El telescopio y las estrellas

LA HISTORIA del telescopio es una de las más interesantes e importantes en la trayectoria de la evolución de la ciencia. Gracias a este instrumento se han logrado descubrimientos científicos maravillosos que más tarde se describirán en este libro. A fin de comprender bien los hechos que condujeron a su invención, debemos primero examinar los orígenes de la óptica. Quizá la primera lente que hubo en el mundo fue la que Construyó Aristófanes con un globo de vidrio soplado, lleno dAe agua, en el año 424 a.C. Estos estudios fueron realmente primitivos, y no lograron llegar a descubrir la ley física que gobierna la luz.

El siguiente paso obvio era montar las lentes en una armazón que permitiera colocar una lente en cada ojo con el fin de mejorar la vista de las personas con visión defectuosa. La historia del telescopio propiamente dicha comienza a fines del siglo XVI o principios del XVII. Se han mencionado tres posibles inventores. Sin embargo, la mayoría de los historiadores creen que no fue él el descubridor, aunque quizá estuvo a punto de serlo.

El más probable descubridor es el holandés Hans Lippershey, quien según cuidadosas investigaciones históricas se ha confirmado que construyó un telescopio en el año de 1608. Lippershey era fabricante de anteojos en Middlesburgh, Zelandia, y nativo de Wesel. Como es de suponerse, Lippershey no logró comprender cómo funcionaba este instrumento, pues lo había inventado únicamente a base de ensayos experimentales sin ninguna base científica. El gobierno holandés regaló al rey de Francia dos telescopios de Lippershey.

Los trabajos de Galileo

Estaba en Venecia cuando oyó de esta invención, así que inmediatamente regresó a Padua, y antes de 24 horas había construido su primer telescopio, con lentes que encontró disponibles. Sus amigos en Venecia se quedaron maravillados, pues con el telescopio podían ver naves situadas tan lejos que transcurrían dos horas antes de que se pudieran ver a simple vista. El Senado de Venecia, en agradecimiento, duplicó a Galileo el salario a 1 000 escudos al año y lo nombró profesor vitalicio de Padua, ciudad perteneciente a Venecia.

Este telescopio se encuentra ahora en el Museo de Historia de la Ciencia en Florencia. Más tarde, en Florencia, Galileo descubrió las fases cambiantes de Venus. En marzo de 1610, en Venecia, publica Galileo un pequeño libro de tan sólo 24 hojas, titulado Sidereus nuncius, que significa «El mensajero de las estrellas», en el que describe sus observaciones astronómicas con el telescopio. En él usa Galileo un lenguaje muy claro y directo poco común en su época, que hacía marcado contraste con el exuberante y barroco estilo de la época.

Este librito tiene una gran repercusión y popularidad que aumenta mucho la fama de Galileo. Galileo no era el primero ni el único científico en haber dirigido su telescopio al cielo, pero si el primero en publicar sus observaciones. Gracias a su lenguaje claro, este librito, que se podía leer en tan sólo una hora, logró una popularidad mucho mayor que la de cualquier otro libro científico de la época.

Johannes Kepler, astrónomo alemán de gran reputación en Europa, recibió una copia de «El mensajero de las estrellas» de manos del embajador toscano en Praga, con una solicitud indirecta de Galileo de que le diera su opinión sobre el libro. Sin embargo, basado en la reputación de Galileo, Kepler creyó todo lo que ahí se decía, por lo que se mostró muy entusiasta. Galileo no sólo no le prestó el telescopio sino que ni siquiera le contestó su carta.

Recordemos que el sistema de Tolomeo suponía a la Tierra en el centro y al Sol y los planetas girando alrededor de ella, en órbitas circulares. Estos movimientos quedan perfectamente explicados sólo si el sistema copernicano de órbitas circulares se modifica con la introducción de las órbitas elípticas, como Kepler ya lo había postulado con sus tres leyes.

El Colegio Romano aceptaba el sistema de Ticho Brahe, porque el sistema copernicano o el de Kepler parecían estar en contra de las Sagradas Escrituras. Galileo demostró en Cartas sobre las manchas solares, de manera muy convincente, que en realidad eran manchas, pero además en ellas defendía con vigor el sistema copernicano.

Los hechos que se desarrollaron después son sumamente complicados, pero desembocaron en que se le pidió a Galileo en su siguiente viaje a Roma, en 1616, que no sostuviera ni defendiera en adelante que el Sol era el centro del Universo ni que la Tierra no lo era. Galileo no tomó en cuenta esta amenaza, por lo que la completa desobediencia a esta orden trajo como consecuencia que se le sometiera a nuevo juicio. Fue en estos años cuando publicó su libro Diálogos acerca de dos unevas ciencias, en el que establece las bases de la mecánica, el cual es su obra fundamental.

ALGUNOS DESARROLLOS POSTERIORES A GALILEO

En agosto de 1610 el arzobispo Ernesto de Colonia le regaló un telescopio a Johannes Kepler, quien lo estudió muy cuidadosamente y por primera vez pudo dar una explicación satisfactoria de su funcionamiento. Sus resultados los describió más tarde en un libro monumental de óptica geométrica, llamado Dioptrice. Aunque no encontró Kepler la ley de la refracción, desarrolló una teoría muy completa de la óptica geométrica e instrumental, de la que se podían deducir los principios del funcionamiento del telescopio. En mieste libro Kepler sugirió substituir la lente divergente, que va cerca del ojo, por una convergente, como se ve en la figura 4.

Un poco más tarde, Huygens sustituyó el ocular convergente simple por un sistema compuesto por dos lentes, como se ve en la figura 4. Este tipo de ocular se sigue aún usando en los microscopios y en algunos telescopios pequeños.

CÓMO FUNCIONA EL TELESCOPI

UN TELESCOPIO es esencialmente un par de lentes, una llamada objetivo porque es la más cercana al objeto, y otra llamada ocular porque es la más cercana al ojo, como se muestra en las figuras 3 y 4. El objetivo es una lente convergente que forma una imagen I del objeto. Es fácil comprender que esta imagen es tanto mayor cuanto más larga sea su distancia focal, es decir, cuanto menos convergente sea.

Esta amplificación angular de los diámetros aparentes de los objetos observados se puede interpretar también como un acercamiento del objeto. Un rayo que salga de un punto en el objeto fuera del eje óptico para llegar al punto imagen correspondiente, pasando por el centro de la pupila, se llama rayo principal. Obviamente, existe un rayo principal para cada punto del objeto.

La pupila de entrada es la posición aparente que tiene la pupila real cuando se le observa desde el espacio del objeto. Alternativamente, podemos decir que la pupila de entrada es la imagen

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