El telescopio y la Revolución Científica

La invención del telescopio en 1608, suele atribuirse al holandés Hans Lippershey. El telescopio astronómico se convirtió en uno de los instrumentos más importantes durante la Revolución Científica, cuando personajes como Galileo (1564-1642) e Isaac Newton (1642-1727) lo utilizaron para demostrar nuevas y audaces teorías sobre los cuerpos celestes y la naturaleza del universo.

El ser humano lleva milenios estudiando el cielo nocturno, y los astrónomos, desde Ptolomeo (90-168) hasta Nicolás Copérnico (1473-1543), fueron capaces de formular teorías sobre la relación de la Tierra con el Sol, la Luna y otros planetas a simple vista. Tal vez el astrónomo más importante antes de la invención del telescopio fue el danés Tycho Brahe (1546-1601), que se dedicó particularmente a medir las elevaciones de ciertos cuerpos celestes observables. Johannes Kepler (1571-1630) fue otra figura clave anterior al telescopio (antes de que fabricara sus propias versiones del nuevo instrumento); Kepler formuló un nuevo conjunto de leyes para el movimiento planetario, según las cuales se movían en órbitas elípticas, no en círculos perfectos alrededor del Sol. Estos esfuerzos a lo largo de generaciones habían acumulado grandes conocimientos, pero también propiciaron muchas teorías erroneas. Había un debate permanente sobre quién poseía la verdad sobre los cielos, una discusión a menudo influida por prejuicios adicionales, especialmente posturas religiosas. El telescopio abrió rápidamente todo un nuevo campo de investigación científica y un medio para contrastar muchas de las teorías contradictorias con las pruebas físicas de una observación detallada y prolongada.

Lippershey, Galileo y Kepler

La historia de los primeros telescopios es aún más oscura que la visión, a menudo borrosa, obtenida con las primeras lentes de este importante invento. Lo que está claro es que se convirtió en un instrumento científico crucial. La combinación de diferentes lentes, o lentes y espejos, en un único instrumento se remonta a la Antigüedad, pero la idea de utilizar dichos componentes en un único dispositivo que pudiera acercar los objetos lejanos al ojo, apareció por primera vez en Inglaterra e Italia en el siglo XVI. Sin embargo, se cree que el primer telescopio reconocible que utilizaba una lente convexa y otra cóncava colocadas en un tubo largo, fue inventado en 1608 por Hans Lippershey (en torno a 1570-1619) en los Países Bajos. Lippershey era fabricante de anteojos, pero su atribución como inventor del telescopio es problemática, ya que otros dos fabricantes flamencos de anteojos cuestionaron su afirmación. Sea quien fuere el fabricante del primer telescopio práctico, la combinación de dos tipos de lentes muy separadas entre sí, una que aumentaba y otra que miniaturizaba, proporcionó una imagen nítida de los objetos lejanos y revolucionó la forma de ver el mundo y los cielos. La idea era tan sencilla que la gente la copió fácilmente y construyó sus propios telescopios sin haber visto nunca un original. Galileo fue el más famoso de estos imitadores, y consiguió, construyendo instrumentos sucesivamente más eficaces, crear el telescopio más potente existente, con un aumento de 33 diámetros. El telescopio de Galileo, al que llamó occhiale ("anteojo"), tenía dos lentes colocadas en cada extremo de un tubo de plomo de unos 60 cm (24 pulgadas) de largo.

Galileo utilizó su nuevo telescopio para estudiar los cielos con gran detalle y publicó el fruto de sus investigaciones en Sidereus Nuncius (Mensajero Sideral) en 1610. Galileo pudo observar la Luna y observar que su superficie parecía similar a la de la Tierra, con montañas y valles, lo que sugería que no estaba hecha, como muchos pensaban, de una materia totalmente distinta. Galileo descubrió las cuatro lunas más grandes de Júpiter, estudió la composición de la Vía Láctea e identificó las fases de Venus. Ahora podían observarse muchas estrellas nuevas, lo que daba crédito a la teoría de que el universo no era una esfera, sino un cuerpo infinito, literalmente un espacio infinito digno de una "E" mayúscula. Como ejemplo de lo que puede aprenderse y de las teorías que pueden confirmarse a partir de la mera observación, Galileo describe las manchas solares en el Sol, que podía ver a través de su telescopio, un fenómeno no desconocido en la Antigüedad, pero sin detalle alguno:

Las manchas oscuras que se ven en el disco solar por medio del telescopio no están en absoluto alejadas de su superficie, sino que son contiguas a ella o están separadas por un intervalo tan pequeño que es bastante imperceptible... Varían en duración desde uno o dos días hasta treinta o cuarenta. En su mayor parte son de forma muy irregular y cambian continuamente, algunas rápida y violentamente, otras más lenta y moderadamente... Además de todos estos movimientos desordenados tienen en común un movimiento uniforme general a través de la cara del Sol en líneas paralelas. De las características especiales de este movimiento se desprende que el Sol es absolutamente esférico, que gira de oeste a este alrededor de su propio centro, que arrastra consigo las manchas en círculos paralelos y que completa una revolución entera en aproximadamente un mes lunar.

(Fermi, 57).

Al igual que Galileo, Kepler diseñó su propio telescopio, la auténtica versión astronómica, en 1611. El instrumento de Kepler utilizaba dos lentes convexas, que proporcionaban una imagen mucho más nítida; el inconveniente era que el observador veía esta imagen al revés. Esta desventaja limitó la difusión del telescopio astronómico frente al aparato que hoy podríamos llamar telescopio marino o terrestre, que se utilizaba para la observación de objetos lejanos en tierra o en el mar. Para mediados del siglo XVII, el telescopio astronómico fue adoptado de manera más amplia. Sin embargo, durante la Revolución Científica, el mayor defecto del aparato fue la falta de tecnología para fabricar lentes de alta calidad. Galileo iba muy por delante de los demás en este campo, pero no quiso revelar exactamente cómo pulía sus finas lentes. A pesar de los problemas técnicos, el gran avance en la ampliación masiva de la visión humana fue una maravilla que capturó la imaginación tanto de los científicos como del público en general.

Oposición al telescopio

Aunque el telescopio fue una maravilla, no faltaron escépticos respecto a este nuevo instrumento, como lo explica el historiador J. Henry:

Por ejemplo, es bien sabido que algunos contemporáneos de Galileo se negaron a mirar por su telescopio. ¿Por qué reaccionaron así? Desde luego, no fue por algún tecnicismo astronómico. Parte de la respuesta es que los magos, e incluso los ilusionistas comunes, utilizaban combinaciones de espejos y lentes para engañar a la gente; y como objetos construidos artificialmente, de ninguna manera era obvio para los contemporáneos que los telescopios pudieran proporcionar conocimiento confiable sobre lo que era natural.

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Los filósofos naturales aristotélicos (encargados de explicar el mundo físico) también se mostraron reacios a incorporar a su pensamiento los descubrimientos de instrumentos como el telescopio, que proporcionaban información sobre cuestiones que de otro modo serían inobservables. La Iglesia tampoco estaba contenta con aquellos astrónomos que desafiaban su visión del mundo. La obra de Copérnico ya figuraba en el Índice de libros prohibidos de la Iglesia católica, y Galileo también fue amonestado. En realidad, la mayoría de los astrónomos de la época no estaban interesados en desafiar la ortodoxia religiosa y no consideraban que sus nuevos descubrimientos con telescopios pusieran necesariamente en tela de juicio un universo creado tal y como se describe en la Biblia. De hecho, Newton, por ejemplo, sugirió que el impacto de un cometa contra la Tierra podría explicar el diluvio universal del libro del Génesis.

Las nuevas vistas que ofrece el telescopio plantean preguntas inquietantes para algunos. Si el Sol tenía una superficie cambiante, ¿qué más estaba cambiando en el universo? Si el Sol no era un ejemplo estático de perfección divina, ¿cuál era exactamente su propósito? Si la Luna tuviera una superficie similar a la Tierra, ¿qué sería de otros satélites e incluso planetas? Si las características geográficas de ciertos cuerpos celestes fueran similares a la Tierra, ¿no podría haber vida en otras partes del universo? Ahora que nos dábamos cuenta de la nueva escala infinita del universo, ¿cómo se vería la Tierra si la miramos a través de un telescopio desde Júpiter? En resumen, la noción universal de que la Tierra y la humanidad eran el centro de todas las cosas, una idea tranquilizadora perpetuada por las teorías geocéntricas de Ptolomeo, finalmente se había derrumbado.

Independientemente de la oposición, el telescopio llegó para quedarse. Si bien muchos científicos hicieron sus propios telescopios e crearon sus propias lentes, pronto aparecieron fabricantes de telescopios especializados, especialmente en Italia. Los telescopios en miniatura se instalaron en los instrumentos de navegación existentes, como el cuadrante. Los pequeños telescopios con magnificación reducida pronto fueron utilizados en todas partes por los militares en tierra y por las armadas en el mar. Eran instrumentos pequeños con una magnificación reducida, ya que más de x20 significaría que la imagen estaba borrosa y la cobertura demasiado ampliada, dada la distancia de cualquier horizonte físico dado (como usar binoculares en una biblioteca).

Una de las primeras apariciones importantes del telescopio en la literatura es el poema de 1667 El paraíso recobrado de John Milton (1608-1674), donde se sugiere que el diablo le muestra a Jesús los reinos de la Tierra usando un telescopio en la cima de una montaña. Los nuevos mundos que el telescopio había abierto dieron inicio a un nuevo género de literatura, la ciencia ficción, con sus primeras obras como El hombre en la Luna de Francis Godwin (publicada en 1638), una historia de un viaje a la Luna. Muchas obras similares siguieron a lo largo del siglo XVII.

Nuevos descubrimientos

El telescopio siguió desarrollándose. Un telescopio astronómico típico del siglo XVII tenía alrededor de 15 metros (50 pies) de largo. Johannes Hevelius (1611-1687) en Danzig (la moderna Gdańsk) hizo uno de 46 metros (150 pies) de largo en 1647 (lo usó para mapear la Luna; pero curiosamente se mostró reacio a usar su dispositivo para medir el movimiento de estrellas y planetas). Hacia finales del siglo XVII se hicieron telescopios cada vez más grandes, que tenían un sistema más elaborado de lentes que a veces estaban a muchos metros de distancia dentro del tubo o sin ningún tubo, un dispositivo llamado telescopio aéreo. El secretario de la Royal Society en Inglaterra, Henry Oldenburg, da la siguiente descripción de uno de los nuevos telescopios de la sociedad en 1664: "Hemos construido un telescopio de 60 pies de largo, recientemente terminado por nuestro compatriota [Richard] Reeve, cuyo objeto de vidrio de aproximadamente cinco pulgadas de diámetro tiene una abertura de 2,5 pulgadas" (Jardine, 47). Se estimó que el instrumento tenía un valor de 100 libras (17.000 libras o 21.500 dólares en la actualidad).

Las adiciones técnicas al telescopio continuaron. Se añadieron micrómetros para tomar medidas más precisas, especialmente de ángulos. Había telescopios dobles, que permitían a dos observadores ver el mismo objeto. El telescopio reflector, que podía hacerse más pequeño que un telescopio refractor, fue inventado por Isaac Newton en 1668. Este tipo utilizaba un espejo curvo hecho de una aleación de estaño y cobre, lo que mejoraba la claridad de la imagen vista al reducir la aberración cromática, es decir, cuando todos los colores no convergen en un solo punto (un problema de las lentes de vidrio en aquella época). El telescopio de Newton tenía un aumento de 40 veces y era diez veces más corto de lo que habría sido un telescopio refractor de la misma fuerza. En el siglo XVIII, las lentes hechas de diferentes tipos de vidrio redujeron el problema de la aberración cromática. Para su uso en distancias más cortas en tierra o mar, el telescopio doble (binoculares) permitía sostener el instrumento de manera más constante y proporcionar una vista tridimensional donde se podía ver mejor la distancia. Galileo inventó un par de binoculares, pero no fue hasta el siglo XIX que estos se hicieron de uso común.

Los observatorios construidos a propósito albergaban un solo telescopio o un grupo de telescopios astronómicos, y los gobiernos a menudo financiaban un observatorio nacional como el de París (fundado en 1667) o el de Greenwich (fundado en 1675) con la esperanza de que proporcionaran mejores cartas estelares y respondieran a problemas prácticos de navegación. Otros estados hicieron lo mismo, con lo que surgieron observatorios con telescopios en lugares poco probables, como el Reino de Siam (Tailandia) en la década de 1680 y Jaipur en la India en la década de 1720.

Un legado duradero

Con cada vez más mejoras técnicas, el telescopio se convirtió en un instrumento más útil para los astrónomos. Edmond Halley (1656-1742), más famoso por predecir el regreso en 1758 del cometa que observó en 1682 y que ahora lleva su nombre, utilizó un observatorio en Santa Helena en el Atlántico Sur en 1677 para hacer la primera carta estelar del hemisferio sur basándose en lo observado con un telescopio. Ahora existía la posibilidad de medir el movimiento de los planetas, sus lunas y las estrellas en relación entre sí y calcular con precisión la distancia entre la Tierra y el Sol. Gian Domenico Cassini (1625-1712) incluso pudo usar un telescopio no solo para detectar cuatro lunas de Saturno, sino también para identificar los espacios entre los anillos de ese planeta.

Una astronomía más precisa condujo a desarrollos en campos relacionados como la física y la teoría de la gravedad propuesta por Newton y, gracias a las investigaciones de Ole Rømer (1644-1710), al hecho de que la luz viaja a una velocidad finita. En todo caso, el telescopio había revelado lo poco que se sabía sobre los cuerpos celestes, pero los científicos aumentarían lentamente su conocimiento utilizando instrumentos cada vez más poderosos. Desde luego, este proceso todavía está en curso, con imágenes y datos obtenidos de instrumentos tan increíblemente sofisticados como el telescopio espacial Hubble, lanzado en 1990. Operando más allá del impedimento óptico de la atmósfera terrestre, el Hubble y otros similares son capaces de capturar imágenes en el espacio profundo. En lo que quizá sea el acercamiento más cercano que tendremos a viajar en el tiempo, ahora somos capaces, gracias al telescopio, de observar acontecimientos en el espacio que ocurrieron mucho antes de que el primer ser humano contemplara los cielos y se maravillara con los misterios del universo.