Cosmología ANTIGUA

El cosmos aristotélico ➢

Para Aristóteles, el cosmos es un todo organizado en dos mundos de naturaleza distinta: el mundo sublunar o terrestre y el mundo supralunar o celeste El mundo sublunar o terrestre ➢ Es el mundo en el que habita el ser humano la tierra ➢ Según Aristóteles tiene forma esférica es muy reducido y ocupa un lugar central en el universo ➢ Este mundo está limitado por la esfera de la luna que constituye la frontera entre las dos regiones: sublunar y supralunar ➢ Está constituido por los 4 elementos básicos: tierra, agua, aire y fuego ➢ Cada uno de ellos tiene lugar que le corresponde de acuerdo a su naturaleza ➢ En estado puro y en un cosmos perfectamente ordenado la tierra estaría en el centro, encima el agua, luego el aire por último el fuego ➢ Los cuatro elementos tienden de manera natural a recobrar esta posición por lo que se les caracteriza un movimiento natural de carácter rectilíneo, que puede darse en dos sentidos, descendente en el caso de la tierra y el agua por su condición pesada, y ascendente en el caso del aire y el fuego, por su condición ligera ➢ Como el mundo sublunar está poblado de sustancias que son compuestos o mezclas de estos elementos, según la proporción que tengan de ellos les corresponderá un movimiento natural de un tipo u otro ➢ Según Aristóteles todo movimiento que no sea natural necesito una causa exterior que lo justifique. Serán los movimientos violentos)
Mundo supralunar o celeste ➢ Es el mundo que está más allá de la esfera de la luna y qué tiene su límite en la esfera de las estrellas fijas ➢ A diferencia del mundo sublunar, el supralunar se compone de un quinto elemento: el éter ➢ Es un elemento de naturaleza divina, perfecto, puro inalterable y sin peso, que posibilita que el mundo supralunar sea eterno e inmutable ➢ La regíón está configurada por esferas homocéntricas ➢ Cada esfera se mueve con un movimiento circular uniforme, que se transmite por rozamiento de unas esferas a otras ➢ La causa última del movimiento circular de estas esferas será el motor inmóvil, causó final de todo movimiento que se produce en el universo. ➢ Por eso la cosmovisión aristotélica tiene un carácter teleológico, todos los cambios que tienen lugar en el mundo siguiendo las leyes de la naturaleza obedece a una finalidad, que es la de asemejarse al motor inmóvil, que encierra en sí todas las perfecciones.

Cosmovisión MODERNA

La cosmovisión moderna comenzó en el Siglo XVI gracias a la contribución del grupo de científicos y astrónomos qué protagonizaron la revolución científica y sentaron las bases de la física clásica, caracterizada por la experimentación y el formalismo matemático ➢ El clima intelectual del Renacimiento permitíó a numerosos astrónomos y físicos cuestionarse la cosmovisión heredada y sus dogmas. ➢ Ello conllevó la destrucción del cosmos aristotélico, se súperó la vieja distinción entre un mundo supralunar inalterable e incorruptible y un mundo sublunar donde encontramos constantemente cambios de todo tipoCopérnico y el heliocentrismo.
➢ Afirmó que el sol se encontraba en el centro del universo y que el resto de planetas, incluida la tierra, giraba alrededor del Sol: la teoría heliocéntrica ➢ Copérnico no partía de nuevas observaciones o descubrimientos para defender su propuesta, sino que consideraba que de esta manera se simplificaban los cálculos y era más sencillo que las observaciones encajarán en el sistema ➢ El alcance de estas ideas fue enorme ya que sentaba las bases para una nueva interpretación del mundo ➢ Gracias al trabajo de Copérnico, Kepler pudo desarrollar sus tesis y estás junto a las de Galileo y Newton, configuraron la visión moderna del universoLas leyes de Kepler ➢ Aceptó el heliocentrismo y, en ese marco, estudió el movimiento de Marte. ➢ Concluyó que las órbitas de los planetas no eran perfectamente circulares sino que su trayectoria era elíptica y que el sol se encontraba en uno de los focos ➢ Esta evidencia constituye la primera de sus tres leyes, conocidas como leyes de Kepler ➢ Se tratan de leyes científicas en el sentido moderno: o son puramente descriptivas o suponen una simplificación de las explicaciones anteriores o surgen directamente de la observación ➢ Las leyes de Kepler acabaron con la creencia de que el movimiento de los planetas tenía que ser circular al considerarse este el movimiento perfecto ➢ La fuerza qué impulsaba a los astros en el cosmos ya no era anímica sino puramente motriz y podría explicarse enteramente por las leyes de la matemática y la física sin requerir otro tipo de explicación ➢ Este nuevo modelo da pie a representar el universo como un reloj un gran mecanismo regular predecible y sin alma: el universo máquinaLa nueva física Galileo➢ Este pensador, que siempre se opuso al dogmatismo y a los argumentos de autoridad, defendíó el heliocentrismo frente al geocentrismo dominante de la época. ➢ Por ello tuvo que enfrentarse a la Inquisición en dos ocasiones y fue acusado de herejía por defender el heliocentrismo ➢ Fue obligado a retractarse, y, anciano y enfermo, estuvo condenado a arresto domiciliario. ➢ Priorizó la experimentación y la observación. Por ello, recurríó constantemente a instrumentos científicos, como el telescopio, para realizar sus observaciones ➢ Además, lo utilizó de forma diferente, pues fue el primero en usarlo para indagar los cuerpos celestes. Entre los muchos descubrimientos que halló, destaca, por ejemplo, que Júpiter contaba con un grupo de satélites que giraban a su alrededor, lo cual contradecía la tesis central del geocentrismo, según la cual todos los astros celestes orbitaban en torno a la tierra. ➢ Estas observaciones le llevaron a Galileo al convencimiento de que la única forma de descifrar los secretos de la naturaleza era comprenderla con lenguaje matemático. ➢ La matematización de la naturaleza era posible porque para él, la naturaleza, en esencia, era de naturaleza matemática: solo tenían realidad aquellas cualidades que podían se cuantificadas (figura, tamaño, movimiento y número); colores, sonidos, olores, etc, son subjetivas, no se encuentran en los objetos. ➢ Por ejemplo, el peso o gravedad de un cuerpo era para Aristóteles una propiedad que poseían solo ciertos seres, aquellos que estaban hechos principalmente de tierra o agua, o sea, aquellos elementos que eran por esencia pesados, al revés del aire y del fuego que tenían otra cualidad: la ligereza. ➢ En cambio, Galileo considera que lo que determina que un cuerpo sea pesado no es ninguna cualidad, sino, simplemente, la cantidad de materia: cuanta más en menos espacio, más peso. Por tanto, la gravedad no es una cualidad que posean ciertos cuerpos y otros no, sino que todos son pesados, y lo único que los diferencia es que unos lo son más y otros menos: gravedad y ligereza no son, pues diferencias cualitativas, sino cuantitativas. ➢ Galileo llama “esenciales” a estas propiedades cuantitativas que pertenecen realmente a los objetos, es decir, forman parte de su ser, de su “esencia, en contraposición a las cualitativas, que solo están en nuestros sentidos. (otros autores hablarán de cualidades primarias y secundarias) Filolsofía de la Ciencia: Hª de la Ciencia 8 ➢ Para Aristóteles la caída de los cuerpos dependía del tipo de cuerpo que fuese; para Galileo de la cantidad de materia que tuviese. ➢ Galileo era consciente de que estos postulados chocaban, con frecuencia, contra el sentido común y la percepción trivial de la vida cotidiana, puesto que nada hay que sea lo suficientemente perfecto que cumpla escrupulosamente con las definiciones matemáticas. (una esfera, por ejemplo, por perfecta q sea, siempre tocará el plano en más de un punto) ➢ Galileo debe realizar un ejercicio de abstracción que será la puerta de entrada a lo que, con el paso de los siglos y el avance de la tecnología, será el proceder típico de cualquier científico: la experimentación, la creación de una situación ideal, en la que el fenómeno natural a estudiar quede asilado y puedan tenerse en cuenta solamente las variables cuantitativas pertinentes. ➢ A Galileo debemos también el principio de inercia, según el cual los cuerpos tienden a permanecer en reposo o bien a velocidad uniforme, a no ser que actúe sobre ellos una fuerza. ➢ De este principio se deriva el fenómeno de la invarianza, que asegura que el reposo y el movimiento a velocidad constante son equivalentes. Por esta razón desde la tierra no se percibe apenas ningún efecto de su propio movimiento. ➢ El principio de la inercia también justificaba que los planetas no se movieran por impulso de un supuesto primer motor, sino porque no había ninguna fuerza que los frenara. ➢ Galileo también estudió los cuerpos en caída libre y la trayectoria parabólica de los proyectiles
Isaac Newton ➢ Considerado el mayor científico de todos los tiempos, establecíó en su obra “Principios matemáticos de filosofía natural”, que todos los cuerpos del universo son el origen de la fuerza de la gravedad y a su vez se ven afectados por ella. ➢ Se trataba de una ley que podía aplicarse tanto para la caída de una piedra como para determinar el movimiento de los planetas. ➢ Esto significaba que las mismas leyes regían en todo el universo, de modo que la distinción entre mundos supralunar y mundo sublunar carecía de sentido: la superación de la cosmovisión aristotélica se había completado

Cosmovisión ACTUAL

En el Siglo XX se desarrollan dos nuevas teorías físicas: la teoría de la relatividad y la física cuántica, incompatibles entre sí (“Dios no juega a los dados”) y que permiten entender respectivamente lo más grande y lo más pequeño de nuestro mundo. La teoría del caos, que más que una teoría se trataría de un campo de investigación que examina los comportamientos aleatorios e impredecibles en distintas áreas, sería el marco en el cual se pretenden que ambas teorías confluyan Einstein y la teoría de la relatividad ➢ Einstein publicó la teoría de la relatividad especial en 1905, que echó por tierra las convicciones de la física clásica, pues afirmaba que no existe un espacio y un tiempo absolutos e independientes del sujeto que los experimenta ➢ Espacio y tiempo son medidas que obtiene un observador y que entre otras variables depende de la velocidad a la que se halla, es decir, el tiempo transcurre de distinta manera para dos observadores que viajan a distinta velocidad ➢ Existe una interdependencia entre la dimensión temporal y espacial y los cambios en una de ellas afecta inevitablemente a la otra: espacio tiempo forma pues un continuo cuatridimensional ➢ Uno de los principios que sustentan la relatividad es que nada puede ir más rápido que la luz, ni siquiera la interacción gravitatoria ➢ Por tanto, era necesario elaborar de nuevo la teoría de la gravitación teniendo en cuenta este límite ➢ Para lograrlo Einstein introdujo la idea de campo gravitatorio según la cual la materia deforma la geometría del espacio que la rodea, influyendo sobre los cuerpos que se encuentran en las proximidades de una gran masa, donde el espacio está más curvo y el tiempo transcurre más lentamente. ➢ Una de las consecuencias de esta teoría es que el universo se encuentra en un proceso de expansiónEsta idea choca contra la idea de la antigüedad de que el universo es estático es decir que se mueven los planetas el universo en su conjunto como sistema permanece en reposo, que la física newtoniana no había cuestionado ➢ El astrónomo Edmun Hubble (1889-1953) confirmó esta tesis, al descubrir que la Vía Láctea no es la única galaxia del universo como se creía, sino una más entre la infinidad de galaxias desperdigadas cómo islas por el espacio ➢ Además, se percató de que las galaxias más alejadas de nuestro sistema se alejan también más deprisa. ➢ Estos descubrimientos llevaron a los científicos a replantearse cuestiones como el origen del universo y su posible futuro ➢ En cuanto a su origen, un retroceso teórico en el tiempo nos llevaría a postular un proceso de relentización cada vez más intenso, que nos abocaría un punto de contracción de máxima densidad de toda su masa, lo que conllevaría una gran explosión, que posibilitaría la liberación de átomos de hidrógeno, helio, litio, etc, y la formación de las diferentes galaxias que en la actualidad pueden observarse. ➢ Restos de esta explosión, que se postula pudo ocurrir hace unos 15 mil millones de años, podría ser esa radiación de fondo que llena todo el universo: el eco del Big BangCon respecto al futuro del universo, los científicos barajan dos hipótesis: 1. La acción gravitatoria detendrá la expansión del universo y genera un proceso de contracción (big Crunch) qué conducirá de nuevo al momento inicial a partir del cual se producirá un nuevo Big Bang y así sucesivamente 2. La expansión continuará indefinidamente y el universo morirá por enfriamiento al dispersarse la materia y la energía en un espacio cada vez más grande y fríoLa física cuántica ➢ A partir de Einstein y Max Planck se destruye la oposición tradicional entre materia y energía, puesto que ambas pueden ser interpretadas y estudiadas atribuyéndoles naturaleza corpuscular y ondulatoria ➢ Tradicionalmente la materia era considerada discontinua, la energía, en cambio, continua y de naturaleza ondulatoria ➢ Contrariamente, la física cuántica entiende que la materia como la energía se comportan como partículas y como ondas, hecho profundamente paradójico, ya que las propiedades corpusculares y ondulatorias son incompatibles ➢ En 1900 Max Planck descubríó que la energía no se emite de manera continua, sino en paquetes o cuantos de energía de naturaleza discontinua ➢ Poco después Einstein identificaba los cuantos de luz a los que llamó fotones ➢ Por otra parte, Luís Broglie propuso que no solo los fotones, sino también los electrones se comportan como partículas y como ondas ➢ Experimentos posteriores demostraron que todas las partículas materiales presentan un comportamiento ondulatorio ➢ Cómo es la realidad entonces ➢ Max Born respondía así: “las descripciones corpuscular y ondulatoria han de considerarse solamente como modos complementarios de imaginar un único proceso objetivo pues están más allá de nuestro poder probar que sean realmente corpúsculos u ondas” ➢ De esta manera se cuestionaba nuestra capacidad para acceder a la auténtica realidad. De hecho tiempo después se problematizaría incluso su existencia ➢ En consecuencia, con esta actualidad de la realidad en el seno de la física cuántica se elaboraron dos teorías alternativas pero equivalentes: o Mecánica matricial de Heisenberg: se inclina por la interpretación de los procesos físicos como procesos discontinuos de naturaleza corpuscular, ya que así son nuestras observaciones del conocimiento que podemos tener de ellas Mecánica ondulatoria de Erwin Schrödinger: esta formulación prefiere la interpretación de los procesos físicos como procesos continuos y por ello destaca el comportamiento ondulatorio de la materia. ➢ Ambas teorías se basan en el principio de incertidumbre, según el cual, no se puede establecer simultáneamente con precisión la posición y la velocidad de una partícula como el electrón. ➢ Una de las causas de esta imposibilidad es la inevitable interrelación entre el observador y lo observado, ya que no puede hacer observaciones sin intervención del observador ➢ Dicho de otro modo, la medición implica una interacción entre el observador y los objetos observados que altera las condiciones de estos últimos. ➢ Esto ocurre en todos los casos, por ejemplo, al medir la temperatura del agua de una bañera introducimos un termómetro que alterará precisamente la temperatura que tratamos de medir ➢ Cuando se trata de fenómenos subatómicos este hecho resulta problemático, porque cualquier alteración, por mínima que sea, resulta significativa. Así, por ejemplo, para conocer exactamente la posición de un electrón debemos iluminarlo con un fotón de luz que a chocar con él modificará de manera imprevisible su velocidad La superposición cuántica,una de las consecuencias más sorprendentes de la mecánica cuántica, se deriva de las ecuaciones de Schrödinger, que llegan a predecir que dos unidades diferentes y opuestas pueden llegar a superponerse simultáneamente ➢
La teoría predice que por ejemplo si tenemos un naipe y lo colocamos sobre una mesa verticalmente y en equilibrio, la carta caerá simultáneamente de los dos lados.
La teoría del caos ➢ La teoría del caos, junto a la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica, constituye el tercer gran paradigma científico actual ➢ Nace como descripción de ciertos fenómenos de la realidad que, a pesar de poder expresarse mediante una formulación matemática, escapan a la previsibilidad, ya que son muy sensibles a las condiciones iniciales. ➢ Todos ellos se tratan de sistemas dinámicos en los que pequeñas desviaciones en las condiciones de partida derivan en resultados enormemente divergentes ➢ Se trata pues de fenómenos para los que no puede decirse que no exista una ley y, por tanto, que sean completamente aleatorios, pero para los que la existencia de la ley no los hace tampoco completamente predecibles. ➢ El problema radica en que la evolución del sistema que deseamos explicara adquiere una complejidad creciente de forma exponencial hasta el punto de qué pasado cierto tiempo se hace imposible decir cómo va a continuar en adelante. ➢ La teoría del caos se relaciona con la geometría fractal, pues algunos científicos consideran que es la herramienta adecuada para abordar el estudio de los fenómenos caóticos dado que puede darnos la clave para ver cómo es posible que surja orden a partir del caos ➢ Cabe mencionar aquí también, la teoría de las cuerdas, en la que se trabaja actualmente con el propósito de unificar la teoría cuántica y de la relatividad. ➢ Se sustenta la idea de que, en lugar de las partículas elementales tal como los conocemos hoy en día, la materia se compone en último término de una especie de filamentos o cuerdas, que vibran. ➢ Por el momento no hay pruebas físicas que de lo acertado de esta teoría