COSMOLOGÍA

COSMOLOGÍA

“Timeo, el mejor astrónomo entre nosotros y el que ha puesto más empeño y trabajo en penetrar la naturaleza del universo, debía hablar el primero y, partiendo del nacimiento del mundo, acabar en la naturaleza del hombre” Platón, Timeo 26e-28c

“¿De dónde viene el universo?, ¿Cómo y por qué empezó? ¿Tendrá un final, y, en caso afirmativo, cómo será? Estas son las cuestiones de interés para todos los hombres”

Stephen W. Hawking, Historia del Tiempo. Del Big Bang a los agujeros negros.

1.   LAS COSMOLOGÍAS GRIEGAS

      Las cosmologías griegas suponen el primer intento racional de ofrecer una imagen coherente del cosmos sin recurrir a fuerzas sobrenaturales, es decir, dioses. Es el primer intento del hombre por describir lo que es el cosmos desde las propias fuerzas racionales del hombre o lo que es lo mismo desde la razón humana.

1.1.   ANAXIMANDRO

"Entre los que dicen que (el principio y elemento) es uno, en movimiento e infinito, Anaximandro de Mileto, hijo de Praxíades, que fue sucesor y discípulo de Tales, dijo que el principio y elemento de todas las cosas es "lo indeterminado", y fue el primero que introdujo este nombre de "principio". Afirma que éste no es agua ni ningún otro de los denominados  elementos, sino una naturaleza distinta e indeterminada, a partir de la cual se generan los cielos y los mundos. Ahora bien, a partir de donde hay generación para las cosas, hacia allí también se produce la destrucción, según la necesidad; " en efecto, pagan la culpa unas a otras y la reparación de la injusticia, de acuerdo con el ordenamiento del tiempo", hablando así de estas cosas en términos más bien poéticos. Es evidente, entonces, que, tras haber observado la transformación de los cuatro elementos unos en otros, no considera que uno de ellos fuera el sustrato, sino otra cosa  aparte de ellos; pero él piensa que la generación se produce no al alterarse el elemento sino al separarse los contrarios por obra del movimiento eterno". Simplicio. Fís. 24, 13-25.

1.2.   LA VISIÓN DEL MUNDO EN ANAXIMANDRO

Anaximandro veía la Tierra como un cilindro flotante, en cuya superficie superior vive el hombre. Las ardientes capas del universo (dice) estallan y toman forma de ruedas ígneas que, envueltas en tubos de niebla, giran en torno a la Tierra y el mar.

Los cuerpos  celestes que vemos son agujeros de los tubos, a través de los cuales brilla el fuego encerrado en éstos; y los eclipses son obturaciones de los agujeros. La visión de Anaximandro supuso una conquista gigantesca: por primera vez, alguien pensaba que la Tierra no se apoyaba en nada, sino que se sostenía por sí misma, flotando en el centro de los anillos celestes. El mundo está suspendido en el espacio, y se sostiene por equidistancia a todas las cosas.

1.3.   ATOMISMO

“Leucipo  y su colega Demócrito afirman que los elementos son lo lleno y lo vacío, a los que respectivamente llaman “ser” y “no-ser”: lo lleno y lo sólido es el ser, lo vacío el no-ser. De ahí que afirmen que no hay más razón para la existencia del ser que para la del  no-ser, ya que tampoco hay más razón para que haya vacío que para que haya cuerpo. Ambos son las causas – causa material – de todo lo que existe. Y al igual que quienes establecen  una sustancia o sustrato único que generaría el resto de las cosas al sufrir distintas modificaciones postulando como principios de tales modificaciones la condensación y la rarefacción, estos autores afirman que las diferencias (existentes entre los átomos) son la causa de todas las demás cosas. Las diferencias entre los átomos son, en su opinión, tres: figura, colocación y posición. El ser, dicen, difiere  solamente en dirección, proporción y contacto. La proporción es la figura, el contacto es la colocación y la dirección es la posición. En efecto, A difiere de N por la figura, AN difiere de NA por la colocación, Z, a su vez difiere de N por la posición.” Aristóteles, Metafísica, 1. I, ca, 985b4-19

“Leucipo, en cambio creyó haber dado con razones que, diciendo cosas que estaban de acuerdo con la sensación, no eliminaba la generación, ni la corrupción, ni el movimiento, ni la pluralidad de seres. Dijo, pues, todas estas cosas de forma adecuada al orden de la apariencia o fenómenos, mientras que a los que pretendían mantener a toda costa la unidad, porque sin el vacío no existe el movimiento, les dice que el vacío es no-ser, y que lo que existe no tiene nada de no-ser. Porque lo que propiamente existe está lleno. Pero que lo que es así no constituye una unidad, antes constituye una multitud de número infinito de seres indivisibles a causa de la pequeñez de su volumen o su masa; y que estas partículas se movían en el vacío (puesto que el vacío existía), y que cuando se juntaban y se reunían, se verificaba la generación; cuando se separaban, tenía lugar la corrupción o destrucción. Y que producían y recibían una acción, en cuanto estaban en contacto, ya que, en esta misma medida, no constituían una unidad. Había generación cuando se componían y se entrelazaban entre sí. Que de aquello que realmente constituía una unidad no se podía engendrar una multitud; y tampoco de las cosas que verdaderamente constituían una multitud, una unidad.” (Aristóteles, de la Gen. Y Corr., I, 8.)

Preguntas:

1-      Qué significa cosmos en la cultura griega

2-      Busca información sobre la escuela de Mileto y sus componentes

3-      Qué significa en el texto de Anaximandro los términos: Indeterminado, Principio, tiempo

4-      Realiza un esquema de los dos textos.

5-      ¿Qué visión del cosmos  se refleja en este texto? Explícala.

6-      Qué se entiende por mecanicismo

7-      Busca información sobre el término griego physis

1.4.   PLATÓN

“Timeo, el mejor astrónomo entre nosotros y el que ha puesto más empeño y trabajo en penetrar la naturaleza del universo, debía hablar el primero y, partiendo del nacimiento del mundo, acabar en la naturaleza del hombre” Platón, Timeo 26e-28c

“Si no estoy equivocado es necesario empezar por diferenciar y definir dos cosas: lo que siempre existe sin jamás haber nacido y lo que siempre está naciendo sin jamás llegar a existir. El pensamiento unido al raciocinio comprende la primera porque ésta permanece siempre la misma; la segunda está conjeturada por la opinión acompañada de la inconsciente impresión de los sentidos, porque nace y perece sin jamás ser verdaderamente. Pero todo lo que nace proviene necesariamente de una causa, porque sin causa nada puede tener origen. Cuando pues, un obrero fija la vista sobre lo que no cambia e inspirándose en un modelo tal se esfuerza en reproducir la idea y la virtud, hace necesariamente una obra bella, mientras que si al contrario no tiene miradas más que para lo efímero y trabaja teniendo por modelo algo perecedero, su obra carecerá de belleza.          

              Pero es necesario aún, tratando del cosmos, preguntarse según cual de los dos modelos lo ha hecho el que lo ha realizado, si lo ha hecho de acuerdo con el modelo que es idéntico a sí y uniforme, o si lo ha hecho según el modelo generado o nacido. Ahora bien: si el cosmos es bello y el demiurgo es bueno, es evidente que pone su mirada en el modelo eterno. En caso contrario cosa que no nos cabe suponer, habría mirado al modelo nacido. Es absolutamente evidente para todos que ha tenido en cuenta el modelo eterno. Pues el cosmos es lo más bello de todo lo que ha sido producido, y el demiurgo es la más perfecta y mejor de las causas. Y, en consecuencia, el cosmos hecho en estas condiciones ha sido producido de acuerdo con lo que es objeto de intelección y reflexión y es idéntico a sí mismo.” Platón, Timeo 27D-29A.

“Ahora bien: si esto es así  resulta también  absolutamente necesario que este mundo sea la imagen de otro mundo. Lo más importante  en todas las materias es comenzar por sus comienzos naturales. En consecuencia, admitiremos lo siguiente por lo que respecta a la cuestión de la distinción entre la imagen y su modelo.

Al  tener los razonamientos un parentesco con los mismo objetos que explican, los razonamientos que, por una parte, se refiere a lo que permanece, a lo que es fijo y traslúcido para el entendimiento, deben ser fijos e inderrocables y, en la medida en que es posible en los razonamientos del ser, deben ser irrefutables e irrebatibles. Y no ha de dejar de cumplir ni una sola de estas condiciones. En cuanto a los razonamientos que se refieren a lo que es copia del ser que hemos dicho, y que por  tanto no es sino una imagen del Ser, serán verosímiles proporcionalmente a la verdad de los primeros. Porque hay la misma relación entre el Ser y el devenir, y la verdad y la creencia u opinión. Si, pues, ¡oh Sócrates!, en multitud de cosas, en multitud de cuestiones relativas a los dioses y al nacimiento del cosmos, en manera alguna llegamos a hacernos capaces de aportar razonamiento totalmente coherentes y llevados a su más extrema exactitud, no os sorprenda esto. Pero si aportamos razonamientos que no ceden a ningún otro en verosimilitud;  hay que felicitarnos por ello,  recordando que yo,  el que habla,  y vosotros, que juzgáis, no somos más que hombres,  de manera que en estas materias nos basta aceptar una narración verosímil y no debemos buscar más.

              Sócrates. Perfecto, Timeo y esto hay que entenderlo del modo como vos disponéis. Nosotros hemos acogido con admiración vuestro preámbulo. Acabad de darnos ahora, de un trazo, el texto de la ley.” (Timeo, 28, c.)

PREGUNTAS:

1-      Realiza un esquema del texto.

2-      Investiga quienes eran los pitagóricos y Sócrates.

3-      Investiga el pensamiento de Platón

4-      Analiza el significado de las siguientes frases en relación con el pensamiento de Platón:

- Este mundo sea imagen de otro mundo.

- Lo más importante en todas las materias es comenzar por sus comienzos         naturales.

- Porque hay la misma  relación  entre ser y devenir, y la verdad y la creencia u opinión.

5-      ¿Qué significa en Platón imagen y modelo, Ser y devenir?

6-      ¿Qué tipos de razonamiento distingue Platón?

7-      Explica el nacimiento del cosmos, según Platón.

8-      Explica el significado de causa y sus tipos: material, formal, eficiente, final y ejemplar

                                                   

              Destacaremos únicamente algunos aspectos de su cosmología; el cosmos es un ser vivo (característica de todo el pensamiento griego en términos generales), posee un alma (Alma del Mundo, formada por el Demiurgo), que todo lo mueve y que, quizá, se identifica con el cielo. El cosmos tiene la figura más perfecta: es esférico. En el centro se encuentra la Tierra; siguen las esferas de los planetas, y todo está rodeado por la esfera de las estrellas fijas (Platón adopta aquí una religión astral: los astros son dioses). El movimiento del conjunto, basado en armonías musicales y proporciones numéricas, se hace de acuerdo con el Tiempo, imagen móvil de la eternidad inmóvil.

              Las principales características de esta cosmología son las siguientes:

1-      Se trata de una concepción teleológica del Cosmos (la primera en la historia de la filosofía): Platón considera que el fin es la causa principal que debe utilizarse para explicarlo todo; los presocráticos, en cambio, habían utilizado como explicación del cosmos únicamente la materia (elementos materiales) y un principio del movimiento.

2-      El optimismo: es el mejor y más bello mundo posible.

3-       Los dioses olímpicos son substituidos por los astros-dioses; divinización del cosmos.

4-      La matematización del cosmos. Según algunos intérpretes, la masa material preexistente con la que el Demiurgo formó el cosmos coincidiría con el espacio. Según esto, las cosas se compondrían únicamente de una estructura matemática (cuerpo físico=cuerpo geométrico). Es la estructura matemática la que explica las cualidades, estados y posibles transformaciones de la materia, por ejemplo, el Demiurgo modela formas geométricas en la materia y surge: la tierra tiene la forma geométrica del hexaedro, el fuego del tetraedro, el aire del octaedro y el agua del icosaedro.

1.5.   ARISTÓTELES

La cosmología aristotélica data de los dos primeros períodos de su pensamiento, y se encuentra fundamentalmente en el diálogo Sobre la filosofía y en el tratado Sobre el cielo. En su última época se dedicó Aristóteles a la ciencia empírica, centrándose en los estudios históricos y biológicos, y no a la cosmología.

                        El diálogo Sobre la filosofía marca el alejamiento de la cosmología platónica y   la aparición de dos ideas claves en la cosmología aristotélica: el éter, y el carácter ingenerado e indestructible del cosmos.

              En Sobre el cielo se distinguen claramente dos regiones del cosmos:

1-      El mundo supra-lunar. Los astros son seres animados, no sometidos a corrupción ni generación, estando su cuerpo hecho de un quinto elemento que les es exclusivo: el éter. El movimiento de que están dotados es perfecto: circular, eterno, regular. Cada astro se encuentra colocado en una esfera de éter movida por un motor inmóvil (por tanto, ya no es un "alma" inmanente -como en Platón- lo que mueve a los astros). Ello supone que junto al primer motor inmóvil, que mueve el primer cielo, hay tantos motores inmóviles (y quizás subordinados al primero) como esferas celestes. El universo es limitado en el espacio, y en el no existe el vacío. Por eso Aristóteles, que adoptó  la teoría de Eudoxo de Knido y Calipo de las 33 esferas que explican el movimiento de los astros, se vio obligado a añadir otras 22 que girasen en sentido contrario y que contrarrestasen el movimiento de las 33 primeras. La Tierra está en el centro, y es una esfera inmóvil. El tamaño atribuido a la Tierra es mucho menor que el real.

2-      El mundo sub-lunar es el escenario de la generación, la corrupción, la temporalidad y la imperfección. El movimiento propio de las cosas de este mundo es el movimiento rectilíneo, no el circular: movimiento hacia arriba o hacia abajo. Todas las cosas se resuelven en cuatro elementos (y es pasando por ellos como una sustancia se puede transformar en otras). Dos son ligeros, y se mueven verticalmente, "naturalmente", hacia su "lugar natural": el fuego y el aire. Dos son pesados y se mueven hacia su lugar natural (el centro de la Tierra): tierra y agua. Los cuatro pueden transformarse entre sí, ya que corresponden a las cuatro parejas de las cualidades elementales: cálido-seco (fuego), cálido-húmedo (aire), frío-húmedo (agua), frío-seco (tierra).

De aquí resulta una concepción jerárquica del universo. Primero, los seres inmateriales e inmóviles: el primer motor inmóvil y los motores inmóviles de las esferas; luego, los seres materiales, pero incorruptibles y eternos: el primer cielo, las esferas de los astros, los astros, todos ellos compuestos de éter; por fin, los seres corruptibles, compuestos de los cuatro elementos (los individuos perecen, pero las especies son eternas)

" Si todo lo que está en movimiento tiene que ser movido por algo, y si lo que mueve tiene que ser movido a su vez por otra cosa o no, y si es movido por otra cosa movida tendrá que haber un primer motor que no sea movido por otra cosa, mientras que si este es el primer motor no tendrá necesidad de un motor intermedio que sea también movido, pues es imposible que haya una serie infinita de motores movidos por otro, ya que una serie infinita no hay nada que sea primero; por lo tanto, si toda cosa en movimiento es movida por algo, y si lo que primero mueve también es movido, aunque no por otra cosa, entonces tiene que moverse por sí mismo... Por otra  parte, el movimiento es la entelequia imperfecta del ser móvil...De lo que precede se deduce con evidencia que el primer motor es inmóvil, pues tanto si la serie de cosas movidas, movidas por otras, se detiene en un primer motor inmóvil, se sigue de ello que en todas las cosas movidas, el primer motor es inmóvil." Aristóteles, Fís., VIII, 5.

1.6.   EL SISTEMA PTOLOMÉICO

El modelo ptolomeico se impondría en Occidente durante diecisiete siglos, tan válido y preciso que los árabes lo llamarían "el más grande"(almagesto, corrupción del griego mégistos: " el más grande").

            Ptolomeo afirma explícitamente que su sistema no pretende descubrir la realidad: es sólo un medio de cálculo. En este modelo, en primer lugar, las órbitas son levemente excéntricas. Sólo así podía explicarse la diferencia de brillo de los planetas y el hecho de que el sol parezca mayor al mediodía en invierno que en verano. Pero entonces la Tierra no es el verdadero centro del cosmos.

           

            En segundo lugar, la órbita del planeta  (P) no gira en torno al punto excéntrico (O) a la Tierra (T), sino que describe un círculo (epiciclo) en torno a punto imaginario (D), el cual, a su vez engendra una nueva circunferencia deferente en torno al punto excéntrico. Este artificio permite explicar los movimientos retrógrados, pero entonces los planetas no giran realmente en torno a la Tierra. Aún hubo que introducir, en algunos casos, otra modificación: el ecuante, esto es, un punto excéntrico al círculo deferente. El punto (D) gira uniformemente en torno a tal ecuante (E), pero, en consecuencia no lo hace entorno a (O).

            No es extraño que Alfonso X, a la vista del sistema ptolomeico, comentar que si Dios le hubiera pedido consejo al hacer el mundo, el resultado no habría sido tan complicado. Tal imagen estaba constituida por la cosmología aristotélica más las aportaciones de Ptolomeo,  Sin embargo el modelo se mantuvo, porque:

1-      Geocentrismo: la Tierra está en el centro del universo y está quieta.

2-      Esfericidad del universo: el universo es finito y en el no existe el vacío, es un "plenum" limitado por la esfera de las estrellas fijas, y totalmente ocupado por esferas transparentes (cristalinas) de éter, que poseen un gran espesor, en cuyo interior se encuentran los astros. Se le llama esferas homocéntricas, porque el centro de su eje de rotaciones el centro del universo. Empleaba exclusivamente movimientos circulares y uniformes.

3-      Heterogeneidad del universo: el cosmos se dividía en dos regiones.

4-      Causa extrínseca e inmaterial del  movimiento: el primer motor inmóvil mueve la esfera de las estrellas fijas, la cual, por razonamiento, mueve todas las demás.

5-      Servía para predecir con bastante precisión los cambios celestes.

6-      Era flexible: permitía correcciones (nuevos círculos y ecuantes) según aumentaba la precisión de las observaciones.

Fue el sexto punto el causante del derrumbamiento; si Aristóteles necesitaba 55 esferas para explicar el sistema, en el siglo XV se utilizaban más de 80 movimientos simultáneos para dar razón de los siete cuerpos celestes.

"Consecuentemente, dice Ptolomeo de Alejandría, si la Tierra diese vueltas, al menos una revolución diaria, tendría que suceder lo opuesto a lo antes señalado. Pues su movimiento tendría que ser muy violento y su rapidez insuperable, ya que en XXIII horas recorrería todo el ámbito de la Tierra. Pero este movimiento vertiginoso lanzaría de repente todas las cosas y parecerían incapaces de unirse, y más bien se dispersaría lo unido, a no ser que alguna fuerza de coherencia las mantuviera unidas. Y ya hace tiempo, dijo, la tierra dispersada se habría elevado al mismo cielo (lo que es totalmente ridículo), y con mayor motivo, los seres animados y todas las demás cosas sueltas en manera alguna permanecerían estables. Pero tampoco las cosas que caen se dirigirían en línea recta al lugar destinado para ellas, por tanta rapidez" Copérnico, De las revoluciones, Editorial Nacional, Madrid, 1982, Págs., 108-109

2.      LA COSMOLOGÍA MODERNA

La nueva imagen del Universo se debe a los siguientes pensadores y científicos: Copérnico, Kepler, Galileo, Descartes y Newton. Sus características son las siguientes:

1-      Heliocentrismo: Fue la única modificación introducida por Copérnico en el sistema aristotélico-ptolemaico, con la intención de perfeccionarlo para que permitiera cálculos más exactos. Matematización del movimiento de los planetas. Lo único que elimina Copérnico es el ecuante

2-      Órbitas elípticas: Esta es la principal aportación de Kepler y termina definitivamente con el "hechizo de la circularidad". Las dos primeras leyes de Kepler- La ley de órbitas y la ley de áreas- modifican notablemente el sistema de Copérnico y derruían dos de los principios fundamentales del aristotelismo: la circularidad del movimiento y la uniformidad del movimiento. De paso, se eliminaban los epiciclos, deferentes, ecuantes y esferas: bastaba una ley simple y una ley de velocidades. Y se conseguía un acuerdo perfecto entre predicciones teóricas y la observación. Las leyes de Kepler sobre el movimiento de los planetas son las siguientes:

·         Las órbitas de los planetas son elípticas y el sol está en uno de los focos

·         La velocidad orbital de cada planeta es tal que una línea imaginaria que uniera el centro del planeta con el centro del sol barrería áreas iguales  en periodos de tiempo iguales.

·         Los cuadrados de los períodos de los planetas son proporcionales a los cubos de sus distancias medias al sol.

3-      Homogeneidad del Universo: Desde el momento en que la Tierra se convirtió en un planeta más, desapareció la distinción entre el mundo sublunar y el mundo supralunar. Ya no tenía ningún sentido afirmar que los demás cuerpos celestes se componían de éter, y únicamente la Tierra se componía de los cuatro elementos. Pero fue Galileo quién terminó definitivamente con la heterogeneidad del universo, mediante sus observaciones con telescopio que le permitieron contemplar mejor la superficie de la luna y descubrir las manchas solares (que aparecen y desaparecen, cambian de tamaño o de lugar), los satélites de Júpiter, etc. Todo ello confirmaba que los astros no eran cuerpos perfectos, compuestos de éter, con superficies lisas e inalterables.

4-      La física aristotélica viene definida por los siguientes principios:

·         los cuerpos se dividen en ligeros  y pesados

·         El motor debe estar en contacto con el móvil: Demostración de la existencia de Dios

·         Si no hay fuerza no hay movimiento, se opone al principio de inercia formulado por Descartes.

5-      La física de Galileo se define por los siguientes principios:

·         Lo ligero y lo pesado de los cuerpos no son propiedades de la naturaleza de los cuerpos, sino propiedades relativas. Un cuerpo puede ser leve o grave según el medio.

·         La diferencia entre los cuerpos será la cantidad

·         El único movimiento natural es el que se dirige al centro de la tierra

·         Movimiento y reposo son relativos y dependen del sistema de referencia.

·         El movimiento de proyectiles como la composición de dos movimientos. En Aristóteles el movimiento de los proyectiles es uno de sus puntos débiles.

6-      El concepto de Fuerza: En el aristotelismo, el movimiento del Universo se explicaba por la atracción del primer motor inmóvil y por el rozamiento de las esferas. Estaba también muy difundida la idea de que inteligencias o ángeles movían los planetas. La nueva explicación es la teoría de la gravitación universal de Newton, preparada por las leyes planetarias de Kepler y la dinámica terrestre de Galileo: el estudio matemático del movimiento, es decir la cinemática.

La transformación de la imagen del universo obedece, a una transformación de la concepción de la ciencia, debida en gran parte a la asunción del ideal platónico-pitagórico de la matematización de la naturaleza. También aquí son eliminadas una por una las principales características de la ciencia aristotélica. La nueva ciencia es un mecanicismo, frente al organicismo y teleologismo del sistema aristotélico:

1-      La máquina como modelo: La ciencia aristotélica tomaba como modelo el organismo vivo. Ahora, el modelo es la máquina, y en concreto,  el reloj.

2-      El mecanicismo: Supone la recuperación del tercero de los grandes sistemas de la filosofía griega: el atomismo de Demócrito. En efecto, ahora se concibe que la máquina del universo se compone exclusivamente de piezas extensas que están en movimiento: extensión y movimiento junto con la causa eficiente bastan para explicarlo todo. De este modo se eliminan los elementos fundamentales de la ciencia aristotélica. La nueva ciencia es exclusivamente cuantitativa y no toma en consideración los fines.

3-      La matematización del Universo: El mecanicismo reduce la realidad a elementos cuantificables (cantidad, extensión, movimiento) y permite, así, la matematización total de los fenómenos observados. De este modo se alcanza la realización del ideal platónico-pitagórico de una matemática universal.

4-      L a  culminación de la cosmología moderna llega con las aportaciones de Newton y sus principios que descansan en las aportaciones de los pensadores anteriores. Los principios son los siguientes:

·         Espacio y tiempo son absolutos e independientes de la materia, por lo tanto existe un espacio y tiempo único para todo el universo. El espacio es un espacio matemático de coordenadas cartesianas prolongadas hasta el infinito, inmóvil en cuanto determina las posiciones absolutas y universales de las cosas, por lo tanto es homogéneo, infinito, continuo e independiente del observador, además de vacío. Al ser absoluto e infinito el espacio se tiende a identificarlo con Dios de ahí que la extensión sea un atributo de Dios. Para Newton el espacio es el Sensorio de Dios, es decir, el órgano mediante el cual Dios mueve las cosas.

·         El tiempo es matemático y por lo mismo: absoluto e independiente de la masa del cuerpo, del movimiento, del observador, homogéneo, infinito y continuo

·         Los elementos básicos de la física de Newton son el espacio, el tiempo y la masa.

“Es con ayuda de estos principios como todas las cosas materiales parecen haber sido compuestas de las partículas duras y sólidas mencionadas antes, puestas juntas de distintas maneras en su primera creación por consejo de un Agente Inteligente. Pues era preciso que Aquel que las ha creado las coloque ordenadamente. Y si lo hizo, es antifilosófico buscar otro origen para el mundo, o pretender que éste podría surgir del Caos en virtud sólo de las leyes de la naturaleza; aunque una vez formado, puede continuar en virtud de estas leyes durante siglos”     Newton, Óptica

Preguntas:

1-      ¿Qué postura religiosa y filosófica mantiene Newton?

2-      ¿Cuáles son los principios que explican el funcionamiento del cosmos?

3-      ¿En qué consiste la postura antifilosófica que explicita Newton?

4-      Diferencias y semejanzas entre el Nous de Anaxágoras y el Dios de Newton

5-      La física newtoniana llega su máxima expresión con las siguientes aportaciones:

a-      La teoría atómica de Dalton:

·         La materia está constituida por átomos que ni se crean, ni se destruyen

·         Todos los átomos son iguales y tienen la misma estructura

·         La combinación de los átomos constituyen las moléculas

·         Las reacciones químicas son el origen de las sustancias.

b-      Termodinámica:

·         La energía es la capacidad de realizar trabajo. F. e =T

·         Los principios de la termodinámica:

1-      Conservación de la energía: un sistema cerrado o aislado de energía permanece constante. La energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma.

2-      Entropía o disipación: En sistemas cerrados la entropía tiende a aumentar irreversiblemente

c-      Electromagnetismo de Maxwell:

·         Unifico matemáticamente los fenómenos eléctricos y magnéticos.

·         La luz es un fenómeno electromagnético

·         Luz y calor se propagan a 300.000Km/ s

·         El medio de propagación es el éter que no ofrecía resistencia al movimiento de las ondas electromagnéticas

La popularidad de la Física clásica se debe fundamentalmente:

a-      Divulgación entre el público culto, pero no especialista. Por ejemplo Voltaire fue un gran divulgador de los principios de la física de Newton

b-      La fundamentación metafísica de la física de Newton: Kant y Laplace

c-      La confirmación teórica y práctica de las predicciones de la teoría de la física de Newton, por ejemplo Le Terrier 1846 determino la masa, distancia de giro  y donde encontrarse la órbita de un nuevo planeta. Facilitó sus cálculos al astrónomo Galle que enfocó su telescopio al punto designado y descubrió Neptuno

3.      LA COSMOLOGÍA EN LA ACTUALIDAD

La física clásica entra en crisis a partir de las críticas que hace March 1883 en su Historia de la mecánica a los conceptos de la física de Newton. Para Mach dicha física está fundada en principios o axiomas indemostrables y de naturaleza metafísica: espacio y tiempo al ser infinitos el hombre no posee ningún medio de demostrar un tiempo y espacios absolutos, si no existen espacio ni tiempos absolutos tampoco existen movimientos absolutos. Movimiento y reposo son nociones relativas tanto al observador como para el objeto. El segundo hecho que determina la crisis de la teoría es la teoría de la luz de naturaleza copúscular que planteaba Newton no podía explicar bien la refracción, entonces se optó por la teoría ondulatoria de Huyghens que podía explicar perfectamente los fenómenos de la reflexión, refracción, difracción, polarización e interferencias. Ahora bien si la luz es de naturaleza ondulatoria tendrá que transmitirse mediante un soporte material: éter un medio no ofreciera resistencia a la luz y a la vez tener la fortaleza del acero para permitir la velocidad  de la luz. Michelson y Morley elaboraron un experimento para demostrar la existencia del éter. No pudieron demostrar su existencia, tercer  hecho que planta una crisis dentro de la mecánica clásica.

Teoría de la Relatividad

            Einstein teniendo en cuenta estos hechos construyó un sistema científico basado en los siguientes principios:

a-      La velocidad de la luz permanece constante independiente del sistema de referencia

b-      No existe un éter portador de ondas electromagnéticas

c-      No hay un sistema de coordenadas absolutas para los fenómenos del movimiento

d-     Sigue las aportaciones de Fitzgerald: A la velocidad de la luz todo cuerpo tiene una masa infinita y una longitud nula

e-      El tiempo medido depende de la velocidad del sistema, esto significa que no existe un tiempo único y absoluto. Según aumenta la velocidad del sistema el tiempo transcurre más lentamente. Ejemplo un reloj en una nave espacial a 262.000Km/s va  la mitad de lento que si estuviera en reposo, pero al volver a la Tierra marchará de nuevo bien:

-          El tiempo es irreversible

-          El retraso acumulado por el reloj es irrecuperable

-          Si viajara a la velocidad de la luz le veríamos llegar igual que se marchó

f-       La geometría deviene física: el espacio y su configuración dependen de las masas que lo pueblan. En el sistema clásico la matemática es auxiliar, el espacio y el tiempo son propiedades independientes de la masa. En la teoría de la relatividad no por eso la distancia mínima es la geodésica

Mecánica Cuántica

La física clásica tampoco podía explicar un cuarto hecho y era la radiación del cuerpo negro. Aquel que solo puede emitir radiación debido a la temperatura, pues absorbe todo lo que recibe. Planck observó que la radiación electromagnética que emite a cada temperatura no puede ser mayor que un cierto valor máximo. Un electrón no puede emitir cualquier cantidad de energía, sino justo lo que separa dos niveles de energía permitidos. La energía no se emite, ni se absorbe de forma continua, sino en paquetes o cuantos. Dado que un cuerpo hay multitud de electrones vibrando cada uno en una frecuencia, el espectro que se absorbe aparece como continúo. Einstein extendió la idea de cuánto a los fenómenos lumínicos llamándolos fotones.

            Louis De Broglie propuso que tanto los fotones y electrones se comportan a la vez como partícula y onda. Dentro del átomo los electrones son ondas estacionarias cuya energía corresponde a una longitud de onda. Esto se ha extendido a todas las partículas materiales.

            Conclusión:

·         Los fenómenos que aparecen en la realidad como continuos son en realidad discontinuos

·         Las partículas elementales presentan una doble naturaleza.

Para explicar estos fenómenos del microcosmos se elaboraron dos teorías, que luego han sido complementarias y han dado origen a la mecánica cuántica. La mecánica cuántica está constituida por la mecánica matricial de Heisenberg y la mecánica ondulatoria Schrödinger (nube de probabilidad). En la mecánica de Heisenberg no es válida la propiedad conmutativa a.b=b.a, donde la realidad es reducida a mero cálculo matemático (influencia de Platón). La materia no es ni onda, ni partícula sino puro esquema matemático (pitagorismo).

      Presupuestos o principios filosóficos de la mecánica cuántica:

1-      Imposibilidad de separar sujeto u objeto ambos interactúan

2-      Instrumentalismo: La realidad física es un conjunto de propiedades observables experimentalmente

3-      Completitud: La  descripción de la realidad ofrecida por la mecánica cuántica es completa.

4-      Indeterminismo: Existen pares de propiedades físicas de un sistema que no pueden medirse simultáneamente con un grado de precisión elevado. Así, cuando más precisa sea nuestra medida de la posición de una partícula, más indeterminada, estará su velocidad.

5-      Ruptura del principio de causalidad: Iguales causas pueden producir  efectos distintos (no uniformidad de la realidad física). De hecho, no podemos estar seguros de estar observando una misma partícula al hacer observaciones distintas, de manera que la idea de individualidad o identidad no se aplica a una partícula concreta, sino a la especie de partículas (electrón, fotón)

6-      Complementaridad: La indeterminación intrínseca de la realidad física permite explicaciones incompatibles.

7-      Simetría:

El modelo cosmológico vigente

El modelo cosmológico aceptado por la mayoría de los científicos es el de la gran explosión o Big-Bang producto del esfuerzo explicativo de la teoría de la relatividad y de la mecánica cuántica. Dentro de esta teoría hay dos hipótesis:

a-      El modelo estándar de la gran explosión

b-      El modelo inflacionario

Verificaciones observacionales que comparten ambas hipótesis:

a-      Las galaxias presentan un desplazamiento de su espectros de luz hacia el rojo: constante de Hubble

b-      La radiación cósmica de fondo de microondas a 3º K que invade todo el universo

c-      La abundancia de elementos ligeros: H, He, Li y Deuterio que se formaron antes de los tres minutos después de la gran explosión

Problemas que presentan estas observaciones para el modelo estándar:

a-      Explicar la uniformidad del universo a gran escala que se observa en la radiación de microondas. No hubo tiempo suficiente para que fluyese de una región a otra del universo primitivo. Esto significa que en el universo primitivo debió haber la misma temperatura. Afirmar lo contrario supondría que los proceso térmicos se propagaron más rápidamente en el universo primitivo que la velocidad de la luz.

b-      Acertar el modelo estándar implicaría una hiperproducción de partículas exóticas llamados monopolos magnéticos (polos sur o polos norte)

c-      Las diferencias explicativas entre el modelo estándar y el inflacionario estarían en un tiempo t=10^-30  después de la gran explosión 

El   Modelo Inflacionario del Universo: presupuestos teóricos

1.      En t=10^-30  el universo sufrió un crecimiento exponencial al principio, luego se expandió más despacio.

2.      En este t=10^-30 la teoría de la relatividad no sirve para explicar los fenómenos que ocurrieron en dicho tiempo y debe ser sustituida por una teoría cuántica de la realidad

3.      La materia del universo observable es una parte muy pequeña del total. Esta hipótesis se basa  en la observación de la velocidad de giro de las galaxias y de los cúmulos galácticos que es mayor de lo predicho por los modelos teóricos, por lo mismo es necesario formular otro tipo de energía y materia que la del espectro luminoso:

a-      Energía oscura supone el 70% de la energía del cosmos. Es un campo cuántico dinámico, que repele gravitatoriamente y está produciendo una aceleración continua del universo

b-      Materia oscura supone el 29% de la materia del cosmos. Está constituida por: 1- Hidrógeno gaseoso frío que tendría la misma masa que el hidrógeno que compone las galaxias (materia visible), son las nubes intergalácticas. 2- Objetos compactos masivos de halo (Machos en inglés). En torno al núcleo galáctico podría haber objetos oscuros de materia convencional: las enanas marrones del tamaño de Júpiter que supondrían el 10% de la masa de las galaxias. 3- Agujeros negros. 4- La materia exótica 26% que no es materia convencional, es decir, formada por protones, electrones, neutrones y neutrinos

c-      El propio vacío está lleno de energía

d-     La materia ordinaria convencional 1%, es decir, quark u (up) y d (down) que constituirían los hadrones y por los leptones: electrón y neutrino del electrón

4.      Los principios cosmológicos:

a-      Principio de economía: La navaja de Ockham

b-       Principio isotrópico

c-      Principio antrópico (PA) formulado Hawking: Las leyes de la física son aquellas que permiten la existencia de los hombres y que las condiciones iniciales del universo hubieran sido distintas no existirían los humanos. Hay dos formulaciones del principio antrópico:

1-      El principio antrópico débil (PAD): Las leyes de la física tienen cantidades fundamentales, que ahora mismo no se pueden deducir de una teoría general de la física, sino por observación y experimentación, estas coincidencias han originado la vida inteligente. La cantidades fundamentales son:

·         La constante gravitatoria: si la gravedad fuera un millón más fuerte tendríamos un universo muy diferente del que conocemos. La masa de las estrellas sería menor y su vida sería de 100 años

·         La masa del protón 1836 veces la del electrón determinando la masa de cualquier objeto: árbol, galaxia, hombre, etc.

·         La velocidad de expansión inicial

·         La carga del electrón. Si hubiera sido diferente: 1- las estrellas no hubieran quemado el hidrógeno. 2- no habrían explotado las supernovas que fueron la primera generación de estrellas y de su restos se formaron los elementos químicos para la vida. 3-la vida media del sol. 4- La cantidad de materia exceda a la cantidad de antimateria. Si hubiera sido la misma tendríamos un universo de pura luz.

Cualquier cambio en estos valores daría lugar a un universo diferente, que hubieran impedido el desarrollo de la vida y de la vida inteligente.

2-      El principio antrópico fuerte (PAF): Si el universo hubiera sido creado por el azar y la necesidad tendría una posibilidad infinita remota de contener vida y vida inteligente, es decir, las constantes físicas son como son para permitir que nosotros estemos aquí para medirlas y comprender la finalidad del universo (teleologismo). Esta basta construcción solo existe para ser contemplada por la vida inteligente para descubrir la supuesto sentido de la creación por ente superior

3-      Críticas a este principio:

a-      Este principio en su forma PAD o en su forma PAF están basado en un modelo específico de la vida, aquella que conocemos, podría  existir otra forma de vida

b-      Es modelo Post-hoc, a posteriori

c-      Es un regreso al antropocentrismo: el ser humano como centro de la creación

  

4.   EL LUGAR DEL HOMBRE EN EL COSMOS

4.1.                 La concepción greco-medieval había situado especialmente al ser  humano en lo más alto de la jerarquía  de los seres: el animal racional. Pero a esta concepción se unen con frecuencia otras: aquella que lo sitúa en el centro; o bien como síntesis de todos los seres  creados (microcosmos) o bien como punto de unión de todas las cosas (cópula del universo o mesocosmos). Hacer del ser humano un microcosmos implicaba concebir el cosmos antropomórficamente, como si fuera un animal vivo. Ése fue uno de los fundamentos de la magia renacentista: si el mundo es un animal, se le podría domesticar. Juan Pico de la Mirándola (+ 1494), en un célebre escrito (Oración sobre la dignidad del ser humano), se mostró poco convencido de cuanto decían los antiguos:

“No llega a convencerme todo eso que se aduce por muchos sobre la excelencia de la naturaleza humana, a saber, que el ser humano es el intermediario de las criaturas, emparentado con los superiores, rey de los inferiores, por la perspicacia de sus sentidos, por la penetración inquisitiva de su razón, por la luz de su inteligencia, intérprete de la naturaleza, cruce de la eternidad estable con el tiempo fluyente y (lo que dicen los persas) cópula del mundo y como su himeneo, un poco inferior a los ángeles, en palabras de David”

Pico de la Mirándola propone, en cambio, una concepción en la que se une el mito de Prometeo y el relato bíblico de la creación, junto con la teoría platónica de las ideas. Cuando Dios termina la creación del cosmos, decide crear alguien que pudiera apreciarla, pero se encuentra con que ya no queda ni sitio ni “modelo” para ningún ser más:

“Acabado ya todo, […] no quedaba en los modelos ejemplares una nueva raza que forjar, ni en las arcas más tesoros como herencia que legar al nuevo hijo, ni en los escaños del orbe entero sitial donde asentarse el contemplador del universo. Ya estaba todo lleno, todo distribuido por sus órdenes sumos, medios e ínfimos. […] Decretó al fin el Supremo Artesano que ya que no podía darse nada propio, fuera común lo que en propiedad a cada cual podía darse. Así pues, hizo del ser humano la hechura de una forma indefinida, y, colocado en el centro del mundo, le habló de esta manera: “No te dimos ningún puesto fijo, ni una faz propia, ni un oficio peculiar, ¡oh Adán!, para que el puesto, la imagen y los empleos que desees para ti, ésos los tengas y poseas por tu propia decisión y elección. Para los demás, una naturaleza contraída dentro de ciertas leyes que le hemos prescrito. Tú, no sometido a causes algunos angostos, te la definirás según tu arbitrio al que te entregué. Te coloqué en el centro del mundo, para que volvieras más cómodamente la vista a tu alrededor y miraras todo lo que hay en ese mundo. Ni celeste  ni terrestre te hicimos, ni mortal ni inmortal, para que tú mismo, como modelador y escultor de ti mismo, más a tu gusto y honra, te forjes la forma que prefieras de ti. Podrás degenerar a lo inferior, con los brutos; podrás realzarte a la par de las cosas divinas, por tu misma decisión. […] lo que cada cual cultivare, aquello florecerá y dará sus frutos dentro de él. Si lo vegetal se hará planta; si lo sensual, se embrutecerá; si lo racional, se convertirá en un viviente celestial; si lo intelectual en n ángel y en un hijo de Dios”

4.2.    La teoría de la evolución cambia el punto de vista: ahora el ser humano ya no se sitúa en el espacio, sino en el tiempo, y precisamente al final en una de las líneas evolutivas. Es un recién llegado a quién nadie esperaba, ya que incluso pudo no haber aparecido nunca; está hecho de la misma materia que los demás animales, y con algunos de ellos posee evidentes lazos de parentesco. Ello le obliga a renunciar a su antiguo orgullo: ya no puede seguir pensando que todo ha sido hecho para él, y que sólo él tiene derechos. Al contrario tiene que compartir el mundo con las plantas y los animales, y reconocer que ellos también tienen derechos. Pero resulta que este recién llegado, ha llegado a ser el primer producto de la evolución capaz de controlar la evolución misma, también la suya propia.

“La vida ha aparecido sobre la Tierra: ¿cuál era antes del acontecimiento la probabilidad de que apareciera? No queda excluida, por la estructura actual de la biosfera, la hipótesis de que el acontecimiento decisivo no se haya producido más que una vez sola vez. Lo que significaría que su probabilidad “a priori” es casi nula [...]. El universo no está preñado de la vida ni la biosfera del hombre. Nuestro número salió en el juego de Montecarlo. ¿Qué hay de extraño en que, igual que quien acaba de ganar mil millones, sintamos la rareza de nuestra condición?” (J. Monod, El azar y la necesidad. Barcelona, Barral, 1974, pp. 158-160, 186 y 193.)

                                Jacques Monod, premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1965.

“¿Qué somos nosotros? ¿Qué posición ocupamos en la naturaleza? ¿Cuál es el sentido de nuestra existencia, el valor de nuestra actividad? He aquí, más o menos, las respuestas que, manteniéndose estrictamente en el terreno de la ciencia, podrían darse a estas preguntas.

     Como todo animal superior, el hombre es un conglomerado de muchos trillones de células y cada una de ellas representa un montaje de moléculas diversas. En fin de cuentas, él  aparece como un edificio prodigiosamente complejo de electrones que deben a la forma particular de su agrupamiento el singular privilegio de poder afirmar su existencia. Por lo que concierne al pensamiento, orgullo principal del hombre, las piezas maestras de su arquitectura orgánica están constituidas por las células de la corteza cerebral. Es aquí, en esta película, donde se producen las reacciones químicas y las transformaciones de energía, que dan lugar a lo que llamamos la conciencia y sobre la cual no sabemos sino que está indisolublemente ligada a estas reacciones y a estas transformaciones. Es aquí donde se preparan las más elevadas manifestaciones del espíritu: el genio de un Newton, las angustias de un Pascal...

     Que las células del cerebro se encuentren privadas de oxígeno durante algunos minutos y la conciencia, infaliblemente, se desvanece. Que la privación de oxígeno persista un pequeño cuarto de hora y la conciencia habrá desaparecido de manera definitiva a consecuencia de los cambios irreversibles que acarrea la asfixia celular. Nunca  jamás se manifestará en el mundo esta conciencia, este yo, único como todos los yoes y que dependía de la integridad de estas células particulares. Un relámpago en la noche, así se ha definido el pensamiento. En efecto, no se trata sino de un fulgor vacilante y siempre amenazado con extinguirse. Por lo demás, parece que este pensamiento tiene como única propiedad la de asistir al funcionamiento de la máquina que él se hace la ilusión de gobernar. El acto llamado voluntario se reduce, verosímilmente, a una integral de reflejos y el hombre que reflexiona, que calcula, que delibera, no está menos sojuzgado sin duda, en el más simple de sus pasos, que la oruga que se arrastra hacia la luz o que el perro que responde con un aflujo de saliva al silbato del experimentador. Las más graves decisiones morales, a las que el hombre atribuye tan alto precio, aparecen entonces como simples efectos de estímulos sociales y cuando cree que se ha conformado libremente a los imperativos sagrados que imagina haberse elegido, no es sino un autómata que se agita conforme a los intereses del grupo del que forma parte.” (Rostand, J.: El hombre y la vida; Fondo de Cultura Económica, México, 1964; pp. 47-48.)