En 1609 el astrónomo J. Kepler (1571-1610) demostró, utilizado las precisas observaciones de T. Brahe (1546-1601), que los planetas, entre los que se encontraba la Tierra, describían órbitas elípticas alrededor del Sol y que éste ocupaba uno de los focos de la elipse. Con este descubrimiento desterró de la Astronomía las especulaciones de los astrónomos sobre la existencia de las esferas cristalinas para describir los movimientos de los astros, incluido el Sol, y de los planetas, que se movían alrededor de la Tierra. Este gran descubrimiento de Kepler daba un espaldarazo definitivo al Sistema Heliocéntrico Copernicano y ponía de manifiesto que todos los artificios inventados por los astrónomos geocentristas anteriores para explicar el movimiento de los planetas no habían sido más que argucias geométricas, sin ningún soporte real, trucos y suposiciomes para salvar las apariencias, con el fin poder describir el movimiento planetario cuando se suponía que la la Tierra era el centro del Universo y, por tanto, el centro de las órbitas que describían los astros al girar a su alrededor.
Los planetas, observados desde la Tierra, tenían movimientos extraños, unas veces parecían avanzar y otras retrocedían respecto al fondo de las estrellas fijas. Por eso los griegos llamaron a Mercurio, a Venus, a Marte, a Júpiter y a Saturno, que eran los planetas conocidos, precisamente, con el nombre planetas que tenía cierto significado despectivo.
Término planeta procede del griego πλανήτης (planetes) que significa vagabundo, errante. Y a los planetas se les dió ese nombre por llevar trayectorias erráticas cuando se observaban desde la Tierra, aunque en realidad describían órbitas elípticas alrededor del Sol como lo hacía la Tierra.
Las razones de creer en una Tierra inmóvil situada en el centro del Universo se debían a que nuestros sentidos no nos indicaban que la Tierra se moviera y a que las estrellas parecían girar regularmente a su alrededor.
Las observaciones astronómicas recibidas por los sentidos estaban firmemente reforzadas por la Astronomía Griega, que a su vez, estaba apoyada racionalmente en la Geometría. Tampoco debemos menospreciar la influencia ideológica de las creencias y religiones, que veían en el hecho de que todo el Universo girara en torno a la Tierra una imagen bella y sugerente de la creación divina. La Tierra ocupaba el centro porque en ella estaba el hombre, hecho a imagen y semejanza de Dios, y, por tanto, todo lo creado debía girar en torno la figura primordial de la creación: la Tierra donde se encontraba el hombre. Esta creencia se mantuvo hasta el siglo XVII.
Los planetas no habrían sido considerados entes errantes si hubiéramos descubierto que la Tierra y los demás planetas giraban alrededor del Sol y, seguramente, tendrían otro nombre. En el Sistema Heliocéntrico, como los plantas exteriores: Marte, Júpiter o Saturno, se movían más despacio que la Tierra, ya que se movían en órbitas más amplias, cuando la Tierra, en su movimiento real, los adelantaba se creaba un efecto visual en el que parecía, que estos planetas se paraban y empezaban a moverse en sentido contrario durante. Este efecto de retroceso duraba varios meses y se le llamó retrogradación.
Desde la Tierra podía parecernos que el movimiento de retrogradación era real, pero lo cierto era que ningún planeta invertía, de hecho, el sentido de la marcha en sus órbitas, No obstante, lo que veía el observador terrestre era un aparente retroceso del planeta sobre fondo de las estrellas fijas, que se movían con inexorable regularidad.
Para comprender ese movimiento de retrogradación pensemos en cómo se observaría un cuerpo en movimiento desde un observatorio en movimiento. Pensemos en Marte y en la Tierra. Ambos planetas giran alrededor del Sol en el mismo sentido y, cuando observamos el movimiento de Marte respecto a las estrellas fijas, tenemos la sensación de que Marte unas veces va hacia adelante y en otras ocasiones retrocede.
El proceso de adelantamiento de la Tierra a Marte produce el efecto (cuando pensamos que la Tierra está quieta) de que Marte retrocede y puede apreciarse en la siguiente figura cuando la Tierra rebasa a Marte en su órbita.
Cuando la Tierra ocupa las posiciones T1, T2, T3, T4 y T5, Marte ocupa, respectivamente, las posiciones M1, M2, M3, M4 y M5, las visuales T1M1, T2M2, M3T3, M4T4 y M5T5 se entrecruzan y, proyectadas sobre el fondo de las estrellas fijas, (que actúa como una especie de una pantalla de proyección) produce la apariencia, desde nuestro observatorio terrestre, de que Marte avanza en su órbita cuando va de 1 a 2 y de 4 a 5, pero de que retrocede cuando pasa de 2 a 3 y de 3 a 4.
En el Sistema Geocéntrico, con la Tierra inmóvil, había que diseñar un modelo que explicara esas observaciones, sin preocuparse mucho de su coincidencia con la realidad, e incluso a sabiendas, de que ese modelo no podía ser real.
Estas concepciones metodológicas del conocimiento se han conocido como Método de Salvar las Apariencias. Se trataba de explicar lo que se veía con una construcción mental. La explicación del movimiento no trataba de ser verdadera, en el sentido de que fuera una copia de lo que sucedía en el mundo real. Salvar las apariencias pretendía simplemente elaborar un modelo que proporcionara una explicación probable de los fenómenos observados, explicara el mayor número de fenómenos físicos y permitiera realizar predicciones de las efemérides astronómicas.
Casi todos los sistemas astronómicos elaborados para salvar las apariencias y explicar el movimiento de retrogradación se basaban en la composición de movimientos circulares. que eran los únicos movimientos naturales en los cielos admitidos por los griegos desde Platon.
La combinación de dos movimientos uniformes de rotación permitía explicar el movimiento aparente de los planetas con sus retrogradaciones. El movimiento de los planetas alrededor de la Tierra era composición de dos movimientos circulares: Un movimiento circular de radio grande, llamado deferente, y otro movimiento circular describiendo una circunferencia más pequeña cuyo centro giraba sobre el deferente llamado epiciclo.
La composición de estos movimientos permitía explicar la retrogradación y el movimiento de los planetas, aunque era necesario realizar cálculos complejos. Por ejemplo, para representar el movimiento de Júpiter era necesario sincronizar los movimientos de los epiciclos y los deferentes para introducir las once retrogradaciones, que se habían observado en su trayectoria completa alrededor de la Tierra, en la que empleaba doce años. Había que establecer sincronizaciones de epiciclos y deferentes para que produjeran las diferentes retrogradaciones, aunque fueran las veintinueve retrogradaciones de Saturno.
Las trayectorias que se obtenían con la composición de los dos movimientos circulares eran curvas del tipo epicicloide tal y como se observa en la figura.
El sistema de epiciclos y deferentes fue ideado por Apolonio de Perga (262-180 a. de C.) y difundido a toda la astronomía medieval a través del Almagesto de C. Ptolomeo (100-165)
El Sistema Geocéntrico mantuvo vigencia más de dieciocho siglos. En la siguiente figura se representan las órbitas de los planetas según se observan desde la Tierra. En una representación utilizada por el Director de Observatorio Astronómico de París G.D. Cassini (1625-1712). Esta descripción gráfica del movimiento de los planetas estaba en todos los Observatiorios astronómicos y fue utilizada los los astrónomos, porque esa era la «trayectoria» de los planetas observada desde la Tierra
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