Historias de la ciencia

Seguro que muchos recordáis más de una vez al hacer una práctica que os había costado sudor y lágrimas os venía el profesor y os preguntaba: ¿y el error?, ¿dónde está aquí el análisis del error?. Caras largas. Qué rollo! Pero si ya se sabe cómo va, ¿para qué sirve?. Espero sacaros de dudas en la historia de hoy.

Para Aristóteles las estrellas estaban en una esfera fija que nunca cambiaba. Operaban bajo leyes divinas. Estas imagen duró muchísimo tiempo. ¿Para qué mirar la bóveda celeste si nunca cambia? Pero por otro lado, si no se miraba, era imposible decir que Aristóteles estaba equivocado. Así es como pensaba aquella civilización. También pensaban que los cometas eran fenómenos sublunares (de la alta atmósfera) y que nada tenían que ver con las estrellas fijas.

Una noche de 1572 unos campesinos fueron importunados por un hombre preso de la agitación y les preguntó si veían en el cielo lo que él estaba viendo. Los campesinos le confirmaron que esa estrella no estaba antes de aquella noche y era muy brillante. Se trataba de una supernova. El nombre de ese hombre era Tycho Brahe (1546-1601).

No sé si tenía buen olfato, lo que sí tenía era una nariz de oro dado que la auténtica la había perdido en un duelo. A los 20 años, siendo estudiante, tuvo una fuerte discusión con un tal Manderup Parsbjerg sobre una cuestión matemática (parece mentira que fuese por matemáticas y no por chicas). Como la disputa fue en casa de un profesor, los amigos tuvieron que separarlos. Una semana más tarde se encontraron en una fiesta de Navidad con unas copas de más y se enfrentaron a espada. La cosa acabó rápido cuando Parsbjerg le rebanó un buen pedazo de nariz. Así que tuvo que reponérselo con un trozo de nariz de oro. Se dice que llevaba consigo una caja de pegamento que utilizaba cuando le temblaba el trozo de nariz postizo. Ya podéis imaginar las bromas de sus rivales. Uno dijo que Brahe hacía sus observaciones astronómicas por la nariz que usaba de mirilla.

A los 14 años, Brahe quedó fascinado ante el eclipse de Sol predicho para el 21 de agosto de 1560. ¿Cómo podía predecirse un eclipse?. Con este precedente no es extraño que quisiera comprobar dónde estaba esa supernova y vio que realmente estaba muy lejos, más que la Luna y que los planetas. Si Aristóteles estaba equivocado en la perfección de las estrellas fijas, ¿por qué no lo iba a estar también en los cometas y en otras perfecciones?

Brahe pensaba que todos los planetas, sin incluir la Tierra giraban alrededor del Sol. Ahora bien, la pregunta es ¿cómo? ¿en una circunferencia? ¿está el Sol realmente en el centro? ¿a qué velocidad se mueven?. Brahe se planteó todas estas preguntas y puso manos a la obra. Para poder ver trayectorias tenía que observar el cielo cuidadosamente anotando la posición de todos los planetas. Pero lo que le destaca como observador excepcional es que prestó especial atención a los posibles errores en las mediciones.

Se da la casualidad que Tycho Brahe era rico y el rey Federico II que era amigo suyo le dio la isla de Hven en el Öresund cerca de Copenhague entre Dinamarca y Suecia así como el señorío sobre los campesinos de la misma. Esa isla de unos 8 km cuadrados se convirtió en el primer observatorio de la historia. Construyó una magnífica casa y todo el laboratorio en la parte más alta de la isla y lo amuralló todo. La llamó Uraniborg que significa “castillo celeste”. Fue el primer director de un observatorio de la historia!.

Aquí hay que decir un detalle importante. A la hora de alinear objetos, cuanto más larga sea la vara con la que apuntamos a nuestro blanco más precisa será nuestra medida. Si los astrónomos de la época alineaban estrellas gracias a mirillas que se ponían en los extremos de los brazos, Brahe utilizaba una vara de 2,13 metros. El error que cometían en la posición los astrónomos comunes era del orden de 6 minutos de arco mientras que las observaciones de Brahe tenían un error de medio minuto (ese error es el ancho de una aguja que se sostiene con el brazo). Pero lo más importante es darse cuenta que para hacer mediciones más precisas necesitamos instrumentos más grandes.

Pues bien, Brahe hizo artilugios que giraban en los planos vertical y horizontal para poder fijar la posición de los astros a seguir noche tras noche. La instrumentación que hizo era la más avanzados de la época. El instrumento más famoso era un cuadrante mural que tenía un radio de 6 metros. Hicieron falta 40 hombres para empujarlo a su sitio. Tened en cuenta que para la invención del telescopio faltaban todavía unos 20 años.

Tuvo que abandonar la isla al morir Federico II. La isla pertenece hoy a Suecia y del palacio-observatorio de Uraniborg no queda nada. Tycho era un tirano que hizo encarcelar a los arrendatarios cuando se retrasaban en sus pagos. Los isleños se encargaron de no dejar nada cuando lo abandonó. Si alguna vez os creéis imprescindibles directores de algo, notad lo que sucedió: el nuevo rey le dio la isla a una tal Karen Andersdatter, una amante a la que había conocido en una fiesta de bodas, así que fijaos en la inversión real. No obstante, hay allí una estatua de él.

Fue a Praga donde tomó como ayudante al astrónomo alemán Johannes Kepler. Tuvieron muchos discusiones dadas sus diferentes personalidades, pero Tycho acabó reconociendo la valía del alumno. En su lecho de muerte dio todas aquellas minuciosas observaciones a Kepler para que demostrase que los planetas giraban en circunferencias.

A base de prueba y error y gracias a los datos de Brahe, el buen alumno intentó demostrarlo pero se dio cuenta que Marte estaba fuera de lo esperado en 8 minutos de arco. Fijaos en lo curioso de la historia: si hubieran sido datos tomados con las técnicas de la época, esos 8 minutos de arco hubieran sido achacables al error de medición, pero como los datos eran de Brahe no podía tratarse de ello ya que su error era de medio minuto de arco. No podía ser un error experimental.

En palabras del propio Kepler:

Si pudiera ignorar esos 8 minutos de arco, adaptaría mi hipótesis. Pero como no puedo ignorarlos, esos 8 minutos conducen a una reforma total de la astronomía.

Resultó que los planetas se movían en elipses. Fantástico Kepler. Como dijo Carl Sagan:

Prefirió la dura verdad a sus más queridas ilusiones. Ese es el corazón de la ciencia.

Los datos de Brahe hicieron caer su propia teoría. No por ello vamos a quitarle el mérito.

La próxima vez que os pidan error experimental podéis pensar que en ello va el movimiento de los planetas.

Fuentes:
“El carácter de la ley física”, Richard P. Feynman
“La partícula divina”, Leon Lederman
“La historia del telescopio”, Isaac Asimov
http://gluonconleche.blogspot.com/2007/01/la-insoportable-terquedad-de-los-datos.html