Aristarco de Samos (310 aC-230 aC)

Fue el primero en determinar la distancia a la Luna. Para ello lo primero que tuvo que hacer es determinar la distancia de la Tierra al Sol. Dedujo que cuando la Luna estaba exactamente en Cuarto Creciente el triángulo TLS era rectángulo: [aris1.gif]

Así que midiendo el ángulo que forman el Sol y la Luna en dicho instante quedará determinada la distancia solar tomando como unidad la distancia lunar. Halló para dicho ángulo 87º y determinó que el Sol estaba 19 veces más lejos que la Luna. Hoy sabemos que dicho ángulo es 89º 51' y que el Sol está unas 400 veces más lejano que la Luna. Sin embargo aunque los valores determinados por Aristarco estaban muy equivocados, no sufrieron modificaciones importantes durante la Antigüedad y Edad Media y dieron como fruto una nueva concepción del Universo que fue muy avanzada para su época.

De los eclipses se sabía que el tamaño angular del Sol y la Luna eran iguales.
Si el Sol estaba 19 veces más lejos su diámetro era 19 veces más grande que el de la Luna y por tanto en volumen era 6859 veces mayor que la Luna.
Como veremos, de los eclipses totales de Luna Aristarco deduce que el diámetro de la Tierra es 57/20 el diámetro lunar. Así que el volumen de la Tierra es 23 veces el tamaño lunar. Por tanto el Sol es 6859/23=300 veces mayor que el diámetro de la Tierra.

Estos cálculos favorecieron la revolucionaria idea de Aristarco de que era la Tierra la que giraba en torno al Sol (teoría heliocéntrica) y no al revés (teoría geocéntrica). Sin embargo el paradigma en vigor era el de la Tierra fija en el centro del Universo y el hombre centro de la Creación. Hubo que esperar hasta 1543 dC para que Copérnico volviera a plantear la idea.
De Aristarco sólo nos queda una obra: "Sobre los tamaños y distancias del Sol y de la Luna", que se ha salvado, posiblemente gracias al hecho de que en ella se adopta un punto de vista geocéntrico y geostático, es decir el modelo astronómico tradicional entre los antiguos. La obra Aristarco combina los datos observacionales y experimentales con los razonamientos matemáticos.
Esta obra fue anterior a los libros de la hipótesis heliocéntrica y tal vez la favoreció, ya que en ella se obtuvo que el volumen del Sol es unas 300 veces mayor que el de la Tierra y esto puede haber sido un elemento a favor de la hipótesis heliocéntrica ya que a Aristarco le debió parecer absurdo que a pensar que el Sol, que era tan grande, girara alrededor de la Tierra. Su hipótesis fue la primera manifestación del reconocimiento de la insignificancia astronómica de la Tierra. La idea heliocéntrica tenía que surgirle a un hombre que por primera vez se había formado una idea cualitativamente correcta de las dimensiones respectivas.

Cálculo de la distancia lunar

Aristarco determinó por primera vez la distancia a la Luna basándose en un eclipse lunar de máxima duración, con el fin de que la Luna pasase por el centro de la sombra de la Tierra. Averiguó que el tiempo que tardaba la Luna en ocultarse por la sombra de la Tierra era aproximadamente el doble que el tiempo que duraba el eclipse total de Luna, por lo que el diámetro de la sombra era unas dos veces el tamaño del diámetro lunar: S=2r Además el tiempo que tardaba la Luna en ocultarse era aproximadamente de 1 hora es decir que la Luna avanzaba en el cielo en 1 hora su propio diámetro. Como se sabía que la Luna tardaba 29,5 días en dar la vuelta a la Tierra, resultaba que hacían falta 708 diámetros lunares para formar el círculo completo. Así que la distancia lunar era de 225,4 veces el radio lunar.
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Visto de otra manera el tamaño angular del diámetro lunar sería:
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El tamaño angular de la Luna es algo más de medio grado, y la Luna dista 225,4 veces el radio lunar.
Veamos la configuración de Aristarco: [aris3.gif]

Sea H la altura del cono de sombra.
El problema consiste en evaluar el radio lunar y la distancia a la Luna R en función del radio de la Tierra rt
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cuando hoy sabemos que el valor correcto para la distancia es de 60 veces el radio de la Tierra.

Precursor del modelo heliocéntrico

Aristarco es, sobre todo, famoso por haber propuesto un modelo astronómico heliocéntrico y helioestático, para explicar las irregularidades movimiento de los planetas, 1.800 años antes de que Copérnico lo hiciera. La idea de que la Tierra se movía no era del todo original ya que los pitagóricos habían considerado que la Tierra también era un astro.

Según Aristarco todos los movimientos periódicos observables en el cielo se podían explicar imaginando que la esfera celeste estaba quieta y que la Tierra daba una vuelta completa al día alrededor de un eje que pasara por la propia Tierra. El movimiento diurno de orto y ocaso de los astros se podía explicar por el movimiento de rotación de la Tierra alrededor de un eje. Además se podía explicar los cambios con ciclo anual que tenían lugar en el cielo y los movimientos de retrogradación de los planetas si. se tomaba como hipótesis que la Tierra y los cinco planetas visibles giraban alrededor del Sol con un movimiento de traslación.

Esta hipótesis heliocéntrica, en la que se utilizaban exclusivamente los movimientos circulares, uniformes, tiene una ventaja posterior: explica el hecho desconcertante de que los planetas sean más luminosos durante la retrogradación, ya que en ese momento están mas próximos a la Tierra. Pero la genial intuición de Aristarco era demasiado revolucionaria para la mentalidad de la época y chocaba con numerosas objeciones ligadas al sentido común, de carácter filosófico, religioso, físico, astronómico, y matemático.

Críticas de sus contemporáneos a los movimientos de la Tierra

Esta nueva representación del sistema astronómico fue, por lo tanto, severamente criticada en la antigüedad. La idea de que la Tierra se movía resultaba inaceptable y parecía estar en contradicción con el sentido común y con las observaciones cotidianas. Además la hipótesis se contraponía directamente a las doctrinas filosóficas clásicas, según las cuales la Tierra debía tener un papel especial respecto a los demás cuerpos celestes y su lugar debía ser el centro de Universo. Estos filósofos afirmaban, basándose en la teoría aristotélica, que los cuerpos pesados se mueven naturalmente hacia el centro de la Tierra. Otra implicación de la teoría de los movimientos naturales de Aristóteles era que el grave, una vez alcanzado su lugar natural se paraba. Las consecuencias de esta teoría llegaba a conclusiones en parte verdaderas y en parte falseas. Se deducía, por ejemplo, que la Tierra debía tener forma esférica. pero también se deducía que la Tierra permanecía del todo inmóvil en el centro del Universo.
Los científicos antiguos se daban cuenta de que si la Tierra gira sobre su eje cada 24 horas, la velocidad de un punto dado sobres la superficie de la Tierra debe ser muy alta.
¿Como podrían, entonces, las nubes o los proyectiles que se desplazaban por el aire superar la velocidad y el movimiento de la Tierra? Nunca se podría realizar ningún movimiento hacia el este porque la Tierra se adelantaría siempre.
El argumento principal de los astrónomos se basaba claramente en la fracasada observación del fenómeno del paralaje anual de las estrellas: si la Tierra gira alrededor del Sol debería haber algunas variaciones en las posiciones relativas de las estrellas, observadas desde diferentes puntos de la órbita terrestre. Si las cosas eran como Aristarco afirmaba debía verificarse un desplazamiento de las estrellas fijas en el curso de un año, pero los astrónomos griegos no habían notado nada parecido en sus observaciones. Este hecho podía explicarse de dos formas:

1.La Tierra no gira alrededor del Sol.
2.La Tierra gira alrededor del Sol, pero las estrellas están tan lejos que el desplazamiento es tan pequeño que no puede ser apreciado a simple vista.

Esta segunda hipòtesis era la correcta. Pero empleando los mejores instrumentos para observar las estrellas, el paralaje anual no pudo ser descubierto hasta 1.838, con las investigaciones de Bessel.
Aristarco tuvo la suficiente imaginación como para sostener que las estrellas podían estar inmensamente lejos, cosa que ha confirmado plenamente la ciencia.
El sistema de Aristarco con sus movimientos circulares, fallaba en lo que se considera lo más importante : "salvar" los fenómenos, es decir, proporcionar una predicción lo suficientemente exacta. Y no explicaba lo mas sencillo como era la desigual duración de las estaciones .
Es cierto que Aristarco no debió ser el único que creía en su hipótesis pero, en los textos antiguos se han borrado los nombres de sus sacrílegos seguidores. Al único al que se recuerda es a Seleuco , un astrónomo babilonio, que vivió un siglo después de Aristarco y que retomó la teoría heliocéntrica con bases argumentadas.