Con-Ciencia - Por: Sergio Jimarez

Las leyes de Kepler

Las grandes mentes de la ciencia no obtienen sus ideas de un momento para otro o se les revelan de manera mágica sin tener algún antecedente; todo requiere de un trabajo previo y de un conocimiento basado en el trabajo de alguien más; la ciencia es un conjunto de saber acumulativo, el cual recibe una contribución nueva que no se desecha después, sino que una idea más general la puede englobar.

Por ejemplo, la mecánica clásica o newtoniana es un caso particular de la relatividad de Einstein, este ejemplo ilustra también el hecho de que la relatividad tiene su antecedente en la mecánica clásica; no se puede establecer si una de las propuestas de estos dos científicos tienen mayor peso una más que la otra o que un físico sea más brillante que el otro, ya que también el contexto histórico en que se desarrollaron las dos teorías tiene una separación de trescientos años. ¿Qué podría hacer el día de hoy Newton si tuviera al alcance toda la tecnología actual? El avance de la ciencia y la tecnología crece de manera exponencial, tal vez el conocimiento de Newton del siglo XVII es apenas el conocimiento de un estudiante promedio universitario de física. Es por eso que el trabajo previo que existe en cada aportación científica debe reconocerse siempre y valorarse. 

Johannes Kepler fue un científico alemán nacido en 1571 cuyo trabajo estableció una de las primeas leyes de la dinámica astronómica, particularmente fundaron las bases del movimiento del sistema solar. De educación formal y salud deficiente el joven Keppler siempre mostró una gran facilidad por las matemáticas y el gusto por la astronomía que le fue inculcado por sus padres de manera aficionada observando cometas o eclipses. Johannes Kepler se interesó en el estudio de la teología en su juventud ya que era un ferviente creyente de la religión, sin embargo se le presentó la oportunidad de dar clases de matemáticas y de ser el consejero astrológico en Hungría con Rodolfo II (en esa época, la distinción entre ciencia y religión no estaba tan separada y las causas divinas predominaban). 

El problema al que le hizo frente el físico alemán fue a la explicación de la dinámica del sistema solar conocido de esa época. Keppler consideraba que la obra de Dios en este tema debía de ser perfecto en el sentido de que las trayectorias descritas deberían ser círculos por ser la figura geométrica perfecta por excelencia. El trabajo de Keppler estuvo antecedido por las observaciones de Tycho Brahe (a quien sustituyó en la corte del Rodolfo II), tuvo muchos apuntes experimentales realizados en Praga y de los cuales sólo faltaba enunciar en leyes capaces de predecir todas estas observaciones. 

Casi frustrado por no encontrar correspondencia de la ley con el experimento, razonó que si la tierra como creación de Dios no era perfecta puesto que existían las guerras, el caso de los planetas podría ser similar, fue entonces que decidió utilizar óvalos como trayectorias para el recorrido de los planetas pero siguió sin poder establecer una relación, lo siguiente fue trabajar con elipses y justo fue el hecho que le permitió establecer su primera ley. 

“Todos los planetas se desplazan alrededor del sol describiendo órbitas elípticas. El sol se encuentra en uno de los focos de la elipse.” Esta ley indica y generaliza que todos los planetas tienen el mismo tipo de trayectoria y el respaldo matemático estructura mucho mejor esta condición ya que una elipse se define como el lugar geométrico donde todos los puntos de un plano para los cuales el cociente entre sus distancias a un punto fijo (foco) y a una recta dada, permanece constante, por lo que no es sólo el recorrido sobre una curva cerrada. 

“El radio vector que une un planeta y el sol recorre áreas iguales en tiempos iguales.” Esta ley ilustra la constancia del momento angular, es decir, cuando el planeta está más alejado del sol (afelio) su velocidad es menor que cuando está más cercano al sol (perihelio).

“El cuadrado de los períodos de la órbita de los cuerpos celestes guarda proporción con el cubo de la distancia que hay respecto al sol”. Esta ley lo que hace es relacionar las trayectorias de los planetas entre sí, y con esto, junto con las otras leyes, permitía ya unificar, predecir y comprender todos los movimientos de los astros.

Cabe mencionar que el trabajo de la ley universal de Newton en gran medida se dio a conocer al mundo gracias a las leyes de Keppler, tal y como dijo newton: “Si he visto más lejos es porque estoy sentado sobre los hombros de gigantes.”