¿Cómo sabemos que la Tierra gira alrededor del Sol?

Todos hemos aprendido en el colegio como hubo una época donde se creía en el modelo geocéntrico del universo, donde la Tierra ocuparía el centro y tanto el Sol como los demás planetas girarían a su alrededor, en un ejemplo más de como los humanos tendemos a mirarnos el ombligo y creernos el centro de todo (universo, naturaleza…). Sin embargo posteriormente llegó el modelo heliocéntrico, en el cual creemos ahora y se ha demostrado, y para todos es ya bastante evidente que la Tierra gira alrededor del Sol ¿no? Vale, pero para llegar a decir que es evidente, debemos poder demostrarlo. Ahora bien, ¿cómo lo sabemos realmente?

El origen del modelo geocéntrico

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En primer lugar debemos hacer referencia a lo que esencialmente ven nuestros ojos sin saber absolutamente nada sobre ciencia, es decir, que el Sol sale por el este y se esconde por el oeste. Creer en este modelo no es ninguna locura si atendemos a la lógica, es decir, a lo que vemos sin pensar más allá. Sin la ciencia de por medio la mayoría de nosotros aseguraríamos sin apenas dudarlo que el modelo geocéntrico es el correcto, que la Tierra está quieta y el Sol es el que se mueve alrededor, y no al revés, porque realmente no sentimos que ocurra tal cosa.

Por otra parte tenemos la falta de paralaje estelar, es decir, el cambio aparente en la posición de los objetos debido al cambio de ubicación del observador (para que lo entendáis mejor, recordad el efecto parallels de los fondos de iOS, pues me refiero precisamente a esa forma de observación). Un ejemplo fácil para entender este paralaje sería poner nuestro dedo pulgar enfrente de nuestra cara y mirarlo solo con el ojo izquierdo, tapando el derecho. Ahora, el mismo experimento, pero con el ojo derecho. ¿Verdad que el pulgar parece haberse movido? Eso es el paralaje, pues nuestros ojos se encuentran en diferentes ubicaciones del espacio.

Este argumento usaron los antiguos griegos, pues afirmaban que si la Tierra se movía alrededor del Sol, las estrellas deberían cambiar sus posiciones debido a este paralaje estelar. Sin embargo, no, no se movían… ¿O si? Estos antiguos pensadores estaban equivocados, pues la posición de las estrellas si cambiaba, lo que sucedía es que la Tierra gira alrededor del Sol a una velocidad tan baja que nuestros ojos no son capaces de darse cuenta del cambio. Estamos demasiado lejos y somos demasiado pequeños dentro del universo como para notarlo.

El desarrollo del modelo heliocéntrico

Llegar al desarrollo del modelo heliocéntrico, de forma similar a asumir la teoría de la evolución de Darwin, costó un tiempo. Como siempre ocurre, primero se postula un modelo, se corrige, se vuelve a corregir y así hasta el final. Por supuesto este modelo no fue diferente a lo que os acabo de describir. Uno de los principales problemas a solucionar y explicar fue el movimiento retrogrado de planetas como Marte, por lo que hubo varios pasos para llegar a un correcto modelo heliocéntrico tal y como lo conocemos, con sus buenos intentos por parte del modelo geocéntrico de sobrevivir:

movimiento_retrogrado_marte

1. En primer lugar, el antiguo griego Ptolomeo desarrolló un modelo geocéntrico donde todos los planetas y el Sol giraban alrededor de la Tierra en forma circular. Sin embargo el movimiento retrogrado de Marte era inexplicable.
2. Posteriormente Copénico sugirió un modelo heliocéntrico donde los planetas giraban alrededor del Sol, también en órbitas circulares. Esto podía explicar el movimiento retrogrado, pero no explicaría todos los datos de las posiciones planetarias, aunque aún así era un mejor modelo que el de Ptolomeo (por supuesto unos 1.500 años después).
3. Kepler propuso posteriormente un cambio: Los planetas orbitan en forma elíptica y no en círculos. Esto concuerda perfectamente con la realidad.
4. Galileo miró al cielo gracias a su telescopio y vio cosas que sugerían que la Tierra giraba alrededor del Sol, y ya sabemos como acabó la Iglesia con sus ideas.
5. Newton desarrolló un modelo de gravedad que también está a favor de las órbitas elípticas de los planetas.

Sin embargo, con todas estas pruebas, el modelo heliocéntrico costó mucho de implementarse. Muchísimo. ¿Cómo hemos sido capaces de demostrarlo?

La demostración de como gira la Tierra alrededor del Sol

Recomendación personal: Jamás confiéis plenamente en lo que dicen los libros. En todas las etapas de la educación se suelen basar en que tal libro dice tal cosa. Pero ojo, porque los libros se vuelven antiguos pero los descubrimientos son nuevos, y lo que dice un libro puede quedar obsoleto mañana mismo. Por tanto, es mejor confiar en lo que se puede explicar que en que tal libro afirma esto o lo otro. Aquí algunos ejemplos:

Las fases de Venus

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La próxima vez que esté visible Venus en el cielo, buscad unos prismáticos. Venus destaca entre las estrellas porque es más brillante, y cumple con las mismas fases que nuestro satélite, la Luna. ¿Y qué significa esto? Significa que, en primer lugar, podemos identificar a Venus porque también refleja la luz del Sol. Y, en segundo lugar, a medida que Venus cambia de fase lo vemos acercarse más a nosotros que el propio Sol, y otras veces más lejos (por eso cuando la Luna está en “fase de Luna llena” es más grande, pues está más cerca). Por tanto, ¿cómo sería posible que tanto Venus como el Sol orbitaran alrededor de la Tierra y, a la vez, Venus sea capaz de alejarse o acercarse? Evidentemente no es posible, y fue una de las primeras cosas que Galileo identificó con su telescopio.

Las Lunas de Jùpiter

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Otra de las cosas que descubrió Galileo y que podemos repetir es ver las Lunas de Júpiter. Una vez más nos bastaría con unos prismáticos, pues seremos capaces de ver las 4 lunas más grandes del enorme planeta gaseoso. ¿Y qué quiero decir con esto? Pues bien, si resulta que existen otros planetas que tienen objetos a su alrededor, la idea de que la Tierra sea un centro tan fuerte como para que los demás orbiten a su alrededor pierde mucha fuerza. Y claramente Júpiter tenía (y tiene) objetos orbitando a su alrededor.

El tamaño total y tamaño angular del Sol

En este ejemplo de observación casero tenemos que poner nuestro pulgar delante de nuestro ojo, y posteriormente con el brazo extendido, ¿verdad que parece más pequeño? Evidentemente sigue siendo nuestro pulgar, pero su tamaño angular cambia según su posición (a más lejanía, menor tamaño). Aquí debemos considerar la longitud del objeto (L), la distancia entre objeto y observador (r) y el tamaño angular del objeto (θ)

Ahora bien, ¿qué tiene que ver esto con el Sol? Si nos fijamos (ojo, con cuidado), su tamaño angular es de 0,5º, mediante el cual podemos determinar su tamaño según diferentes distancias. Si fuera del mismo tamaño que la Tierra tendría que medir realmente 1,46 x 10 ⁹ metros, y si se encontrara a la misma distancia que se ve desde Venus cuando se encuentran uno más cerca del otro, el Sol sería 26 veces más ancho que la Tierra. Por supuesto el Sol está mucho más lejos y es mucho más grande que todo esto.

Los antiguos griegos creían, gracias a la medición que hicieron entre la Tierra y la Luna, que el Sol se encontraba a una distancia aproximada de 40 veces la distancia entre la Tierra y la Luna, lo que significaría que el Sol es 40 veces más grande que la Luna. Este cálculo tampoco era acertado, pero eso si que sugería que la Tierra giraba alrededor del Sol porque este era enorme.

La vista del Sol desde Marte

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Por otra parte, si observáramos el Sol desde Marte, su tamaño angular es menor (lo que significa que el Sol está más lejos de Marte que de la Tierra). Por tanto, hace falta también creer en un modelo heliocéntrico para ser capaces de hacer llegar un rover a Marte, aunque para poder demostrarlo con unos simples prismáticos y un par de cálculos de distancia, el ejemplo del tamaño angular creo que es más fácil.

Vía | Wired.