Características de la Cosmovisión Aristotélico-Ptolemaica

Organicismo

  • El cosmos en su conjunto es como un ser vivo.
  • Cada una de las partes del cosmos cumple una función.
  • El todo es mayor que la mera suma de sus partes.

Finalismo

  • Todos los cambios naturales tienen una causa final.
  • En el orbe sublunar cada ser aspira a recuperar su lugar natural en el cosmos.
  • En el orbe supralunar cada cuerpo celeste aspira a lograr la perfección del astro superior.

Antropocentrismo

  • El geocentrismo es una forma de antropocentrismo.
  • La Tierra es el lugar en el que viven los seres humanos y ese lugar está en el centro del cosmos.

Heterogeneidad

  • El cosmos está dividido en dos regiones completamente heterogéneas.
  • Tanto la composición material como las leyes son diferentes en cada orbe.

Dificultades de la Propuesta Aristotélico-Ptolemaica

Problemas Internos

  • El problema de la prioridad: La prioridad para Aristóteles fue ofrecer una descripción global basada en principios físicos. Algunos hechos observables no tenían explicación. La prioridad para Ptolomeo fue explicar los hechos observables. Los movimientos físicos de los planetas quedaron inexplicados.
  • El problema de la coherencia: No hay coherencia entre la explicación física del cosmos propuesta por Aristóteles y el modelo matemático de ese mismo cosmos propuesto por Ptolomeo.

Problemas Planteados por los Físicos del Siglo XIV

  • El movimiento de los proyectiles: Los movimientos violentos necesitan una causa externa, la causa ha de estar en contacto con el móvil y no hay solución válida a este problema en la física aristotélica.

El Modelo Heliocéntrico de Copérnico

Precedentes

Aristarco de Samos (s. II a. C.) fue el primer astrónomo que propuso un universo heliocéntrico.

Características del Universo Copernicano

  • El Sol ocupa el centro del universo y permanece estático.
  • Los planetas giran alrededor del Sol y la Luna gira alrededor de la Tierra.
  • Encerrando el universo se encuentran las estrellas fijas.
  • El movimiento descrito por los planetas se explica recurriendo a órbitas excéntricas.
  • La Tierra experimenta tres movimientos diferentes: rotación, traslación y oscilación de su inclinación respecto a la eclíptica.

Objeciones y Consecuencias

Se deberían percibir diferencias de brillo en las estrellas debido al movimiento de la Tierra alrededor del Sol. La caída de los cuerpos sobre la Tierra carece de explicación si la Tierra no está en el centro del universo. Si la Tierra no es el centro del universo, la concepción general del mundo y del papel que el ser humano desempeña en él cambia radicalmente.

Kepler

Rompe el «Hechizo de la Circularidad»

  • Mejora el modelo heliocéntrico de Copérnico: Sustituye las órbitas circulares con epiciclos y ecuantes por órbitas elípticas.
  • Ofreció una explicación del movimiento planetario que encaja con los datos empíricos: Da más importancia a la observación que a las ideas metafísicas.

Tres Leyes sobre el Movimiento de los Planetas

  • Primera ley: Los planetas giran alrededor del Sol en órbitas elípticas en uno de cuyos focos se encuentra el Sol.
  • Segunda ley: El radio vector que une el planeta con el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales.
  • Tercera ley: La proporción entre el cuadrado del período de revolución y el cubo de la distancia promedio al Sol es idéntica para todos los planetas del sistema solar.

Galileo: Evidencias Físicas que Apoyan la Astronomía Copernicana

  • Limita el campo de investigación a preguntas cuyas respuestas sean empíricamente verificables.
  • Solo toma en consideración aquellas propiedades que puedan ser analizadas e interpretadas matemáticamente.
  • Mejora la calidad del instrumental científico y con su telescopio pudo ver cráteres en la Luna, manchas solares y satélites de Júpiter.
  • Desarrolló argumentos que ponían de manifiesto los errores del modelo geocéntrico.

La Física de Newton

Culminación de la Revolución que dio Origen a la Ciencia Moderna

Las tres leyes de la dinámica: Inercia, Fuerza y acción y reacción.

Ley de la Gravitación Universal: Unifica la mecánica terrestre y celeste, el cosmos se convierte en un verdadero universo por primera vez.

El Mejor Ejemplo de un Paradigma Científico

La ley de la gravitación universal aspira a ser útil no solo para explicar la caída de los cuerpos, sino también el magnetismo, la electricidad o los fenómenos ópticos. Newton concluye que la luz ha de tener naturaleza corpuscular. Los estados de reposo y movimiento solo pueden determinarse en relación con otros cuerpos en reposo o movimiento. Este hecho exige que el espacio y el tiempo sean magnitudes absolutas. Estas conclusiones abrirán paso a una nueva revolución científica a principios del siglo XX.

Las Claves del Modelo Mecanicista

Mecanicismo

El universo entero es concebido como una máquina. El universo está hecho de corpúsculos que se mueven según leyes deterministas. No existe la causa final en el universo.

Determinismo

Todos los fenómenos físicos están gobernados por leyes causales. Conocido un fenómeno y sus causas, es posible conocer cualquier estado pasado o futuro.

Matematización

Las matemáticas son el medio válido para estudiar la naturaleza. Resta valor a aquellas cualidades que no puedan ser expresadas matemáticamente.

Homogeneidad

No hay regiones diferentes en el cosmos. Las mismas leyes gobiernan todo. La naturaleza está gobernada por los principios de simplicidad y uniformidad.

Rechazo del Antropocentrismo

La Tierra, donde habita el ser humano, no es centro de nada. La sensación de pequeñez e insignificancia acompaña a quienes aceptan el modelo copernicano.

La Crisis de la Mecánica Clásica: Anomalías dentro del Paradigma Newtoniano (Siglos XVIII y XIX)

En Termodinámica

No es posible transformar toda la energía térmica en energía dinámica. Este hecho se opone al principio de la mecánica clásica según el cual todos los procesos físicos son reversibles.

En Óptica

A veces la luz parece comportarse como una onda y otras veces muestra un comportamiento corpuscular. Newton había defendido la naturaleza corpuscular de la luz y rechazado la idea de considerarla como una onda.

En Electricidad y Magnetismo

Maxwell desarrolló la teoría del campo electromagnético en la que las fuerzas no actúan en línea recta. Este hecho contradice el principio básico de la mecánica newtoniana según el cual la fuerza actúa siempre en línea recta.

Nuevos Paradigmas Científicos

Estas anomalías condujeron a una revolución científica de la que surgieron dos paradigmas:

  • La Teoría de la Relatividad: Es fructífera en lo relacionado con velocidades y magnitudes astronómicas.
  • La Mecánica Cuántica: Se centra en la explicación de los fenómenos subatómicos.

La Teoría de la Relatividad

Teoría de la Relatividad Especial

Espacio y tiempo son magnitudes relativas y la luz se propaga en el vacío a una velocidad constante e independiente del estado del cuerpo que la emite. Esta característica de la luz es opuesta al sentido común y, sin embargo, comprobable experimentalmente. A grandes velocidades la masa de los cuerpos aumenta, el tiempo se dilata y los objetos se acortan.

Teoría de la Relatividad General

El campo gravitatorio se considera una deformación del espacio, que se vuelve curvo. Esta teoría incluye a la teoría de la relatividad especial e incorpora la gravedad a los factores a tener en cuenta.

La Mecánica Cuántica

La Contribución de Max Planck

Descubrió que la materia absorbe y emite energía de manera discontinua en forma de paquetes de energía llamados «cuantos».

La Contribución de Niels Bohr

Diseñó un modelo atómico con órbitas definidas para los electrones y la posibilidad de que estos saltaran de unas órbitas a otras.

Principio de Incertidumbre (Heisenberg)

Establece que no es posible conocer con precisión y de modo simultáneo la posición y la velocidad de una partícula subatómica.

Principio de Complementariedad (Bohr)

Sostiene que cada partícula o entidad cuántica puede actuar como onda o como partícula.

Teoría del Caos y Teoría del Big Bang

Teoría del Caos (Edward Lorenz)

Sostiene que una pequeña variación en las condiciones iniciales de cualquier proceso físico puede causar enormes diferencias y resultados impredecibles (efecto mariposa).

Consecuencias

  • Nuestras predicciones pueden ser válidas solo si son a corto plazo.
  • Tesis de Ilya Prigogine: Algunos sistemas naturales pueden generar fenómenos completamente nuevos hasta el punto de ajustarse a leyes diferentes a las previas.

Teoría del Big Bang (Georges Lemaître)

El universo no es una realidad estática, sino que se expande continuamente. Retrocediendo en el tiempo, hubo un momento en el que toda la materia del universo estuvo concentrada en un espacio de densidad inimaginable. A partir de ese momento la expansión del universo comenzó.

La Cosmovisión Contemporánea y las Anteriores

Fragmentación

La cosmovisión actual está basada en varias teorías diferentes:

  • La teoría de la relatividad explica el «universo astronómico».
  • La teoría de Newton explica nuestro «universo cotidiano».
  • La teoría cuántica explica el «universo subatómico».

Indeterminismo

La teoría del caos y el principio de incertidumbre implican que no es posible predecir el futuro. Esto es debido a que no podemos tener pleno conocimiento del presente. Las leyes científicas ya no son deterministas, sino probabilísticas.

Irreversibilidad

La teoría del caos y el principio de entropía implican que algunos procesos físicos son irreversibles. Esto supone el rechazo del principio mecanicista de la reversibilidad de todos los procesos físicos. Esto supone el rechazo de la idea de que los procesos físicos persiguen un objetivo preestablecido en el sentido teleológico.

Rechazo del Conocimiento Objetivo

Las teorías contemporáneas resaltan el hecho de que el observador influye y modifica el objeto observado. No es posible obtener un conocimiento objetivo.