En el siglo II a. C. de la época helenística aparece la primera esfera celeste realizada en piedra. Esta esfera reproduce las figuras que representan las constelaciones en el cielo. Este logro fue fruto del conocimiento logrado a través de los siglos de la posición de los astros en la bóveda celeste. Primero hubo representaciones de diferentes constelaciones y asterismos (formas geométricas resultantes de unir o agrupar diferentes estrellas) en soportes planos o cilíndricos; pero gracias al movimiento aparente de los astros en las diferentes estaciones se pudo “cartografiar” la esfera celeste casi en su totalidad. Entre Rodas y Alejandría Hiparco pudo medir 850 estrellas, consiguiendo situarlas en casi la totalidad de la esfera celeste. Alejandría tiene una latitud de 31,2º, un sencillo cálculo matemático nos da para esa latitud un 93% de visibilidad sobre la “superficie” celeste. Tan sólo quedaban las latitudes próximas al polo sur celeste entre -60º y -90º sin divisar.
Los globos terráqueos fidedignos tuvieron que esperar casi 2000 años a que los cosmógrafos del nuevo mundo aportaran las mediciones para completar el ecúmene de la antigüedad; y fue precisamente el conocimiento acumulado del firmamento el que permitió cartografiar la Tierra con precisión.
ESTRELLAS Y CONSTELACIONES
A lo largo de la historia cada civilización ha “dibujado” en el cielo sus mitos y creencias. El cielo ha servido, desde antiguo, también para orientarse tanto en tierra como en el mar. Con el paso del tiempo diferentes asterismos y constelaciones se han ido plasmando en mapas y globos celestes como medio para representar y transmitir todo ese saber acumulado.
Vamos a indicar esquemáticamente los logros que estos pueblos aportaron en el avance de la astronomía:
CHINOS (Desde III milenio a. C.)
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Nombres de estrellas, catálogos estelares y asterismos
- Registros de eclipses y otros eventos astronómicos
EGIPCIOS (Desde III milenio a. C.)
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Pirámides alineadas con los puntos cardinales
- La estrella Sothis (Sirio) con su salida heliaca establecía el calendario egipcio prediciendo las inundaciones del Nilo
- 36 decanos (grupos de estrellas) que servían como reloj estelar nocturno y también para señalar grupos de 10 días dentro del año
MESOPOTAMIA
SUMERIOS (III milenio a. C.)
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Nombres de planetas, estrellas y constelaciones (dioses con forma humana acompañados de figuras mitológicas con forma animal)
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Primeras representaciones en cilindros-sello
- Calendario lunisolar de 12 meses con 30 días en correspondencia con su sistema sexagesimal
BABILÓNICOS (XVIII a. C. – XIII a. C.)
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Banda del zodíaco con 18 constelaciones
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Estelas con representación de muchas constelaciones clásicas.
- Registros de de 7000 observaciones y eventos celestes (eclipses, conjunciones planetarias, orto y ocaso de Venus y descubrimiento de su periodicidad).
- Calendario lunisolar con 13º mes adicional algunos años para ajustar con el comienzo de la primavera
ASIRIOS ( XIII a. C. – VII a. C.)
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Listas de estrellas o astrolabios, 3 por mes (una entre trópicos, otra al norte y otra al sur), 36 estrellas relacionadas con constelaciones
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Tablillas Mul-Apin: registros de observaciones (orto, cénit, ocaso, ciclos de planetas) y eventos celestes
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Planisferio celeste de Nínive con asterismos
VII a. C. Planisferio asirio cuneiforme, British Museum. Imagen: CC0
CALDEOS (VII a. C. – VI a. C.)
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Doce constelaciones o signos zodiacales; división de la eclíptica en 30º
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Se multiplican las observaciones realizadas. Tablillas (GU) con coordenadas de posición basadas en la eclíptica (cuerda como unidad de medida). Ya en el siglo VIII conocían el ciclo de saros (18 años con 223 lunaciones) para los eclipses lunares, algunos atribuyen a Beroso (siglo III, en época seléucida) el descubrimiento de este ciclo aplicado también a los eclipses solares.
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La Astrología se afianza en este periodo y será absorbida por el mundo helénico
- A finales del siglo VI a.C. se establece el calendario lunisolar cíclico basado en el llamado ciclo metónico de 19 años con 235 lunaciones (Metón lo utilizaría posteriormente en el siglo V a.C.)
GRIEGOS (VI a. C. – III a. C.)
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Heredan muchas de las constelaciones mesopotámicas cambiándoles el nombre (por ejemplo el Carro pasa a llamarse la Osa Mayor).
Para saber más:
AAGC – Astronomía mesopotámica – Daniel Marín
EL MODELO GEOCÉNTRICO Y LA ESFERA MÓVIL DE LAS ESTRELLAS FIJAS
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V La escuela pitagórica asume una tierra esférica.
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IV Eudoxo establece un modelo geocéntrico del universo con al menos 27 esferas celestes móviles, 26 para predecir el movimiento de los planetas y una última para la esfera móvil de estrellas fijas. Este modelo fue asumido por Aristóteles y perfeccionado por Ptolomeo.
Planeta en griego significa estrella errante. En el sistema geocéntrico los 7 planetas eran: la Luna, los planetas interiores (Mercurio y Venus), el Sol y los planetas exteriores (Marte, Júpiter y Saturno).
Este modelo pervivió durante dos milenios, hasta que en el XVI Copérnico puso al Sol en el centro del universo con la Tierra girando alrededor y además rotando sobre sí misma. Al rotar la Tierra sobre su eje desapareció la necesidad de una esfera móvil de estrellas fijas y, por tanto, hablamos de un movimiento aparente y no real de dichas estrellas. Hay que señalar que esta idea de la Tierra rotando sobre si misma ya fue apuntada por algunos pitagóricos en el siglo IV a. C. (Heráclides y otros) y también por astrónomos indios y árabes antes que Copérnico.
En Inglaterra, con un pensamiento más libre, fue Thomas Digges a finales del siglo XVI quien acabo disolviendo la esfera de las estrellas fijas, empezando a hablar de un espacio infinito con estrellas a distintas distancias de nosotros.
Imagen: CC by Wellcome Images
Cuando observamos el cielo, o una constelación en concreto, nos parece que todas las estrellas están a la misma distancia, por eso hablamos de la cúpula o bóveda celeste, en realidad, las estrellas están a muy diferentes distancias. Esta apreciación es debida a la pérdida de perspectiva estereoscópica por las distancias tan enormes a las que están las estrellas en comparación con la separación de nuestros ojos.
GRANDES ASTRÓNOMOS DE LA ANTIGÜEDAD
ARISTARCO (III a. C.)
- Antes que Copérnico, Aristarco planteó que el Sol debía estar en el centro con la Tierra y el resto de los planetas girando alrededor, pero esta idea «descabellada» no fue aceptada por sus contemporáneos. Antes en el siglo IV a. C. un pitagórico Filolao había planteado que todos los astros giraban al rededor de un fuego central.
- Utilizó un método para determinar los tamaños y distancias de Luna y Sol en proporción relativa al tamaño de la tierra.
- Fue de los primeros en diseñar relojes de sol precisos aplicando la proyección gnomónica. Vitrubio le atribuye la invención del hemisférico (scaphe) y el «disco a plano» que seguramente fuera un reloj de sol horizontal.
ERATÓSTENES (III a. C.)
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Medición del tamaño de la tierra utlizando la sombra que proyectaba un gnomon. Esta determinación del tamaño de la Tierra fue fundamental para determinar posteriormente los tamaños y distancias de la Luna y el Sol. Descripción más detallada en MEDICIÓN DE ERATÓSTENES
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Determinación de coordenadas geográficas por latitud (por altura sol) y longitud por pasos de 400 ciudades. También en un tratado perdido había registrado 675 estrellas.
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En su obra “Geographica” (Hecateo en el siglo VI ya había hecho escritos sobre geografía, pero Eratóstenes fue el primero en utilizar este término) hizo un mapa del mundo conocido (la ecúmene), utilizando retícula de líneas imaginarias (algunos paralelos y meridianos). Hay que señalar que antes de Eratóstenes, Dicearco de Mesina ya hizo cálculos de longitud y latitud, un mapa con un paralelo y un meridiano por Rodas, también midió por primera vez alturas de montañas por triangulación.
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Determinación de la oblicuidad de la eclíptica con un error de solo 7′ (para la separación entre trópicos dio un valor de 11/83 de circunferencia, que nos da 23º51′, en aquella época el valor correcto era 23º44′).
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Posible inventor de una esfera armilar de observación que utilizaría para determinar posiciones de los astros.
HIPARCO (II a. C.)
El mejor astrónomo de la Antigüedad.
- Catálogo estelar de 850 estrellas clasificado en 6 grupos según su brillo aparente (precisión de 1º)
- Descubrimiento de la precesión de los equinoccios.
- Cálculo de la distancia a la Luna con más precisión que sus predecesores.
- Inventor de la proyección estereográfica.
- Determinación de coordenadas geográficas por latitud (por altura de sol y estrellas en el meridiano del lugar, la estrella polar no coincidía entonces con el NA) y longitud por eclipses.
PTOLOMEO (II d. C.)
- Tratado de astronomía más completo de la antigüedad (”Composición matemática”). Se hicieron traducciones al árabe desde el siglo IX, llamándolo “Almagesto” (el más grande). En Occidente reapareció en el siglo XII a través de las versiones árabes, por lo que muchos nombres de las estrellas son árabes. Contiene un catálogo estelar de 1022 estrellas con precisión de 1º y la descripción de 48 constelaciones. Utiliza epiciclos-deferentes, excéntricas y ecuantes para predecir con gran precisión el movimiento de los planetas, sobre todo su cambio de brillo, retrogradacción y cambio de velocidad angular completando técnicamente el modelo cosmológico geocéntrico iniciado con la filosofía aristotélica. También es capaz de predecir eclipses con precisión.
Epiciclo-deferente, excéntrica y ecuante. Fernando de Gorocica CC BY-SA - Tratado de Geografía: sistema de coordenadas geográficas (latitud y longitud), da las coordenadas de 8000 lugares, expone proyecciones cartográficas, elabora un mapa del mundo conocido y explica como hacer globos terrestres.
- Corrigió erróneamente la medida de la Tierra de Eratóstenes dejando la Tierra con ¼ de diámetro más pequeña, dato que sería explotado posteriormente por Colón para hacer factible su empresa de viajar a oriente por el oeste.
Descripción más detallada de los cálculos de distancias a la Luna y el Sol realizados por los astrónomos griegos en EL PARALAJE Y LA ESCALA DEL SISTEMA SOLAR
MAPAS CELESTES, GLOBOS TERRÁQUEOS Y CELESTES
Hoy en día tenemos aplicaciones que nos ponen el universo entero en nuestras manos, pero veamos cuales fueron los primeros soportes en los que la bóveda celeste fue representada.
1600 a. C.: Disco de Nebra, Alemania. Disco realizado en bronce.
VII a. C. Planisferio asirio cuneiforme con asterismos.
III-II a. C.: Hay constancia escrita de que los griegos ya hicieron algún globo celeste y terrestre. En el II a. C. Crates de Malos, director de la biblioteca de Pérgamo hace un globo terráqueo añadiendo tres continentes hipotéticos más a la ecúmene.
II d. C.: Atlas con Globo Farnese, copia romana de escultura helenística del II a. C., representando la esfera celeste más antigua conservada. Contiene 41 figuras de constelaciones (sin estrellas) cuya posición se corresponde a la época de Hiparco, también las líneas imaginarias principales que corresponderían a las posiciones del catálogo de Hiparco. Obsérvese como entre -60º y -90º de latitud no hay ninguna constelación como se cito anteriormente
Los chinos representan asterismos desde la Antigüedad. No aparecen líneas imaginarias.
- 705-710 Carta Estelar de Dunhuang, rollo de 24,4 x 210 cm con 12 paneles que representan el cielo entre -40º y 40º y un último panel con el cielo circumpolar norte, en total 257 asterismos con 1345 estrellas.
Los árabe-islámicos a partir de los datos del Almagesto y sus propias observaciones empiezan a dibujar las figuras de las constelaciones en sus mapas, globos celestes e incluso en cúpulas arquitectónicas.
- 723-43 Cúpula con constelaciones y líneas imaginarias en el caldarium del castillo edificado y conservado en Jordania de época omeya.
723-43 Cúpula caldarium Omeya Jordania Qasr Amra_ CC BY_SA David Bjorgen
- 960 Al-Sufi tradujo a Ptolomeo e hizo sus propias observaciones reflejadas en su libro. Adaptó las estrellas árabes a las constelaciones descritas por Ptolomeo, añadiendo pares de dibujos de constelaciones vistas “desde dentro” y “desde fuera”.
Imagen: Copia de 1009 en la Universidad de Oxford CC0
- XI-XIV Se conservan globos celestes árabe-islámicos de diferentes lugares (Valencia, Irán,…) hechos en latón. Algunos con hendiduras rellenas de plata para indicar las estrellas. La mayoría son solamente las esferas y la estructura de apoyo es posterior. También hay uno universal (el eje se puede encajar para diferentes latitudes en su estructura metálica). Están recalculadas la posición de las estrellas debido a la precesión.
Ese conocimiento de la antigüedad heredado por la cultura islámica es transmitido junto con sus propias aportaciones a Europa donde la cartografía tomará un gran impulso debido al descubrimiento del nuevo mundo.
- 1486 Bóveda con constelaciones y planetas de la biblioteca de las Escuelas Mayores de la Universidad de Salamanca
- 1491-93 Globo de M. Behaim, representación de la Tierra antes del viaje de Colón. Es el globo terrestre más antiguo conservado. La base original era de madera. Observe España a la derecha y Cipango (Japón) a la izquierda sin América en el medio de una Tierra ¼ más pequeña.
Imagen: Pirkheimer CC BY-SA
- En Alemania el astrónomo y cartógrafo J. Schöner (alumno del cartógrafo Waldseemüller) realiza entre 1515 y 1535 globos terrestres y celestes de una gran calidad.
- XVI-XVII Escuela de cartografía en los Países Bajos. Hacían globos con los husos impresos en papel a partir de grabados en cobre. Los globos los hacían a pares; uno terrestre y otro celeste, reflejando los nuevos descubrimientos de nuevas tierras y a la vez reflejando las nuevas estrellas y constelaciones que servirían a los navegantes para orientarse en el hemisferio sur.
En la obra del pintor flamenco Vermeer podemos ver en dos cuadros la representación de un globo celeste y otro terrestre respectivamente.
Estos globos son similares a los realizados en 1618 por el cartógrafo flamenco Hondius. El globo celeste de Hondius contiene 12 nuevas constelaciones del sur.
- XVII A la vez los astrónomos alemanes Bayer y Hevelius producían a partir de sus observaciones los atlas estelares más bellos y precisos sin el uso de telescopios.
En 1603 Bayer, Uranometria; cubre toda la esfera celeste utilizando datos suyos, de Tycho Brahe y de navegantes holandeses, 48+12 (constelaciones nuevas), clasifica 2005 estrellas por su brillo aparente con letras de alfabeto griego y después latino si hiciera falta, precisión de 0.5º.
- 1690 J. Hevelius, Uranographia; grabados excelentes representados vistos desde fuera (como en un globo), 73 constelaciones, no utilizo telescopio.
Con la introducción del telescopio los mapas y cartas celestes introdujeron miles de estrellas de cada vez mayor magnitud así como diferentes objetos que no eran visibles a simple vista (cúmulos de estrellas, nebulosas, galaxias), pero los globos celestes por su limitación de tamaño siguieron reflejando ese universo concebido por nuestros antepasados con las constelaciones, cientos de estrellas visibles a simple vista y las líneas imaginarias atravesándolas.
ASTRONOMÍA DE POSICIÓN
Hoy en día nuestra concepción del universo ya no es geocéntrica, pero seguimos observando los movimientos aparentes de los astros, por tanto, nuestra perspectiva desde la Tierra sigue siendo geocéntrica.
La astronomía de posición forma parte de la astrometría, y se ocupa de la posición de los astros en el cielo con el fin de establecer las coordenadas celestes y su variación en el tiempo.
SISTEMAS DE COORDENADAS:
- Coordenadas ecuatoriales: ascensión recta (α) y declinación(δ)
Punto vernal (antes punto Aries) y coordenadas ecuatoriales.
Imagen: Francisco Javier Blanco González CC BY-SAEl sistema de referencia será el ecuador celeste y el meridiano que pasa por el punto vernal (punto Aries en la época de los griegos). El punto vernal está en la intersección del ecuador con la eclíptica, e irá variando a lo largo del tiempo debido al movimiento de precesión de la Tierra.
- Coordenadas horizontales (altacimutales): azimut (A) y altura (h)
Coordenadas_Horizontales. Imagen: Fernando de Gorocica CC BY-SA El sistema de referencia será el plano del horizonte y el meridiano del lugar que pasa por el Sur.
- Hiparco y Ptolomeo utilizaron coordenadas eclípticas (λ,β). El sistema de referencia será la eclíptica y el meridiano eclíptico perpendicular que pasa por el punto vernal.
TIEMPOS:
- Tiempo sidéreo: Un día sidéreo medio es el que trancurre cuando la Tierra da una vuelta exacta a su eje de rotación y, por tanto, desde un lugar de ella se verán las estrellas en la misma posición; se corresponde con 23 h 56 min.
- Tiempo solar: Un día solar medio es 4 minutos más largo debido a que la Tierra también avanza un poco en su órbita alrededor del Sol, por lo que la Tierra tendrá que girar un poco más para apuntar al Sol.
Anticiteras y Astrolabios 