Galileo y su prueba inválida de las manchas solares

Vamos a escribir algunos posts sobre las pruebas, todas ellas inválidas, que presentó Galileo en su inútil intento de probar el Heliocentrismo.  Y vamos a comenzar por la ‘gran prueba’ de las manchas solares porque hoy en todas las webs y libros de astronomía histórica todavía aseguran que ésta fue una prueba válida, el mismo Bertrand Russel lo afirmó de manera categórica así, cuando en realidad ninguna de las pruebas que Galileo presentó en su vida lo era, y en concreto la de las manchas solares está presentada con gran cinismo.

En 1610, con su novedoso telescopio Galileo observó manchas solares en el Sol, si bien demoró su publicación hasta 1612. Este descubrimiento refutaba la “perfección de los cielos”, un concepto aristotélico, y ello se le podría atribuir a Galileo si no es porque es muy discutido que Galileo fuera el primer hombre en observar estas manchas¹, pero aquí no vamos a entrar en esta polémica que no aporta nada al debate geocentrismo-heliocentrismo.  Poco después, la observación del movimiento de estas manchas permitiría a Galileo deducir que el Sol está en rotación, y a continuación sugerir la hipótesis injustificada de que también la Tierra debería estarlo. Galileo comenzó a utilizar el argumento de las manchas solares en 1614 en la “Carta a la Gran Duquesa”. Al observar que estas manchas se desplazan de parte a parte atravesando toda la superficie del sol, Galileo no sólo deduce que el sol está rotando sobre un eje, sino que también extrae otras conclusiones sin tener la más mínima prueba concluyente. Concretamente Galileo asegura en esta Carta que tanto la revolución anual de los planetas como su rotación están condicionadas por la del Sol. Es decir, como el sol está rotando sobre un eje entonces todos los planetas del sistema deben girar también sobre su respectivo eje de rotación.  Y así pretende que la rotación de la Tierra sea un corolario de la rotación del Sol.

Galileo utilizó también la rotación del Sol como argumento teológico, pues realizó una interpretación sui generis del pasaje de Josué mandando detenerse al Sol en Gabaón (Jos 10,12-14): « Entonces habló Josué al Señor … y dijo en presencia de los hijos de Israel, ¡Sol detente encima de Gabaón! ¡Luna detente encima del valle de Ayalón! … Y el sol y la luna se detuvieron hasta que el pueblo del Señor se hubo vengado de sus enemigos… No hubo antes ni después día más largo». Según Galileo el Sol se detuvo, sí, pero fue su movimiento rotatorio, y como consecuencia de ello el resto de planetas, incluida la Tierra, detuvo también su correspondiente movimiento rotatorio, No hay que tener muchos conocimientos de física y de astronomía para ver la incongruencia de esta hipótesis. Es una elucubración sin ningún tipo de fundamento.

 Pero es en su obra “Diálogo de los dos Máximos Sistemas de Mundo”, publicada fraudulentamente² en 1632, cuando presenta más elaborada  la presunta prueba del movimiento de la tierra deducida del comportamiento observacional de las manchas solares. Allí Galileo dice: «Es una prueba (sobre la revolución de la Tierra en torno al Sol) tan sólida y racional como nunca antes se ha escrito)…».  Esta presunta prueba sólida, que en realidad no prueba absolutamente nada, consiste en que Galileo detectó una pauta en el movimiento de las manchas solares, tal como se divisan desde una determinada posición terrestre, siguiendo unas trayectorias curvas cambiantes. En la obra, Galileo se sirve de una conversación entre tres personajes para describir los distintos puntos de vista cosmológicos enfrentados, los de la movilidad e inmovilidad terrestre.  Los personajes que aparecen son: Salviati, que defiende el heliocentrismo; Sagredo, que queda convencido por él; y Simplicio, representante de los astrónomos ‘anticuados’ que se aferraban al modelo geocéntrico de Aristóteles y Ptolomeo³.

«Oíd, pues, la gran y nueva maravilla, que el propio Sol testimonia que el movimiento anual es de la Tierra», afirma Salviati que es el portavoz de las ideas de Galileo. Básicamente la exposición de esa ‘novedosa’ maravilla se concentra en estos puntos:

1.  El movimiento periódico de las manchas indica que el Sol rota sobre sí cada 27 días aproximadamente.
2. El eje de esa rotación está inclinado respecto a la normal a la eclíptica (fue Scheiner quien calculó que esa inclinación es de unos 7º).  Esta inclinación es constante.
3. Dada esa inclinación, si fuese válido el modelo heliocéntrico copernicano, entonces la trayectoria de las manchas vista desde la Tierra debería variar con un patrón estacional, y esto es efectivamente lo que ocurre.

 Sagredo hace entonces un inciso para pedirle a Salviati que aclare el asunto, lo que hace Salviati ayudado de unos gráficos, más detallados, pero similares a las viñetas que aquí reproducimos:

De la web de de la Agrupación Astronómica de Cantabria⁴ hemos obtenido un esquema detallado que utilizaremos para intentar aclarar este aspecto (ver  Grafica 2).

   Fijándose exclusivamente en el eje de rotación, así como en la circunferencia del ecuador solar,  perpendicular a él, pude apreciarse que a primeros de Junio y de Diciembre vemos al ecuador ‘de plano’, esto es, el plano del ecuador está en nuestro mismo plano de visión. Luego el ecuador se va por debajo de nuestro plano, y posteriormente se va por encima. Salviati dice que esto es lo que debería observarse si el Sol estuviera inmóvil y la tierra moviéndose con un movimiento de rotación (además del de traslación) con el eje inclinado 23,5º respecto al plano de la eclíptica. A continuación, respecto a la posibilidad de describir la variación estacional de las trayectorias de las manchas solares desde el supuesto de la inmovilidad terrestre, Salviati explica que sería necesario postular un nuevo movimiento inherente a la esfera del Sol, el de la oscilación de su eje de rotación con respecto a otro eje perpendicular al plano de la Eclíptica, o sea, una precesión, movimiento que se le presenta como impensable. La contradicción está en que a Salviati-Galileo no le importa añadir los movimientos que sean necesarios a la Tierra, pero le repugna hacer eso al Sol. De hecho este movimiento del Sol ya lo había postulado el astrónomo Scheiner, contemporáneo de Galileo, en su obra "Rosa Ursina”, y no tiene nada de repugnante o imposible.  

  Desde la perspectiva heliocéntrica del Sistema de Copérnico esa disposición del eje de rotación del Sol, tal como la vemos desde la Tierra, es debido a que la Tierra orbita el Sol trasladándose con su eje de rotación NS inclinado un ángulo de 23,5º respecto de la normal al plano de la eclíptica. Entonces, según se ve en Graf. 3, aproximadamente en los equinoccios el eje de rotación se presenta inclinado 23,5º hacia delante o hacia detrás porque el ecuador terrestre resulta casualmente alineado con el plano eclíptico. Mientras que en las dos posiciones ortogonales (principios de Julio y de Enero) coincidiendo con el perihelio y el afelio⁵, en el primero la Tierra está inclinada hacia abajo y vemos el ecuador solar levantado, lo opuesto en el segundo; pero en ambos casos el eje terrestre y el solar resultan coplanares por lo que desde aquí vemos un eje con inclinación de 0º.

 Este modelo explica la secuencia de la gráfica 2, pero el modelo geocéntrico de Tycho modificado lo explica igualmente (Ver Gaf. 4).  Hacer click para agrandar

  Desde Galileo, la causa de las cuatro estaciones quedo completamente oscurecida, pues quedó atribuida a la inclinación de 23,5º del eje de rotación terrestre, en lugar de a la inclinación del plano de la eclíptica de esos 23,5º respecto del plano del ecuador de la tierra inmóvil.  Ciertamente el sol participa de cuatro movimientos⁶:  el primero es el de traslación a lo largo de 365,256 días efectuando una órbita  a la Tierra dentro del plano de la eclíptica,  teniendo en cuenta que este plano está inclinado 23,5º respecto del plano ecuatorial terrestre fijo. Por otra parte, el sol rota con un eje R de spin que está inclinado 7º respecto de la perpendicular a la eclíptica (NE). Un tercer movimiento es el diurno del Sol –junto a todos los cuerpos del Cosmos- revolucionando una vuelta por día en torno al Eje Polar, pero este movimiento no lo expresamos para simplificar. Y un cuarto movimiento, que Galileo se negó a considerar, es el de precesión del eje R⁷ en torno al NE con un periodo próximo a un año.  Desde esta perspectiva los dos modelos son equivalentes, pues ambos explican los datos observacionales de la gráfica 2.  Conclusión:  La prueba de “las manchas solares” de Galileo (y del 99,9% de los libros y webs de Astronomía actuales) no es válida como prueba concluyente a favor del modelo heliocéntrico de Copérnico.

En el “Dialogo” la opinión de Galileo es que el modelo de Copérnico contiene sólo dos movimientos  para la tierra, rotación y traslación, que son ambos en sentido contrahorario (+), y uno para el sol en sentido horario (-); en cambio, en el modelo de Ptolomeo el sol debería tener cuatro movimientos incongruentes (dos en sentido horario y dos contra). Por tanto, Galileo insinúa que el sistema de Copérnico es superior al de Ptolomeo en cuanto a: (1) Simplicidad, (2) Congruencia.  “Simplicidad frente a Complejidad, Congruencia frente a Incongruencia”. Dicho así, muchos de los lectores quedarían convencidos de este eslogan categórico. ¿Pero verdaderamente es así?. No, en realidad Galileo estaba equivocado,  o como David Topper dice, Galileo estaba engañando deshonestamente a sus lectores. En el modelo heliocéntrico la Tierra realmente tiene tres movimientos, los dos citados (-) y el de precesión de los equinoccios (+), o sea 2 negativos y uno positivo, con lo que el argumento de la ‘Congruencia’ queda falsado, y lo mismo sucede para la ‘Simplicidad’ pues con el movimiento de rotación del Sol el Heliocentrismo utiliza 4 movimientos (3+1) frente a los (0+4) del Geocentrismo. Galileo conocía la precesión de los equinoccios, pero en el ‘Dialogo’ aporta un sorprendente argumento para apartarlo del discurso,  apelando a la ley de inercia “un cuerpo permanece en el mismo estado (en movimiento o estático) a menos que una fuerza externa o presión o colisión cambie este estado”. Así, asegura Galileo, la Tierra tiene dos movimientos, traslación y rotación, y su eje de rotación está inclinado 23.5º, y así seguirá por siempre con estos movimientos e inclinación sin la necesidad de ningún movimiento adicional.

NOTAS:

 1.  Anteriormente a 1610 ya las había observado el jesuita Christopher Scheiner, aunque en principio no lo publicó, fue publicado bajo seudónimo en 1611.
 2.  Ni Galileo, ni ningún astrónomo del mundo, tenían prohibido trabajar sobre el modelo heliocéntrico de Copérnico siempre que se hiciera en forma de hipótesis matemática, es decir, tomándola así como un modelo matemático para facilitaar los cálculos. Las objeciones que hacía la Iglesia era cuando alguien afirmaba que este sistema “era algo más que una hipótesis de trabajo”. Galileo había sido amonestado por el Santo Oficio en 1616  a “no mantener, enseñar o defender” de esta manera el modelo de Copérnico, y sin embargo, en 1632, consiguió inicialmente un Imprimatur para el “Dialogo” bajo la falsa afirmación  de que en la obra “sólo trataba de refutar la doctrina de Copérnico”. Poco después el libro fue confiscado y Galileo fue procesado.
 3.  El Dialogo, en inglés, se encuentra en: http://www.calstatela.edu/faculty/kaniol/a360/galileo_dialogue.htm 
Ya el título de la obra “Dialogo de los dos Sistemas…” es bastante cínico, pues confronta el sistema de Ptolomeo con el de Copérnico, sin embargo Galileo silencia el sistema de Tycho Brahe, que era el más avanzado en aquel tiempo y que Galileo conocía perfectamente pues los Jesuitas se lo habían explicado a fondo.
4. La web se encuentra en: http://www.astrocantabria.org/
5. Los puntos destacables están en A (7 de Julio), E (6 de Enero), C (8 de Septiembre) y D (6 de Marzo).
6. La causa de las estaciones en el geocentrismo se basa en que el 21 de Junio, es el solsticio vernal, el sol se halla en la posición de máxima altura (λs=90º), es Verano en el hemisferio Norte pues los rayos solares inciden allí con un ángulo mayor, o sea, calientan más, además iluminan una mayor proporción de hemisferio. En el otro extremo el solsticio invernal, el 21 de Diciembre (λs=270º), los rayos inciden con un ángulo menor, e iluminan una proporción inferior de hemisferio, es decir, se entra en el Invierno. Transversalmente a esta línea de solsticios existe la línea de equinoccios, que une los puntos de la eclíptica en los que el Sol atraviesa el plano del ecuador terrestre. Corresponde a los días 21 de Marzo (λs = 0º) para el nodo ascendente y 22 de Septiembre (λs = 180º) para el nodo descendente.
7.  Este movimiento de precesión no debe confundirse con el de la “precesión de los equinoccios” que los astrónomos heliocentristas actuales atribuyen al eje de rotación terrestre con un periodo de 25.816 años, y que en realidad es debido al movimiento del universo sobre el eje terrestre.