol, la velocidad de su desplazamiento debía disminuir. Para afirmar esto tuvo que rechazar la milenaria concepción de las órbitas circulares.

En 1609 publicó su obra Astronomía Nova, dedicada a exponer sus cálculos sobre la órbita de Marte. En ella expone dos de sus tres famosas "leyes del movimiento de los planetas", hoy llamadas "leyes de Kepler": los planetas giran en órbitas elípticas con el Sol en un de sus focos y lo hacen con mayor velocidad cuanto más cerca del Sol se encuentran (recorren áreas iguales en tiempos iguales).

En 1610 publicó Dissertatio cum Nuncio Sidereo, sobre las observaciones de Galileo y, al año siguiente, realizó sus propias observaciones de los satélites descriptos por el italiano con la ayuda de un telescopio, publicando los resultados de dichas observaciones en su obra Narratio de Observatis Quatuor Jovis Satellitibus.

En 1612 falleció su esposa. El segundo de sus tres hijos había fallecido el año anterior. Ese mismo año fue nombrado matemático de los estados de la Alta Austria (distrito de Linz). A pesar de sus descubrimientos, Kepler no estaba satisfecho. Convencido de que la armonía y la simplicidad gobiernan el Universo, pretendía encontrar una relación simple entre los tiempos de revolución de los planetas (períodos orbitales) y su distancia al Sol. Más de nueve años le tomó encontrar esta relación y formular su tercera ley del movimiento de los planetas: el período es proporcional al semieje mayor de la elipse elevado a 3/2.

En 1615 su madre fue acusada de brujería ante la Inquisición y Kepler asumió su defensa. Le tomó seis años conseguir su liberación.

En 1619 publicó Harmonice mundi, obra en la que hizo pública su tercera ley: la relación lineal entre el cubo de la distancia promedio de un planeta al Sol y el cuadrado de su período de revolución. Dice Kepler, en el libro V de esta obra: "[…] he demostrado que la órbita de un planeta es elíptica, y que el Sol, la fuente del movimiento, está en uno de los focos de esta elipse. Resulta así que cuando el planeta ha completado un cuarto de su circuito total, comenzando en el afelio, está a una distancia del Sol exactamente igual al promedio entre la distancia máxima en el afelio y la distancia mínima en el perihelio. […] los períodos de revolución de dos planetas cualesquiera son entre sí como los cubos de las raíces cuadradas de sus distancias medias. Se debe tener en cuenta, sin embargo, que el promedio aritmético entre los dos diámetros de la órbita elíptica es un poco menor que el diámetro mayor. Así, si se toma la raíz cúbica del período, por ejemplo, de la Tierra, que es un año, y del período de Saturno, de treinta años, y se eleva al cuadrado el cociente, se obtiene la razón exacta de las distancias medias del Sol a la Tierra y a Saturno."

En Linz contrajo segundas nupcias con Susana Reuttinger. Publicó un trabajo sobre la fecha del nacimiento de Jesús con el título De Vero Anno quo Aeternus Dei Filius Humanam Naturam in Utero Benedictae Virginis Mariae Assumpsit (en 1613 en alemán y en 1614 en latín), demostrando que el calendario estaba errado y que Jesús había nacido en el año 4 a.C.

En 1621 publicó Epitome astronomiae copernicanae, reuniendo todos sus descubrimientos, obra que ayudó a difundir el heliocentrismo copernicano durante la primera mitad el siglo XVII. En 1625 publicó las "Tablas Rudolfinas", tablas del movimiento planetario basadas en los datos de Brahe que reducían notablemente los errores de las tablas anteriores respecto de la posición de los planetas.

Kepler se destacó también por sus aportes a la óptica: formuló la Ley Fundamental de la Fotometría, descubrió la reflexión total, formuló la primera Teoría de la Visión moderna, afirmando que los rayos forman sobre la retina una imagen pequeñísima e invertida. Además, desarrolló un Sistema Infinitesimal, antecesor del Cálculo Infinitesimal de Leibnitz y Newton.

Murió en 1630 en Ratisbona, mientras viajaba con su familia de Linz a Sagan. En su lápida fue grabado el siguiente epitafio, compuesto por él mismo: "Medí los cielos, y ahora las sombras mido. En el cielo brilló el espíritu. En la tierra descansa el cuerpo."

Recién a partir del siglo XIX Kepler comenzó a recibir el reconocimiento que merecía por sus aportes al desarrollo de la Astronomía. Antes de ello, y basándose en sus teorías sobre el movimiento de los planetas, Newton formuló la Ley de la Gravitación Universal.

Isaac Newton

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Nacido en Woolsthorpe (Inglaterra) en 1642, se formó en Cambridge, donde ejercerá su magisterio. Desde 1696 reside en Londres, donde dos años más tarde es director de la Casa de la Moneda; en 1703 se le elige presidente de la Royal Society, siendo desde 1694 parlamentario. En pago a sus méritos, la reina Ana le concede un título nobiliario. Newton realizó importantes experimentos en el campo de la óptica, formulando la teoría según la cual la luz la componen pequeños cuerpos de tamaño diferente, cuya combinación causa los colores visibles al ojo humano. Detecta la propagación en línea recta de la luz y el fenómeno de la reflexión, observaciones que hoy dan la lugar a la teoría cuántica. Sus descubrimientos los recoge en "Óptica" (1704). Sus formulaciones matemáticas las recoge en "Aritmética Universal" (1707) y "Tratado sobre la cuadratura de las curvas". Su mayor aportación la hace en astronomía, donde realiza importantes aportaciones al conocimiento de la mecánica celeste, como los principios de inercia, la teoría de la atracción universal, el principio de acción y reacción, etc. Sus teorías aparecen recogidas en su libro "Principios matemáticos de Filosofía natural", de 1787. Falleció en Londres en 1727.

Aristarco de Samos, El autor de la teoría heliocéntrica

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Aristarco nació Samos -Grecia- en el año 310 a.C. y murió en el 220 a.C. Fue discípulo de Estratón de Lampsacos jefe de la escuela peripatética fundada por Aristóteles. Años después Aristarco sucedería a Teofrasto como jefe de esta institución entre años 288 y 287 a.C.

Fue un hábil geómetra pero es poco lo que se conoce de su vida, sus hipótesis sobre el universo se han extraído a partir de las referencias hechas por otros autores después de su muerte.

Ptolomeo en el Almagesto lo nombra como un concienzudo observador de los solsticios y equinoccios. Parece haber interpretado estas observaciones correctamente, atribuyendo estos fenómenos al movimiento de la Tierra alrededor del Sol. Dedujo por esto que era necesario que la órbita terrestre estuviera inclinada para explicar los cambios de estación.

Arquímedes en el Arenario -El contador de Arena- se refiere a Aristarco y su teoría así:

"Aristarco de Samos publicó un libro basado en ciertas hipótesis y en el que parece ....... que el universo es muchas veces mayor que el que ahora recibe ese nombre. Sus hipótesis son que las estrellas fijas y el Sol permanecen inmóviles, que la tierra gira alrededor del Sol siguiendo la circunferencia de un círculo con el Sol en medio de la órbita, y que la esfera de las estrellas fijas también con el Sol como centro, es tan grande que el circulo en el que supone que la tierra gira guarda la misma proporción a la distancia de las estrellas fijas que el centro de la esfera a su superficie."

Plutarco también hace referencia a Aristarco resumiendo su idea geocéntrica en que el cielo es inmóvil y la Tierra se mueve sobre una órbita inclinada rotando al mismo tiempo sobre su propio eje. En el mismo texto, Plutarco relata que Cleantes (alrededor de 260 a.C.) denunció a Aristarco por impío, basándose en que desplazó la Tierra del centro del universo.

De la literatura doxográfica se deduce que Aristarco consideraba al Sol como una estrella y probablemente que las estrellas eran soles.

De lo que se conoce de los pensamientos sobre el cosmos se puede resumir que:

Fue uno de los primeros en promulgar la teoría Heliocéntrica

Comenzó a medir la distancia y comparar los tamaños relativos en la cosmología utilizando la trigonometría.

Explicó los movimientos de rotación y traslación terrestres

Dedujo que la orbita de la tierra se encuentra inclinada

Amplio el tamaño del universo conocido - aunque con un gran margan de error ya que calculó que el Sol era 19 veces mas grande que la Luna y se encontraba 19 veces mas lejos, actualmente se sabe que es 400 veces mas grande y esta 400 veces mas lejos-.

Pudo asumir que el Sol era una estrella mas de las que se observan en el cielo

Desafortunadamente solo una de las obras de Aristarco nos ha llegado a los tiempos modernos - Sobre las magnitudes y las distancias del Sol y de la Luna - y aunque la mayoría de sus ideas se conocen a través de terceros se puede decir de este personaje fue uno de los que se ha presentado mas avanzado a su época. Es probable que de no ser por ausencia de sus escritos y por los ataques que se empezaron a sentir por grupos guiados por las creencias y la Fe religiosa es probable que la historia de la cosmología hubiera sido diferente y que Aristarco "El geómetra" tuviera el reconocimiento que se merece.

Revolución astronómica

El siglo XVII fue una época de extraordinaria renovación de la astronomía, la edad de oro de los observadores del cielo, en la que serán confirmadas y completadas las concepciones que Copérnico había defendido durante el siglo XVI. Las supervivencias escolásticas serán eliminadas poco a poco. Por otra parte, se descubrirán instrumentos de observación nuevos. La geografía, el arte de la navegación, la geodesia, la física se beneficiarán de los progresos de la astronomía y de sus novedades instrumentales.

La figuras que abren el umbral de la revolución astronómica del siglo XVII fueron Kepler y Galileo. Johannes Kepler (1571-1630) estudió astronomía en Tubinga donde entró en contacto con el copernicanismo, que sería en adelante la idea rectora de toda su obra. Precisamente, en su "Prodromus dissertationum cosmographicarum" (1596), explicó las razones para rechazar el sistema de Ptolomeo, aunque lo más importante de esta obra es la formulación de su primer descubrimiento: los planos de las órbitas de los planetas, próximos entre sí, pero sin confundirse, pasan por el Sol, cuyo papel en los movimientos planetarios es fundamental. En 1601 sucedió como astrónomo imperial a Tycho Brahe, y en 1604 publicó su "Optica", en la que definió el rayo luminoso, explicó la reflexión de la luz y mostró que la refracción atmosférica desvía la luz de todos los astros indistintamente hasta el cenit. Pocos años más tarde publicó su "Dioptrice" (1611), que presenta una teoría de las lentes y las ideas fundamentales del telescopio astronómico.

Pero lo más importante de la investigación de Kepler fue el enunciado de sus tres leyes experimentales del movimiento de los planetas alrededor del Sol, que desempeñaron un papel decisivo en la elaboración de la síntesis de Newton. La primera establece que cada planeta describe en sentido directo una órbita elíptica, uno de cuyos focos está ocupado por el Sol. La segunda dice que las áreas descritas por el radio vector que une el centro del planeta con el centro del Sol son proporcionales a los tiempos empleados en barrerlas. Y la tercera, formulada en su "Harmonices, Mundi, Libri" (1619), propone que los cuadrados de los tiempos de las revoluciones siderales de los planetas son proporcionales a los cubos de los semiejes mayores de sus órbitas. Como Kepler, Galileo estaba convencido de la exactitud del sistema de Copérnico. Su fama como astrónomo data de sus observaciones de la "Nova" de 1604, que había aparecido en la constelación de Ofiuco. Lejos de ser una mera observación, Galileo dedujo que si la "Nova" era un fenómeno celeste, un astro lejano, la opinión de Aristóteles sobre la inmutabilidad del cielo era falsa. En 1609 construyó una lente de aproximación y observó con ella el cielo.

Los descubrimientos que hace gracias a ella y que publicó en su "Siderus nuncius magna" (1610) son enormes: describe el relieve de la Luna, halla la confirmación de que la Tierra brilla como los demás planetas, descubre estrellas desconocidas en la constelación de Orión y en las Pléyades. La Vía Láctea se le presentó como un compacto conjunto de estrellas y no como una nebulosidad que reflejara el brillo del Sol o de la Luna, ni como un meteoro, de tal manera que corregía con ello las ideas del propio Aristóteles. Igualmente, anunció en el "Siderus" el descubrimiento de los satélites de Júpiter y concluyó, observándolos, que no eran astros fijos sino errantes en revolución alrededor de aquel planeta. También calculó las fases de Venus y de Marte y descubrió en sus observaciones el anillo de Saturno y las manchas solares. Tales descubrimientos aportaban pruebas incontestables en favor del sistema de Copérnico.

Él mismo escribía que "estas novedades serán el funeral o más bien el final y el juicio último de la seudofilosofía; han aparecido ya signos en la Luna y el Sol. Y espero oír sobre este punto grandes cosas proclamadas por los peripatéticos para mantener la inmutabilidad de los cielos; no sé ya cómo podrán salvarla y mantenerla". (1612). El fin de los anticopernicanos que anunciaba el propio Galileo era inmediato, pero las resistencias, aunque durarían poco, se volvieron contra él mismo. En 1616 la Inquisición declaró absurda, falsa, impía y herética la opinión que coloca al Sol en el centro del mundo,... puesto "que es contraria al testimonio de la. Sagrada Escritura. Es también absurdo y falso decir que la Tierra no está inmóvil en el centro del mundo...". Galileo contestó en su "Il Saggiatore" (1623) y en el "Diálogo" (1632) explicando su oposición a Aristóteles.

Precisamente, tras la publicación de esta obra fue juzgado y encarcelado y obligado a firmar la fórmula de abjuración. La culminación de la revolución astronómica del siglo XVII estuvo representada por los trabajos de Newton. La originalidad del pensamiento newtoniano reside en que desarrolló plenamente el cálculo de las fuerzas centrífugas, dedujo del movimiento de los planetas la intensidad de las fuerzas centrípetas, que contrapesan las centrífugas para que los astros se mantengan permanentemente en su órbita. De ese modo, halló que el Sol atrae a los planetas en razón inversa del cuadrado de la distancia de los mismos respecto a aquél y, finalmente, aportó a la astronomía un nuevo instrumento de observación: el telescopio de reflexión.