Galileo (II): los movimientos terrestres

«He oído a un eclesiástico (…) que la intención del Espíritu Santo es enseñarnos cómo se va al cielo, y no cómo va el cielo» (CP).

Además de las observaciones de las irregularidades del cosmos, Galileo era un firme defensor de los movimientos terrestres, tanto del diurno como del anual, lo cual fue la principal razón por la que le prohibieron pronunciarse sobre este tema (y por la que escribió sus últimas obras en forma de diálogo). La defensa de estos movimientos es la mejor apología de una ciencia elegante a la par que objetiva, pues no está prácticamente basada en observaciones (excepción sea hecha respecto a las fases de Venus), sino en razonamientos y en la creencia en un sistema simple y armónico. De hecho, gran parte de una de sus mayores obras, Diálogos sobre los dos máximos sistemas del mundo, sobre la cual Einstein decía que era «fundamento para cualquiera que esté interesado en la historia del espíritu de occidente y por su influencia en el desarrollo económico y político» (AE), está orientada a refutar los argumentos que se oponen al sistema copernicano, y es en gran medida teórica y con una gran carga subjetiva.

En ocasiones, parece que Galileo cree que el Sol es el auténtico centro inmóvil del universo, mientras que la Tierra se mueve verdaderamente a su alrededor. Es decir, plantea la cuestión como si no fuese una cuestión de perspectiva, sino de verdad o mentira: «aceptar el Sol como inmóvil no era para Galileo una cuestión de convención, sino una hipótesis que sería “verdadera” o “falsa”» (AE). Nótese que para Galileo la descripción «verdadera y real» del movimiento de un cuerpo es la que se realiza desde el Sol, aunque describamos la caída de una piedra desde una torre hasta el suelo en la Tierra. Cuando describe que los graves caen de manera acelerada en función del tiempo y siguiendo una hipérbole, sitúa al observador en el centro del sistema solar, describiendo desde ahí el movimiento sobre la superficie terrestre.

Sin embargo, en otras ocasiones, parece que plantea que el movimiento es relativo («el movimiento es movimiento y opera como tal movimiento en tanto en cuanto tiene relación a cosas que carecen de él» (DM2), ya que «el movimiento, cuando es común, es como si no existiese» (DM3)), y parece que su defensa del sistema copernicano tiene una función utilitarista («lo considero no tanto una creencia necesaria como un requisito para facilitar los cálculos astronómicos» (W)). Simplicio responde a Salvati (dos personajes de los diálogos de Galileo) que este se funda «sobre todo, en la mayor simplicidad y facilidad» (DM2), pues explica las mismas observaciones, pero de manera más sencilla. En ese sentido, Einstein (quien en ocasiones defiende estas teorías como «libres de prejuicios» [vorurteilslos]) dice que estas teorías tienen dos cosas en común con la teoría de la relatividad: 1) «no es pensada como algo real», pero 2) «es determinante para el comportamiento de lo real» (AE).

El movimiento diurno

Es un hecho que los distintos astros, desde la Luna y el Sol hasta las estrellas fijas, se mueven respecto a la Tierra a lo largo de un día, pero este movimiento diurno puede «afectar, o bien exclusivamente a la Tierra, o bien al resto del mundo, excepto a la Tierra» (DM2). Y tanto a Salviati como a Galileo les parece «más razonale y creíble» pensar que sea la Tierra la que dé la vuelta, no la «mole inmensa de la esfera estrellada» (DM2), lo que requeriría una fuerza y una velocidad inmensa. Además, haciendo rotar a la Tierra sobre su eje se dan las mismas observaciones que si esta estuviese quieta y se moviera todo lo demás.

Este es prácticamente único argumento en defensa del movimiento diurno de la Tierra presentado por Galileo. El resto del libro se centra en dar respuestas a las objeciones a esta postura. Y es que la quietud de la Tierra tiene un argumento muy fuerte: es evidente. Por lo tanto, «cualquier movimiento que se atribuya a la Tierra ha de ser para nosotros necesariamente, como habitantes suyos y en consecuencia partícipes del mismo, completamente imperceptible» (DM2). Además, hay varios argumentos para defender la quietud de la Tierra:

• si la Tierra se moviese, los objetos suspendidos en el aire quedarían atrás en dirección a su movimiento, por lo que una piedra lanzada desde lo alto de una torre caería muy lejos la base de esta y los pájaros, al volar, igual que los proyectiles lanzados hacia arriba, se desplazarían enormemente respecto a la Tierra antes de caer;
• al lanzar un proyectil, al ir en dirección contraria al giro terrestre, se atrasaría; pero al lanzarlo en la misma dirección, se adelantaría; y lanzada hacia el sur o hacia el norte quedaría atrasada respecto al movimiento diurno;
• el giro de la Tierra sería tan violento que despediría a los objetos en su superficie.

          La respuesta a todas estas objeciones es la misma: la inercia. Las piedras caen con un movimiento mixto entre el recto de la gravedad y el circular alrededor del Sol (no solo la Tierra gira alrededor del Sol, sino también todo lo que esta contiene); los proyectiles lanzados desde la Tierra (y los pájaros volando sobre ella) se mueven a la par que esta, por lo que describen el mismo giro que ella, no viéndose afectados por el movimiento diurno; los objetos en la superficie terrestre no notan el giro de la Tierra. Todas las partes del planeta giran a la par, por lo que los objetos sobre la superficie no varían su posición respecto a este. Esto es, a diferencia de lo que se pensaba intuitivamente, sin haber hecho la observación adecuada, lo que ocurre a las piedras dejadas caer desde el mástil de un barco, si no tenemos en cuenta el rozamiento con el aire: caen justo al lado de dicho mástil, independientemente de si el barco se mueve o no. Hay, aquí, una clara, aunque no explícita, concepción de la inercia de los cuerpos: «no tiene por qué conferirle un nuevo movimiento, sino sólo mantenerlo o, por mejor decir, no impedir el ya conseguido» (DM2), así como del rozamiento del aire y las superficies. De hecho, Einstein dice sobre Galileo que «conocía sobradamente el principio de la inercia y su significado fundamental» (AE).

«si no existiese causa de retraso, tampoco deberá haberla de quietud [… y] si ese espacio no tuviese fin, el movimiento por él sería igualmente sin fin, es decir, perpetuo» (cp. DM2).

«El ímpetu impreso, afirmo sin dudas, es el de seguir por la línea recta» (cp. DM2).

            Tanto la gravedad, «movimiento hacia el centro de las cosas graves», como la inercia, es un movimiento «natural e intrínseco» de los cuerpos. Y con eso queda explicado por qué los objetos de la superficie no se ven alterados por el movimiento diurno de la Tierra, pero este no es el único movimiento de esta.

El movimiento anual

          Galileo defiende que la Tierra describe una órbita alrededor del Sol, siendo un firme seguidor del modelo copernicano según el cual «el centro de las rotaciones celestes de los cinco planetas, Saturno, Júpiter, Marte, Venus y Mercurio, es el Sol [… mientras que] la Luna gira alrededor de la Tierra […] yendo alrededor del Sol a la par que la Tierra» (DM3). Los argumentos (que más bien son datos) que da para defender esta postura son los siguientes:

• la diferencia de paralaje se debe a la distancia al objeto que cambia su meridiano, por eso el Sol cambia su altitud a lo largo del año mientras que las estrellas «fijas» no lo hacen;
• los planetas cambian su posición respecto al Sol;
• los planetas se acercan y alejan a la Tierra en función de su posición al Sol: «encontramos que todos los planetas están cerca de la Tierra en determinados tiempos y lejos en otros» (DM3):
  • Venus y Mercurio
    • aumentan y disminuyen su tamaño, siendo mayor cuando su movimiento retrógrado le acerca a la conjunción de la tarde con el Sol y pequeño cuando se mueve hacia la conjunción de la mañana, con una forma corneada cuando es grande y redonda cuando es más pequeño,
    • «Venus y Mercurio […] nunca se alejan mucho de [el Sol]» (DM3),
    • Mercurio y Venus aparecen tanto delante como detrás del Sol,
    • Mercurio retrocede menos que Venus y
    • su resplandor es mayor que el de cualquier otro planeta
  • Marte, Júpiter y Saturno
    • «están siempre más cerca de la Tierra cuando se encuentran en oposición al Sol y muy distantes cuando están en conjunción con él» (DM3),
    • siempre aparecen perfectamente redondeados (no tienen fases –respecto a la Tierra–, porque nunca se colocan entre la Tierra y el Sol) y
    • se les observa en oposición al Sol, su tamaño es menor, variando menos en Saturno que en Júpiter, y en este que en Marte.
  • Las lunas de Júpiter
    • son oscuras por sí mismas (quedan eclipsadas por Júpiter) y
    • reflejan la luz del Sol, por lo que desde Júpiter, se comportarían como para nosotros la Luna terrestre.

Todos estos datos pueden explicarse fácilmente con el modelo copernicano, mientras que el ptolemaico necesita introducir cambios bruscos en los planetas: «con Ptolomeo es necesario asignar a los cuerpos celestes movimientos contrarios […] mientras que con Copérnico todos los giros celestes se dan en una dirección, de oeste a este» (DM3). Situar al Sol inmóvil (mayor astro del sistema y el único luminoso por sí mismo) en el centro y hacer girar a la Tierra a su alrededor «parece más razonable», «mucho más elegante» y «de gran simpleza» (DM3) para Galileo. De hecho, cuando Simplicio le pregunta por qué no explicar estos fenómenos (como el giro del Sol) con una Tierra inmóvil, Salviati responde que en «los sistemas antiguos no hemos encontrado una respuesta adecuada para armonizar el curso de estas manchas con la razón humana» (DM3). No obstante, Galileo no da datos científicos y basados en la experiencia para demostrar que el Sol está en el centro y es la Tierra la que se mueve, a parte de la elegancia del sistema copernicano, y de que toda una serie de «anormalidades» en el sistema ptolemaico «son curadas con el simple y único movimiento anual de la Tierra» (DM3).

Ciencia y filosofía

Esta defensa del sistema copernicano está basada en una forma de concebir la ciencia, así como en una serie de valores que justifican el uso de un sistema frente a otro. ¿Por qué describir la caída de una piedra desde una torre en la superficie terrestre desde la perspectiva del Sol, y no de un observador en el suelo o desde una hormiga situada sobre la piedra? Además, en el espacio, como el mismo Galileo admite, no hay un punto de referencia ni un centro, porque no hay (o no se conocía) un límite: «es muy razonable discutir sobre si en la naturaleza hay un centro, teniendo en cuenta que ni tu ni nadie hasta ahora ha probado si que el universo es finito y tiene una forma o si es infinito y no-forme» (DM3).

Quizá, para Galileo, la simpleza y la elegancia eran criterios de verdad científica objetiva, llamando ciertos, verdaderos y reales a aquellos sistemas simples y armónicos, mientras que los más complejos y contraintuitivos serían falsos. Y, de esta manera, Galileo asienta las bases para la astronomía moderna, tanto en su faceta experimental como en su aspecto teórico, haciendo prevalecer el primero sobre el segundo, ya que los datos son irrefutables cuando son correctamente observados, por lo que la teoría tiene que adaptarse a ellos.

«uno haría filosofía mejor dando cabida a aquellas conclusiones que dependen en observaciones explícitas que persistiendo en opiniones contrarias a la propia percepción y confirmadas únicamente a través de razones aparentes» (W).

Pero, más allá, su mentalidad es fundamental para entender la naturaleza de la ciencia moderna, basada en la experimentación y la explicación de lo observado, no en razonamientos probables o lógicos. La ciencia comienza a estar basada en la experimentación, acorde a la cual se crean las teorías científicas, y no al revés; se asientan las bases de una ciencia donde las matemáticas son más importantes que la filosofía:

«La filosofía está escrita en ese gran libro, el universo, que está constantemente frente a nuestros ojos. Pero este libro no puede ser comprendido hasta que se entiende el lenguaje y se leen las letras que lo componen. Y 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 palabra de él, sin estos, uno merodea como en un laberinto oscuro» (S).