Entonces, ¿qué pasa con la cuestión del cielo nocturno, y por qué parece girar de la manera en que lo hace?
Crédito de la imagen: Peter Michaud (Observatorio Gemini), AURA, NSF.
Hay dos explicaciones directas para esto, y solo de esta observación, son indistinguibles entre sí.
- Todo el cielo, y todas las estrellas, gira alrededor de la Tierra con un período de 24 horas, lo que hace que las estrellas cambien de posición a medida que lo observamos desde la Tierra.
- El cielo entero es, según nuestras mejores observaciones, estacionario , y parece girar porque la Tierra está girando debajo de él.
Estos dos escenarios, aunque ambos explicarían adecuadamente este fenómeno, son muy diferentes entre sí.
Crédito de imágenes: Recuperado de One Minute Astronomer, http://www.oneminuteastronomer.com/ .
Pero las estrellas que parecen girar sobre el polo celeste no son la única observación que tenemos. Al hacer otras observaciones e interpretarlas en el contexto de estos dos modelos muy diferentes, podemos ayudar a determinar si uno es superior al otro.
Entonces, ¿qué podemos ver que nos puede dar una pista de si se está moviendo la Tierra o el cielo? Aunque las estrellas siempre parecen hacer este movimiento de rotación durante toda la noche, las estrellas que son visibles en el cielo nocturno, así como sus ubicaciones, varían mucho durante todo el año.
Crédito de imágenes: NASA / JPL.
Dado que tenemos que considerar todo el cielo, esto tiene que ver con la posición del Sol. Cuando aparece el Sol durante el día en el verano, las constelaciones de invierno están oscurecidas por la luz del sol que baña nuestra atmósfera, y cuando cae la noche, las constelaciones de verano son visibles. Por el contrario, las constelaciones de verano están oscurecidas por el Sol durante los días en invierno, mientras que las constelaciones de invierno son visibles por la noche.
Nuevamente, ambos modelos pueden acomodar esto, pero se ven muy diferentes.
Imagen recuperada de http://astro.wsu.edu/worthey/ast… .
Si la Tierra es verdaderamente estacionaria, entonces el Sol tendría que moverse a diferentes lugares en relación con el cielo nocturno durante todo el año. Además de su órbita de una vez al día alrededor de la Tierra, tendría que migrar en un círculo adicional en relación con las estrellas de fondo cada año, para explicar por qué las constelaciones visibles varían a lo largo de las estaciones.
Crédito de la imagen: Addison Wesley Longman.
Por otro lado, si se permite que la Tierra se mueva, también puede moverse alrededor del Sol, explicando por qué aparecen diferentes constelaciones en el cielo nocturno en diferentes épocas del año.
También necesitamos explicar lo que hace el Sol.
Crédito de la imagen: Justin Quinnell de http://www.pinholephotography.org/ .
Desde el punto de vista de nosotros aquí en la Tierra, particularmente aquellos de nosotros que vivimos lejos de las latitudes ecuatoriales (fuera de los trópicos), la trayectoria del Sol a través del cielo varía significativamente durante todo el año.
Crédito de la imagen: Fred Chance / http://www.fredchance.co.uk/ .
Lo más bajo que aparece el Sol, en el cenit, sobre el horizonte ocurre durante el solsticio de invierno, mientras que su punto más alto ocurre durante el solsticio de verano.
Crédito de imagen: recuperado (y posiblemente originado) de Robert Simpson en http://orbitingfrog.com/ .
En el modelo de la Tierra es estacionaria, el Sol necesita cambiar su ubicación en el cielo significativamente durante todo el año: además de su viaje diario alrededor de la Tierra, necesita cambiar su ubicación en relación con la esfera celeste la friolera de 47 grados cada seis meses. En este modelo no se explica por qué el Sol se mueve en este camino tan lentamente en relación con la esfera celeste pero tan rápido en relación con la Tierra.
Crédito de la imagen: Rob de Orbiting Frog una vez más.
Por otro lado, si se permite que la Tierra se mueva, esto podría resultar simplemente de que la Tierra se mueva alrededor del Sol mientras gira sobre su eje inclinado. Si la Tierra es la cosa en movimiento, su rotación y su revolución pueden ser cantidades separadas, lo que podría explicar las escalas de tiempo muy diferentes para días (el período de rotación de la Tierra) y años (el período de la revolución de la Tierra).
Nuevamente, ambos modelos todavía están permitidos, pero la complejidad y el poder de cada explicación es diferente. Agreguemos solo un objeto más: la Luna.
Crédito de la imagen: Starry Night Education / Space.com, Inc.
Al igual que el Sol, la Luna sigue un camino muy similar en todo el cielo: se eleva hacia el Este, se pone en el Oeste, y se levanta y se pone una vez al día. También parece migrar en relación con las estrellas, completando un círculo adicional aproximadamente una vez cada 29 a 30 días.
La gran diferencia entre la Luna y el Sol es notable cuando hay luna llena.
Crédito de la imagen y diagrama: Gary Osborn.
Si bien la Luna nunca varía más de 5 grados con respecto al Sol en términos de su inclinación hacia la Tierra, existe una gran diferencia estacional entre la Luna Llena y el Sol. Cuando el Sol alcanza su altura máxima sobre el horizonte, durante el solsticio de verano, la Luna Llena alcanza su altura mínima sobre el horizonte. Y cuando el Sol está a su altura mínima durante el solsticio de invierno, ¡la Luna Llena alcanza su altura máxima sobre el horizonte!
Crédito de imagen: TheSky6 Astronomy Software / Software Bisque, Inc.
Si la Tierra debe permanecer completamente estacionaria, nuevamente debemos colocar la órbita de la Luna, formando un círculo adicional con respecto a la esfera celeste cada mes lunar, e inclinada casi a la misma (pero no del todo ) la misma cantidad relativa a la esfera celeste que el sol.
Crédito de la imagen: 1994 Encyclopaedia Brittanica, Inc.
Necesitamos esto, por supuesto, para explicar los eclipses lunares y solares observados, que fácilmente pueden deducirse de la interacción de las sombras entre el Sol, la Luna y la Tierra.
Imagen y texto: de http://astro.wsu.edu/worthey/ast… .
Pero si permite que la Tierra se mueva , no solo puede explicar el movimiento diario de las estrellas, la Luna y el Sol en relación con el cielo de la Tierra mediante la rotación de la Tierra, puede explicar los movimientos lunares y solares en relación con el resto del cielo. como órbitas revolucionarias debido a la fuerza de la gravedad.
Crédito de la imagen: Royal Museums of Greenwich.
Si insiste en que la Tierra permanezca estacionaria y la esfera celeste gire, puede hacer un modelo de trabajo para la Tierra, el Sol, la Luna y las estrellas, pero requiere que ponga los movimientos del Sol (una revolución adicional inclinada a 23 grados relativos a la esfera celeste por año) y la Luna (una revolución adicional inclinada a 5 grados con relación al Sol por mes lunar) a mano, sin explicación física para estos movimientos.
Crédito de la imagen: Pearson Scott Foreman, donado a la Fundación WikiMedia.
Eso fue exactamente lo que hizo el Modelo Ptolemaico, que describió adecuadamente estos movimientos sin explicarlos . Es por eso que necesitábamos la teoría de la gravedad (y por qué necesitamos teorías científicas en general): para explicar por qué los objetos en el cielo hacen los movimientos aparentes que hacen, y para explicar por qué el camino de la Luna Llena se acerca al Solsticio de Verano es, dentro de esa tolerancia de 5 grados, es idéntico al camino del Sol en el solsticio de invierno.
La teoría de la gravitación, y el modelo heliocéntrico que la acompaña, es mucho más predictivo, científicamente, que la descripción anterior, y las predicciones que hace la teoría están respaldadas por experimentos y observaciones tanto terrestres como celestes. Es por eso que no solo llegamos a la conclusión de que la Tierra se mueve, sino que es así como ella, y los otros objetos principales en nuestro cielo diurno y nocturno, determina lo que vemos en los cielos de arriba.