Los astros siempre han sido objetivo de observación y estudio para el hombre. Aztecas, chinos, hindues y otras civilizaciones como la mesopotámica, y pueblos como los griegos y los árabes registraron a lo largo de la historia diversos eventos celestes, como eclipses solares y lunares y efectuaron Medidas de los astros y de sus órbitas principalmente con el Objetivo de mantener calendarios precisos.
Uno de los primeros en realizar un trabajo astronómico-científico fue Aristarco de Samos (310–230 a. C.) quien calculó las distancias que separan a la Tierra de la Luna y del Sol, y además propuso un modelo heliocéntrico del Sistema Solar en el que, como su nombre lo indica, el Sol es el centro del universo, y alrededor del cual giran todos los otros astros, incluyendo la Tierra. Este modelo, imperfecto en su momento, pero que hoy sabemos se acerca mucho a lo que hoy consideramos como correcto, no fue acogido debido a que chocaba con las observaciones cotidianas y la percepción de la Tierra como centro de la creación (modelo geocéntrico).
El modelo geocéntrico fue una idea original de Eudoxo de Cnido (390–337 a. C.) y años después recibió el apoyo decidido de Aristóteles y su escuela. Este modelo, sin embargo, no explicaba algunos fenómenos observados, el más importante de ellos era el comportamiento diferente del movimiento de algunos astros cuando se comparaba éste con el observado para la mayoría de las estrellas. A estos astros se les denominó estrellas 'errantes' o estrellas 'planetas,' para diferenciarlas de las otras.
Fue Ptolomeo(100-170) quien se dio a la tarea de buscar una solución para que el sistema geocéntrico pudiera ser compatible con todas estas observaciones.
En el sistema ptolemaico la tierra es el centro del universo y la luna, el sol, los planetas y las estrellas fijas se encuentran en esferas de cristal girando alrededor de ella; para explicar el movimiento diferente de los planetas ideó un particular sistema en el cual la Tierra no estaba en el centro exacto y los planetas giraban en un epiciclo alrededor de un punto ubicado en la circunferencia de su órbita o esfera principal.
Durante la Edad Media la astronomía no fue ajena al estancamiento que sufrieron las ciencias y artes. Durante este largo periodo predominó el legado ptolemaico de sistema geocentrista apoyado por la Iglesia, debido esencialmente a que este era acorde con las escrituras en las cuales la Tierra y el hombre son los centros de la creación divina.
Durante el siglo XV hay un crecimiento acelerado del comercio entre las naciones mediterráneas, lo que lleva a la exploración de nuevas rutas comerciales hacia oriente y a occidente, estas últimas son las que permitieron el descubrimiento de América por los europeos. Este crecimiento en las necesidades de navegación impulsó el desarrollo de sistemas de orientación y navegación y con ello el estudio a fondo de la astronomía: Nicolás Copérnico (1473-1543) retoma las ideas heliocentristas y propone un sistema en el cual el sol se encuentra inmóvil en el centro del universo y a su alrededor giran los planetas en órbitas con «movimiento perfecto», es decir circular. Johannes Kepler (1571-1630) llego por fin al entendimiento de las órbitas planetarias probando con elipses en lugar de órbitas circulares y pudo entonces enunciar sus leyes del movimiento planetario. Galileo Galilei (1564-1642) construyó un telescopio a partir de un invento del holandés Hans Lippershey y fue el primero en utilizarlo para el estudio de los astros.
En el siglo XVII Isaac Newton (1643-1727)promulgó sus tres leyes que quitaron definitivamente el empirismo en la explicación de los movimientos celestes:
Un cuerpo permanece en reposo o en movimiento en línea recta y a una velocidad constante a menos que una fuerza externa actúe sobre él.
La fuerza aplicada por un cuerpo sobre otro, genera una fuerza de igual magnitud sobre el primero pero en dirección contraria.
Dos cuerpos se atraen uno al otro con una fuerza que es directamente proporcional a la masa de cada uno e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
Durante el siglo XVIII uno de los objetivos de los estudios astronómicos fue el de calcular las distancias en el universo mediante el método del paralelaje. La primera distancia a una estrella medida con este método fue realizada por Friedrich Bessel (1784-1846) en 1838, obteniendo una distancia de 11 años luz.
La observación astronómica cada vez más detallada permitió el descubrimiento de objetos celestes diferentes a las estrellas fijas, los planteas y cometas. Estos nuevos objetos observados eran como parches de luz que por su aspecto se les dio el nombre de nebulosas.
La teoría heliocéntrica llega al siglo XX en todo su esplendor, el sol es el centro del universo y todo gira alrededor de él incluidos todos los objetos del espacio profundo dentro de los cuales se encontraban unas nebulosas muy especiales llamadas nebulosas espirales.
Harlow Shapley (1885-1972) encontró que los cúmulos globulares, grupos de millones de estrellas que forman un cumulo compacto y redondo que giran alrededor de los centros galácticos, están mucho más alejados del Sol que del centro de la galaxia y de esta manera el sistema solar debería estar localizado en la periferia lejos del centro del universo alrededor del cual giran los cúmulos globulares y los demás astros observados. Durante esta época Albert Einstein expuso su Teoría de la Relatividad General y Edwin Hubble (1889-1953), al medir las distancias de 25 galaxias, encontró una correlación directa entre su distancia y la velocidad a la que se alejan.
El hombre que fusionó los resultados de la investigaciones de Shapley, Hubble y Einstein fue un matemático sacerdote llamado Georges Lemaitre (1894-1966) quien en 1927 publicó un artículo donde desarrollaba la correlación con un universo en expansión. Cuando su artículo se divulgó la comunidad científica concluyó que si el universo se encuentra en expansión alguna vez debió estar unido en un punto de luz al cual llamó singularidad o «átomo primordial» y su expansión «gran ruido». El astrónomo Fred Hoyle (1915-2001) —contradictor de esta teoría— la llamó despectivamente «Big Bang», que es como se conoce en la actualidad a la teoría más aceptada como origen del universo.
En la actualidad sabemos que habitamos un minúsculo planeta de un sistema solar regido por el Sol, de 4.500 millones de años, que avanza en el primer tercio de su vida y que está localizado en la periferia de la Vía Láctea una galaxia espiral barrada de 12.500 millones de años, compuesta por miles de millones de soles, que posee como las demás galaxias un agujero negro súper masivo en su centro y que forma parte de un conjunto galáctico llamado Grupo Local, el cual, a su vez, se encuentra dentro de un supercúmulo de galaxias. El universo está constituido por miles de millones de galaxias como la Vía Láctea y se le ha calculado una edad entre 13.500 y 13.900 millones de años.
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