Supongo que muchos de vosotros habréis oído alguna vez esta historia: “Newton descubrió la gravedad cuando le cayó una manzana encima”. Lo que ya no sé es cuantos sabéis que eso no es del todo cierto. Newton se interesó por la gravedad cuando le cayó la manzana. Y llegó a una conclusión increíble en esa época. Pero él no descubrió la gravedad. A fin de cuentas ¿tan difícil era darse cuenta de que las cosas caen al suelo?
Aristóteles
La historia de la gravedad empieza en la antigua Grecia. Obviamente muchos sabios de la antigüedad se habían percatado de que los objetos son atraídos por la tierra. El más conocido fue Aristóles, alumno de Platón y maestro de Alejandro Magno. Para él todo lo que ocurre en el mundo debía tener una causa. La llamada relación causa-efecto. En el caso de la caída de los objetos al suelo, Aristóteles concluyó que debía existir una fuerza que atraía a los objetos hacía el centro de la tierra. Estamos en el siglo IV a.c.
A esta fuerza la llamo gravitas. Gravedad. Aristóteles había dado nombre a la causa que provocaba el efecto de caída de los objetos. Pero cometió dos errores. El primero, pensar que la fuerza gravitas venía del centro del universo y solo de allí. Por cierto, tened en cuenta que según la idea que tenía Aristóteles del universo, el centro del universo y el centro de la tierra eran lo mismo. El otro error que cometió fue decir que cuerpos distintos son atraídos con distinta aceleración por la gravedad. Es decir, que la gravedad no es uniforme y un trozo de madera se verá menos acelerado que un trozo de hierro.
Y durante casi 20 siglos, todo el mundo aceptó a Aristóteles.
Copérnico
Pero entonces llegó Copérnico. Este sacerdote polaco solventó el primer error de Aristóteles. La tierra no era el centro del universo. Era el Sol. Aunque todavía los astrónomos estaban lejos de comprender la absoluta inmensidad del universo y lo limitaban al sistema solar, Copérnico había hecho una gran revolución, pues de repente, la humanidad había dejado de ser el centro del universo. Todo esto molestó a la Iglesia Católica, pero eso es otra historia, tal vez para otro momento.
Al expulsar la tierra del centro del universo, no solo cambia la visión del universo, sino también la teoría gravitatoria Aristotélica. La gravitas aristotélica procedía del centro del universo. Si la tierra ya no es el centro del universo, es obvio que la gravedad viene, por tanto, de la propia tierra. Y la duda es, ¿y el resto de planetas? ¿Tienen su propia fuerza de la gravedad como la tierra? Y lo más importante, ¿Por qué giran los planetas, y la tierra, alrededor del sol?
Todavía faltaban más piezas en el rompecabezas. La siguiente pieza sería puesta por Galileo Galilei. Durante su vida en Pisa y Padua hizo varios experimentos con planos inclinados, péndulos y bolas de distintos materiales. La leyenda, tal vez falsa, cuenta que pasó días tirando objetos desde la torre de Pisa y midiendo el tiempo que tardaban en caer. También cuentan que pasaba las horas en misa haciendo cálculos mentales para tratar de medir el movimiento de los incensarios.
Gracias a esto consiguió desarrollar fórmulas para el movimiento acelerado, el movimiento pendular, el movimiento por planos inclinados y, en general, todas esas ecuaciones que muchos de nosotros hemos estudiado en el colegio. Y descubrió una cosa muy importante. Que la aceleración que produce la gravedad es constante para todos los cuerpos. Había corregido el segundo error de Aristóteles.
Galileo
Y después remató del todo al sabio griego. Copernico tuvo miedo de divulgar sus teorías sobre el sol por la vieja y piadosa Europa. Galileo las escuchó y empezó a tomarlas por ciertas. A fin de cuentas, las predicciones sobre órbitas que se podían hacer mediante la teoría de Copérnico eran mucho más acertadas y sencillas que mediante el modelo tradicional. Ayudado de un telescopio fabricado por él mismo empezó a estudiar el universo en detalle. Descubrió cosas increíbles para le época, como las lunas de Jupiter y los anillos de Saturno. Tras ver tales maravillas llegó a la conclusión de que realmente el centro del “universo” era el Sol y no la tierra.
Como todos seguramente sabéis, el libro donde explicaba estas cosas, “Discurso sobre dos nuevas ciencias”, fue prohibido por la Iglesia Católica. Galileo había echado abajo la antigua ciencia aristotélica, pero a cambio de ello, fue encarcelado y sus libros prohibidos hasta mediados del siglo XVIII. En esta época dijo la frase Eppur si muove, y sin embargo se mueve, una frase que resume la misión del científico de encontrar la verdad ante todo.
Kepler
A pesar de las dificultades, la teoría heliocéntrica de Copernico y Galilei fue acogida por la Europa no católica. Y aquí tenemos a Johannes Kepler, pastor protestante, científico y firme creyente en Dios y en la teoría de Copérnico. Para él, el deber de todo cristiano era comprender la obra de Dios y ¿qué mayor obra que el sistema solar? Y a ello dedico gran parte de su vida, como ayudante primero del astrónomo Tycho Brahe y como heredero después de la inmensa base de datos astronómicos de su mentor y de su observatorio, el mejor de la época. Por cierto, como anécdota decir que Brahe envidiaba a su aventajado alumno y limitó el acceso de Kepler a muchos de los datos astronómicos hasta el momento de su muerte. Hace poco se descubrió que Brahe murió envenenado por mercurio. Algunos dicen que fue por culpa de su afición a la alquimia, pero otros señalan a Kepler como envenenador. Nunca lo sabremos.
No importa. El caso es que todos estos datos científicos fueron a manos de Johannes. Con ellos en su poder se dispuso a describir el complejo y perfecto sistema que Dios había creado para mantener a los planetas girando. Después de años tratando de completar el puzzle, consiguió demostrar que los planetas giran en órbita elípticas y desarrolló sus tres leyes en las que describió perfectamente el movimiento de los planetas.
Y por fin llegamos a Newton y a su famosa manzana
Newton. La persona clave en la historia de la gravedad
Recapitulemos un poco. Sabemos que los objetos son atraídos a la tierra por una fuerza llamada gravedad. Sabemos que los planetas giran alrededor del sol, por alguna fuerza a la que llamaremos gravitas celestialis. Y además sabemos que tenemos una serie de lunas dando vueltas alrededor de los planetas. Y aquí tenemos un gran problema. Si la tierra atrae a todo hacía sí. ¿Por qué no atrae a la luna?
Los científicos, en ese momento de la historia de la gravedad, pensaban que estábamos ante dos fuerzas totalmente distintas. Por un lado la que afecta a los objetos en la tierra y por otro lado la que afecta a los objetos en el espacio. Y la luna, como algo intermedio.
Pues cuentan que Newton esta pensando un día en esto, en la razón de la no caída de la luna y en el movimiento de los planetas en general, cuando la caía una manzana cerca suya le distrajo de sus pensamientos. El caso es que la caída le hizo acordarse de la gravedad y, en un momento de inspiración, pensó que tal vez fuese esa misma gravedad la que hacía que la luna no cayera al suelo y la que mantenía en funcionamiento a todo el sistema solar.
Y a ello se puso. Tenía una buena base, o como diría él más adelante, pudo subirse a los hombros de gigantes para ver más allá. Conocía el modelo de Copérnico, las leyes de Kepler y las ecuaciones gravitatorias de Galileo. Solo tenía que unirlo todo.
Y comprobó que realmente, la fuerza que hace que la manzana caiga al suelo es la misma fuerza que hace que la luna no caiga sobre la tierra. Y que esta fuerza es también la que hace que las lunas de Júpiter giren alrededor del planeta y la de que todo gire alrededor del Sol. La misma fuerza. La fuerza de la gravedad.
Y aquí está el mérito de Newton. Consiguió unificarlo todo. Se dio cuenta que cualquier cuerpo con masa ejerce una atracción sobre los demás. Cuando son objetos de masas muy dispares, como la tierra y la manzana se atraen, cuando son objetos de masa no tan dispar, al menos no tanto como el anterior ejemplo, como la Tierra o la Luna la reacción es distinta.
Y eso es todo. Así que ya veis. No fue Newton quien descubrió la gravedad. Fue quien al convirtió en una fuerza universal.
Lecturas adicionales:
La velocidad de la luz, una constante insuperable
A hombros de gigantes
El universo en una cáscara de nuez
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