Galileo Galilei y la caída de los cuerpos

Siempre hemos visto a Galileo Galilei como la persona que demostró, en el siglo XVII, que el modelo geocéntrico de Ptolomeo no era verdad, sino que el correcto era el heliocéntrico de Copérnico. Siempre le hemos visto como la persona a la que casi le condenan a cadena perpetua por decir que la Tierra gira alrededor del Sol. Sin embargo, Galileo fue mucho más que eso.

Nacido en Pisa en 1564, ya desde joven se comenzó a interesar por las ciencias. Pero, durante toda su vida, en lo que más se concentró fue en la astronomía y en la física.

En el campo de la astronomía hizo grandes aportaciones, como un telescopio de 20 aumentos, con el que observó los cráteres de la luna, que la vía Láctea está formaba por estrellas, cuatro de las lunas de Júpiter… Con estos descubrimientos publicó un libro, llamado “El mensajero de los astros”, que extendió su fama por toda Italia. En 1610 observó las fases de Venus, y fue entonces cuando se dio cuenta de que el modelo geocéntrico no encajaba. ¿Cómo, sino, tenía fases Venus? ¿Cómo, sino, se causaban las mareas? Así, escribió un libro, titulado “Diálogos sobre los dos grandes sistemas del mundo”, en el que planteaba la teoría heliocéntrica como una hipótesis (para no meterse en líos con la Inquisición), y en el que daba algunas pruebas que la demostraban.

Por desgracia, el Papa se sintió ofendido al leerla (se identificó con Simplicio, uno de los personajes del libro que defendía el modelo geocéntrico). Así, le mandaron a Roma, donde le sometieron a juicio por hereje, y le condenaron a cadena perpetua. Para no tener que morir en la cárcel, dijo que se había equivocado, que ellos tenían razón. Sin embargo, cuenta la leyenda que, cuando el juicio terminó y le absolvieron, dijo, en voz baja “Eppur si muove”, pero se mueve.

En el campo de la física hizo tantos e igual de importantes descubrimientos. Estudió el movimiento del péndulo, investigó la resistencia de los materiales y, lo más importante, demostró que varias leyes que había enunciado Aristóteles sobre la caída de los cuerpos. Tras mucho tiempo tomando medidas de bolas cayendo por planos inclinados, se dio cuenta de que caían casi a la vez, así que determinó que la velocidad de caída de los cuerpos no dependía de la masa de los cuerpos, como había enunciado Aristóteles, sino que era independiente de esta (lo único que le faltó decir fue por qué no llegaban justo a la vez, pero bueno, fue un gran avance).

Hizo muchos otros descubrimientos, y inventó una gran cantidad de cosas durante toda su vida (unas más útiles que otras…). Murió en 1642 en Arcetri, tras un largo tiempo enfermo, y ciego de los dos ojos.


-Contexto histórico

Durante la época en que vivió Galileo, y especialmente durante el siglo XVII, Italia entró en una gran crisis, tanto económica como social. Además, se la discutían varios países, como Francia o Austria, que intentaban lograr el control y la hegemonía de Europa. Sin embargo, siguió siendo el centro cultural y artístico del viejo continente, siendo visitado por todo tipo de gente: artistas, científicos, hombres de letras…

A parte del gran estancamiento económico, gran parte de Italia estaba controlada por el Imperio Hispánico, que ejercía mucha presión e imponía un régimen completamente autoritario. Además, y como el Imperio pasaba también por problemas económicos, se subieron mucho los impuestos y se encareció todo, dando lugar a muchas revueltas populares, que se fueron extendiendo del campo a la ciudad. Fueron siendo cada vez más frecuentes, ya que la población no tenía casi ni alimentos para subsistir y,aunque no tenían ninguna finalidad política, fueron cada vez más organizadas, hasta que a mediados de siglo se terminaron durante algún tiempo, a causa de los asesinatos de los grandes líderes.

En los Estados Pontificios, el Papa seguía reinando, y seguía también siendo la cabeza de la Iglesia Católica. Sin embargo, perdió mucho poder, y en el contexto internacional ya no se le necesitaba; así como, antes, cualquier decisión solía pasar por sus manos, ahora los países se hicieron más independientes de él. A pesar de que intentaba intervenir en los numerosos conflictos, con ayuda de su poder espiritual, había perdido mucha importancia, y tuvo que hacer alianzas con otros soberanos. Además, su influencia dentro de su territorio también era pequeña, porque los Estados Pontificios estaban divididos en territorios que controlaban los nobles, los cuales tenían total autonomía, y no estaban dispuestos a dejar que el Papa interviniese.

-La caída de los cuerpos


Ya desde joven, Galileo se dio cuenta de que la ley que había enunciado Aristóteles sobre la caída de los cuerpos, aquello de que la masa es proporcional a la velocidad, no parecía encajar muy bien. De esta manera, y para investigar y comprender las caídas de los cuerpos, Galileo mandó construir un raíl de madera de siete metros, muy bien pulido para que hubiera poco rozamiento, y por el cual poder tirar bolas y estudiar su movimiento.

Galileo, sin saberlo, inventó el método científico, ya que a la hora de investigar, primero observaba, luego formulaba hipótesis, experimentaba y, en último lugar, llegaba a conclusiones y enunciaba leyes. Y como no, aplicó este método al estudio de la caída de los cuerpos.

Según él decía, si se dejaban caer dos bolas desde la misma altura, las dos caerían al mismo tiempo, ya que la masa es independiente de la velocidad. Así, usando el raíl de madera, tiró muchas veces bolas de distinto tamaño, y midió el espacio que recorrían con puntos (que equivalían a unos 0,094 cm). En esta época el tiempo era algo más difícil de medir. Galileo tenía tres métodos para medirlo:

- Con un péndulo (que no era una manera muy práctica).

- Tocando el laúd. Al igual que su padre, Galileo tocaba muy bien este instrumento, así que en varias ocasiones lo que hacía era dejar caer la bola y comenzar a tocar. Una vez la bola llegaba al final, dejaba de tocar y contaba las notas hasta el punto en el que había parado. Aunque parezca increíble, con esta técnica conseguía medidas bastante precisas.

- La más complicada y precisa era con un reloj de agua. Consistía en dos recipientes, uno lleno de agua y otro vacío. El agua iba pasando de uno a otro por un tubo que tenía un grifo, y cuyo flujo era de casi un litro y medio por segundo (siendo tanta agua por segundo, las medidas eran muy precisas). Abría el grifo cuando dejaba caer la bola, y lo cerraba cuando ésta llegaba al final del recorrido. Tras esto, medía la cantidad de agua que había pasado en “granos”, y al tiempo que tardaba en pasar un grano de un recipiente a otro lo llamaba “tempo”. Los tempos equivalían a 1/92 segundos, es decir, que Galileo era capaz de tomar medidas de tiempo con una precisión de casi una centésima de segundo.

Tras mucho tiempo tomando datos, Galileo se dio cuenta de que había tres tipos de movimientos: el movimiento rectilíneo uniforme, que sólo se da en condiciones ideales, en el vacío, y que fue en el que se centró Aristóteles; el movimiento periódico, como sería, por ejemplo, el circular; y, por último, el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, en el que el espacio recorrido es proporcional al tiempo al cuadrado.

Concluyó que la masa es independiente de la velocidad, que es cierto. Su único pequeño error fue que dijo también que dos objetos de distinta masa y tamaño caerían a la vez, ya que no tuvo en cuenta el rozamiento del aire.


-Opinión personal


Este capítulo me ha parecido, por lo general, bastante entretenido, ya que, aunque era muy largo, (y había algunas partes que se hacían eternas) estaba escrito de una manera muy amena, con un vocabulario bastante familiar. El autor trata de transmitirnos lo que pensaban los personajes, intenta que nos sintamos un poco identificados, con frases como “A ver qué hace don Vicenzo con semejante zascandil. Por lo menos echarle una bronca en condiciones…”, y son este tipo de detalles los que, en mi opinión, hacen la lectura mucho más amena y divertida.

Además, el autor nos ha dado muchísimos datos sobre la biografía de Galileo. Nos ha contado muchos detalles de su vida, de su forma de ser, de sus experimentos, invenciones y descubrimientos… Nunca me hubiera imaginado que la vida de Galileo fue así, ni que tenía esa personalidad, irónica y desenvuelta… Este tipo de cosas me han resultado muy curiosas, y le han dado un toque de gracia al capítulo.

Introducción del libro "De Arquímedes a Einstein"

Habiendo leído la introducción (y también algunos trabajos de mis compañeros) he decidido intentar hacer un pequeño análisis sobre ésta.

En primer lugar, hay que hablar del título, “De Arquímedes a Einstein: los 10 experimentos más bellos de la física”. Éste libro se llama así porque habla sobre los experimentos más bellos realizados en la historia de la física y sobre su contexto histórico. Para elegir estos experimentos, el autor se inspiró en una lista de los mejores experimentos que apareció en un periódico. Éstos habían sido elegidos en una encuesta realizada a los lectores de la revista “Physics World”. (digo “se inspiró” porque no cogió los 10 primeros experimentos, ya que dos de ellos eran de Galileo, así que sustituyó uno de ellos por el que había quedado undécimo en el “ranking”, “El principio fundamental de la hidrostática”, de Arquímedes.)

Al observar la lista final de los experimentos se comprueba que entre ellos transcurrió, más o menos, el mismo tiempo, es decir, que pasaron, aproximadamente, los mismos años desde el primero al segundo, del segundo al tercero, etc… (Si se excluye la Edad Media, una época en la que la cultura solía quedar limitada a los monasterios). Además, otro hilo conductor de éste libro es que, en la mayoría de los experimentos, el objetivo era conocer la naturaleza de la luz, algo que ha fascinado a los hombres y mujeres científicos durante siglos.

En mi opinión, este libro parece interesante, ya que, al menos yo, no sé mucho acerca de la historia de la física, y de la ciencia en general, pues es algo que no suele estudiarse. Sin embargo, pienso que es interesante saber algo más sobre el contexto en el que se realizó cada experimento, con qué medios… Pues resulta muy curioso ver, por ejemplo, la manera en que Eratóstenes, ayudado tan sólo por la trigonometría, logró medir la circunferencia de la Tierra con altísima precisión.

De estos experimentos y de los científicos que los realizaron, conozco muy pocos: El principio de la hidrostática, de Arquímedes; la medida de la circunferencia de la Tierra, de Eratóstenes; La caída libre de los cuerpos (ya que la estudiamos en clase…) de Galileo, el péndulo de Foucault, y, por último, conozco un poco el trabajo (MUY poco…) de algunos científicos, como Einstein o Newton, pero no conozco los experimentos que aparecen en este libro.

La portada del libro me pareció muy original al verla por primera vez, ya que relaciona a Einstein con los trabajos de Arquímedes de una manera muy original: Situando a Einstein, con su imagen más característica, con la lengua fuera, en la bañera en la que, se le ocurrió a Arquímedes el principio de la hidrostática. Según dicen, cuando se sumergió en ésta, el agua se salió y se fue por toda la ciudad gritando “¡Eureka! ¡Eureka!”, ya que estaba muy contento al saber el por qué (aunque no sé si la gente de ese momento estaría tan contenta, al verle corriendo desnudo por la ciudad…). He intentado diseñar otra posible portada para el libro, y la dejo aquí, así que decidme vuestra opinión.

Por último, he buscado un poco de información sobre el autor.

MANUEL LOZANO LEYVA

Catedrático de física Atómica, Nuclear y Molecular de la facultad de física en la Universidad de Sevilla, este científico ha publicado numerosos artículos en revistas de ciencia y algunos libros, como, por ejemplo, “El cosmos en la palma de la mano” o éste, “De Arquímedes a Einstein”; y otros que tratan más sobre historia, como es “El galeón de Manila”.

Es un científico bastante internacional, ya que realizó su tesis en Oxford, trabajó en una universidad de Copenhague, en la de Daresbury y en la de Munich. Además, algunos de sus libros han sido traducidos a otros idiomas, como es el caso de “The Cosmos in the Palm of Our Hands”, traducción al inglés del libro “El cosmos en la palma de la mano”.

Ha formado parte de la junta directiva de la Real Sociedad de Física, y actualmente trabaja en la Universidad de Sevilla como investigador. Además, es miembro de varias sociedades científicas, como de la Real Sociedad de Física, y es representante de España en el Comité Europeo de Física Nuclear.