Cosmología Aristotélica y el problema de los planetas

“Y, siendo muchas las <dificultades> de este tipo, no es la menos llamativa la de por qué causa los <astros> no se mueven con mayor número de  movimientos cuanto más distantes se hallan de la primera revolución, sino que los intermedios <tienen> más. Pues parecería lógico que, al moverse el primer cuerpo con una sola traslación, el más próximo a él se moviera con el mínimo de movimientos, pongamos dos, el siguiente con tres, o cualquier otra ordenación semejante. En realidad ocurre lo contrario: pues el Sol y la Luna se mueven con menos movimientos que algunos de los astros errantes: y sin embargo, <estos últimos> se hallan más lejos del centro y más cerca del primer cuerpo que aquéllos.”

Aristóteles, Acerca del cielo, Libro II, 12, 291b-292ª.

Planteamiento general

En el texto, Aristóteles plasma un problema de adecuación de su teoría, por un lado, a la realidad (el conocido como problema de los planetas) y por otro, a los principios teóricos fundamentales de ésta (heredados de Platón, Eudoxo y Calipo)

Empezaremos el comentario de texto de este fragmento del Libro II de Aristóteles Acerca del cielo por dar una visión general de la filosofía aristotélica, con especial énfasis en su cosmología, para así poder comprender lo que quiere decir Aristóteles en el texto cuando habla de dificultades, astros (distantes, intermedios, errantes), primera revolución o primer cuerpo. Esto lo encuadraremos dentro del paradigma del Universo de las dos esferas descrito por Kuhn, y describiremos el problema de los movimientos de los planetas al que se enfrentaban estos filósofos. Veremos las soluciones que propone Aristóteles a este problema de los planetas, y a la dificultad de la que habla en el texto, para terminar con algunos problemas que la cosmología aristotélica no resuelve satisfactoriamente y cómo lo resolvieron algunos filósofos posteriores hasta llegar al cambio de paradigma (la revolución copernicana).

Paradigma del Universo de las dos esferas

La cosmología aristotélica se encuadra dentro de lo que Kuhn llama el paradigma del Universo de las dos esferas. También a su vez podría considerarse como una tradición de investigación, según el esquema de Laudan[1], en cuanto contiene una metodología (reducción geométrica de todos los movimientos a los circulares) y una ontología (conjunto clasificado de cuerpos celestes). Este marco conceptual en el que caben distintas concepciones del universo, se desarrolló en Grecia a partir del siglo IV a.C., y sus bases conceptuales las desarrolla Platón, en el diálogo de su libro Timeo. Al creer Platón en la primacía de las Ideas, y en el carácter divino de los astros y del Cielo, el relato no tiene fundamento físico, pero si sienta las bases conceptuales sobre las que se debe empezar cualquier estudio cosmológico en este paradigma:

• Geoestaticismo y geocentrismo: la Tierra es esférica, inmóvil y está en el centro del Universo.
• Los astros[2] se mueven con trayectorias circulares y uniformes, siempre en el mismo sentido del movimiento.

Esta visión del cosmos no plantearía mayores problemas si no es por un pequeño detalle: las observaciones del movimiento de los planetas en el cielo desde la Tierra no encajaban con los supuestos de perfección, circularidad y movimiento uniforme. Veamos a que problema se enfrentaban los filósofos de la época y que es conocido como el problema de los planetas[3].

El problema de los planetas

Este problema es conocido desde la antigüedad y surge del contraste entre la observación directa de las posiciones y movimientos aparentes de los astros en el cielo con la concepción platónica de lo que debe ser el universo. Atendiendo a los movimientos que vemos desde una perspectiva terrestre, podemos diferenciar tres tipos de astros. Por un lado tenemos una serie de estrellas que parecen estar como telón de fondo celeste, con una rotación cotidiana hacia el oeste. Por otro lado, el Sol y la Luna, que se mueven también con movimientos regulares bien conocidos desde culturas antiguas. Si los astros vistos desde la Tierra fueran las estrellas, el Sol y la Luna, el hombre moderno podría aún seguir admitiendo el universo de las dos esferas. Sin embargo, existen otros cuerpos, los llamados planetas (mercurio, venus, marte, júpiter y saturno) que vagabundeaban entre las estrellas. Presentan un movimiento  diurno hacia el oeste, en el que acompañan a las estrellas, al tiempo que se desplazan con lentitud hacia el este, hasta retornar aproximadamente a su posición de origen. Sin embargo, cuando un planeta se mueve a través del cielo, su velocidad no es uniforme. Además, el normal movimiento hacia el este se ve a veces reemplazado durante un tiempo por un movimiento de retroceso hacia el oeste, llamado retrogradación. Por otro lado, los llamados planetas inferiores, venus y mercurio, nunca se alejan demasiado del sol, y los llamados planetas superiores, marte, júpiter y saturno, no restringen su movimiento a los alrededores del sol, con un incremento o disminución de la intensidad lumínica o brillo, que tradicionalmente se ha pensado que podía ser debido a una variación de la distancia de los planetas con respecto a la Tierra (hecho que Aristóteles descarta).

Cosmología aristotélica y solución al problema de los planetas

Dada esta observación del movimiento de los astros de la que se tenía conocimiento en la antigüedad (donde incluso civilizaciones anteriores a la griega manejaban modelos que predecían los movimientos estelares con un grado de error bastante respetable), y dados los principios platónicos que rigen al Universo, la tarea astronómica de los griegos fue la de determinar un modelo explicativo que diera razón de los movimientos observados partiendo de los principios platónicos. Es decir, ¿qué tipo de movimiento circular y uniforme es el de los planetas que hace que a nosotros nos parezca que se mueven de forma distinta?[4]

Para responder a esta pregunta, Aristóteles desarrolla su cosmología (que expone en los dos primeros libros de De caelo y en el capítulo octavo de Metafísica XII). Es una cosmología cualitativa y teleológica, ya que lo que sucede en la Tierra no puede ser matematizado al ser absolutamente heterogéneo: el de Aristóteles es el mundo de los cambio, el movimiento, la diversidad y los fines. La diversidad de la naturaleza es su intrínseca realidad, y no una apariencia (aquí se diferencia de Platón). Sin embargo, existe una región del cosmos con una armonía tal que no se rige con las mismas leyes que la naturaleza que conocemos, y esta es el cielo, con cambios predecibles, regulares y estables. La cosmología aristotélica diferencia por tanto entre el mundo sublunar y supralunar.

Ante esta pregunta, y con los mismos principios que Platón, Aristóteles expone en Física, Acerca del Cielo y Metafísica su cosmología, consistente con el resto de su obra filosófica. Esta se basa en 5 principios básicos[5]:

• Finitud del mundo (la batalla contra el infinito): a lo largo de tres capítulos de De Caelo I, 5-7, Aristóteles acumula argumentos a favor de la necesaria finitud del mundo, cuyo límite exterior está constituido por la esfera de las estrellas fijas, y con un elemento, componente único del mundo supralunar, el éter.
• Heterogeneidad y jerarquía: el cosmos aristotélico presenta una estructura heterogénea: los cuatro elementos (tierra, agua, aire, fuego) constituyen la materia de la región sublunar. Desde la luna hasta la esfera de las estrellas fijas, en el mundo celeste o supralunar, encontramos el éter, un elemento superior y divino y cuyo movimiento es circular y uniforme. El universo se muestra así jerarquizado, cuya cúspide es el Motor Inmóvil teleológico, que constituye la divinidad suprema más allá de la esfera de las estrellas fijas y por tanto fuera del cosmos. El nivel inferior es el mundo sublunar, donde habita el hombre. Así, la cosmología jerárquica aparece asociada a una teología y una antropología aristotélica. Es el Motor Inmóvil el primer cuerpo al que se refiere Aristóteles en el texto. A partir de ahí encontraríamos una serie de esferas concéntricas de éter, en movimiento circular y uniforme, con los planetas siendo arrastrados por ellas. Mientras más cerca del primer cuerpo, mayor la perfección y la divinidad. La jerarquía para el resto de los cuerpos (en sus esferas correspondientes) es: saturno, júpiter, marte, sol, venus, mercurio, luna, y por último, en la esfera central, el mundo sublunar con la tierra inmóvil.             
• El mundo finito es único (la batalla contra la pluralidad de mundos): en De Caelo I, 8-9 el autor nos explica la necesaria unicidad del mundo, debido a que no hay materia para configurar otro mundo, pues toda la materia está en el único mundo posible (y finito) en virtud de la singularidad de las regiones naturales de los elementos.
• La eternidad del mundo: Aristóteles rompe con la concepción presocrática y con Platón afirmando que el mundo es eterno y existe ordenadamente durante un tiempo infinito, excluyendo toda generación (De caelo, I, 12)
• La centralidad e inmovilidad de la tierra (el rechazo de la cosmología pitagórica): a la necesidad de un cosmos finito, único y eterno, el autor añade (De caelo, II, 13-14) la necesidad de la centralidad e inmovilidad de la tierra, refutando así a la escuela pitagórica.
• La Inteligencia y las esferas celestes: sin embargo, el cosmos sensible, finito y jerarquizado, no agota la totalidad de lo existente. Más allá de la primera traslación circular existe otra entidad: la sustancia primera o divina, el motor inmóvil teleológico de las esferas celestes inferiores. El número de estas esferas puede ser conocido a posteriori por el número de los movimientos celestes independientes causados por ellas en tanto que causa final. Así Aristóteles describe un total de 55 o 56 esferas móviles que contienen a las estrellas y los planetas. El cosmos aristotélico es, por tanto, un mundo lleno, carente de vacío, formado por una sucesión de esferas sólidas, elementales y etéreas, contiguas. Más allá de las cuatro esferas elementales, constitutivas del mundo sublunar, existen las esferas celestes, cuyo elevado número viene determinado por la teoría astronómica vigente en la época de Aristóteles y por él asumida: el modelo de esferas homocéntricas elaborado por Eudoxo y perfeccionado por Calipo.

Tras esta introducción de la cosmología aristotélica encuadrada dentro del paradigma del universo de las dos esferas de Kuhn y la explicación del problema de los planetas, estamos ahora en disposición de comentar el texto elegido por el profesor, que repetimos íntegro a continuación para su comentario posterior.

“Y, siendo muchas las <dificultades> de este tipo, no es la menos llamativa la de por qué causa los <astros> no se mueven con mayor número de  movimientos cuanto más distantes se hallan de la primera revolución, sino que los intermedios <tienen> más. Pues parecería lógico que, al moverse el primer cuerpo con una sola traslación, el más próximo a él se moviera con el mínimo de movimientos, pongamos dos, el siguiente con tres, o cualquier otra ordenación semejante. En realidad ocurre lo contrario: pues el Sol y la Luna se mueven con menos movimientos que algunos de los astros errantes: y sin embargo, <estos últimos> se hallan más lejos del centro y más cerca del primer cuerpo que aquéllos.”

Aristóteles, Acerca del cielo, Libro II, 12, 291b-292ª.

En este fragmento de Acerca del cielo Aristóteles plantea sus dudas sobre una posible solución que él mismo da al problema de los planetas, usando el modelo de las esferas homocéntricas vigente en la época, el de Eudoxo y Calipo. La primera revolución la identificamos con la esfera de las estrellas fijas, que no presenta mayores problemas explicativos. A continuación vienen las esferas de saturno, júpiter y marte, luego la del Sol, acto seguido las de venus y mercurio, la de la Luna y finalmente la esfera sublunar, con la Tierra en el centro. Aristóteles observa que el Sol y la Luna plantean muchos menos problemas explicativos que los astros intermedios (los planetas errantes), los cuales parece desde la Tierra que tienen cambios de trayectoria y velocidad en distintas épocas del año y en años distintos (retrogradación), y ahí estriba precisamente la dificultad explicativa, ya que según el modelo Aristotélico, los movimientos de la Luna y el Sol deberían ser explicados por la combinación de más movimientos de traslación de esferas.

Para ello, Aristóteles da históricamente dos explicaciones. Una, la podemos ver en De Caelo, donde nos dice que el Motor Inmóvil es el que mueve la esfera de las estrellas fijas, y ésta a su vez, por fricción, todas las demás, con un mecanismo similar al de las ruedecillas de un reloj. Esta combinación de esferas friccionando provocaría los aparentes movimientos de los planetas diferentes de trayectorias circulares y con velocidad uniforme desde la perspectiva terrestre. Para ello Aristóteles alude en De Caelo Libro II Cap. 12 a la jerarquía celeste, y al fin último de cada cuerpo, alegando que cada una tiene un movimiento que le hace alcanzar el grado de perfección necesario para ella, y que por tanto no hay que compararla con las otras.

Sin embargo, los problemas, tanto prácticos (la combinación de esferas para efectivamente poder describir los movimientos celestes partiendo de una única esfera móvil no era fácil de encontrar, había esferas que sobraban, y muchas excepciones que no coincidían con los movimientos y posiciones de los planetas observados) como teóricos (esta jerarquización parecía ser muy arbitraria ya que por ejemplo venus y mercurio se encuentran entre el Sol y la Luna, y necesitan más tipos de movimiento que estos astros) hacen que Aristóteles cambie su explicación, ofreciendo en Metafísica una alternativa, que es que existe un motor inmóvil por cada astro, por tanto las esferas homocéntricas que dan cuenta de los movimientos de ese astro son independientes del resto. Facilita así la práctica de la explicación, pero aumenta los problemas teóricos de la misma, al tener ahora que explicar la naturaleza de los distintos motores inmóviles. Esta dificultad se mantiene en el modelo cristiano de la Edad Media, ya que estos diferentes motores se ven confrontados con una idea de Dios único, que Aristóteles no aclara nunca en sus escritos.

Problemas de la cosmología aristotélica

Sin embargo, tanto la primera como la segunda explicación aristotélica al problema del texto a comentar no dejó satisfecho a muchos, y se presentaban a su vez otros problemas de los que daban cuenta cada vez más filósofos (no sólo de su época, sino también en la sociedad cristiana de la Edad Media, donde el modelo aristotélico se abrazó, aunque con cambios)

• La concentración de astros en la esfera de las estrellas fijas con respecto a las otras esferas, que solo tienen un planeta. Este problema también fue planteado por Aristóteles en el mismo capítulo de De Caelo que el problema tratado, y lo resuelve arguyendo argumentos de jerarquía y divinidad, tan poco convincentes como los anteriores.
• No daba cuenta de las irregularidades observadas del movimiento planetario, a no ser con modificaciones tan severas que hubiera comprometido gravemente sus virtudes esenciales de simplicidad y belleza.
• Se sabe que los planetas varían su distancia a la Tierra y esto no era posible en el simple esquema aristotélico.
• Se fundía con un sistema de física que estaba siendo crecientemente atacado desde muchos sectores.
• En su afirmación de un Universo eterno y en algunas otras cosas (varios motores inmóviles) el pensamiento aristotélico se habría mostrado incompatible con el cristianismo tradicional. Es cierto que había sido modificado para adaptarse a los requisitos de la Iglesia, pero siempre quedaba la posibilidad de que modificaciones adicionales lo hicieran cada vez más difícil de aceptar.

Antes de la revolución copernicana que enterraría definitivamente el universo de las dos esferas, hubo otros modelos dentro del paradigma del universo de las dos esferas que intentan solucionar alguno de los problemas de los que el sistema aristotélico adolece. Veamos en la siguiente y última sección algunos de ellos.

Evolución y superación de la cosmología aristotélica[6]

El último gran astrónomo de la Grecia Clásica fue Ptolomeo, cuyas ideas permearon profundamente en la Edad Media. Ptolomeo continuó dentro del paradigma del universo de las dos esferas, pero la explicación de Eudoxo y Calipo le pareció demasiado complicada, proponiendo un sistema diferente, en el cual los planetas se movían en epiciclos, es decir en círculos girando sobre círculos. Con esta aproximación logró una explicación con necesidad de menos esferas y movimientos de traslación que la cosmología aristotélica. Ptolomeo describió su cosmología en su libro Gran Sintaxis, o como se traduciría posteriormente en la Europa cristiana, que lo descubrió después de su paso por la cultura musulmana, el Almagesto.

En el siglo IV, el Imperio Romano se desmoronó ante las invasiones bárbaras gérmanicas y asiáticas. Al mismo tiempo, Roma adoptó el cristianismo como religión oficial, y los cristianos, como reacción a toda la opresión y persecución a la que se les sometió durante esos primeros siglos del cristianismo, reaccionarion cuando estuvieron en el poder, sustituyendo y despreciando toda la filosofía pagana. La nueva visión del mundo estaba basada íntegramente en la religión cristiana, volviendo a una Tierra plana y a unos ángeles que movían los planetas según el mandato divino.

Sin embargo, la cultura musulmana heredo y conservó la cultura griega, que tradujeron y estudiaron. De esta forma, cuando la represión antipagana se mitigó un poco en Europa, la cultura griega pudo volver a entrar de mano de los musulmanes. En el siglo XIII, Tomás de Aquino redescubrió a Aristóteles, al que convirtió en el pilar de su filosofía, que , los árabes en esa época sí apreciaban la cultura griega: conservaron y tradujeron los escritos de los filósofos griegos mientras los cristianos los quemaban. Así, la cultura griega pudo volver a penetrar en Europa, a través de los árabes, cuando la furia antipagana había amainado. En el siglo XIII, Tomás de Aquino redescubrió a Aristóteles y lo reivindicó, aceptando íntegramente su sistema del mundo. Y así, ya "bautizada" por Santo Tomás, la doctrina aristotélica se volvió dogma de fe y posición oficial de la Iglesia: ya no se estudiaba al mundo a través de la Biblia, únicamente, sino también por medio de Aristóteles. Y por lo que respecta a la astronomía, la última palabra volvió a ser el Almagesto de Tolomeo preservado gracias a una traducción árabe.

Bibliografia

Alsina Calvés, J. (2010). Platón y el universo de las dos esferas. En: El Catoblepas [en línea] 101, julio 2010, p. 12. Recuperado el 01-03-2011 de <http://www.nodulo.org/ec/2010/n101p12.htm>

Aristóteles, Acerca del cielo, Libro II, 12, 291b-292ª.

Granada, M.A. (2001) Giordano Bruno y el final de la cosmología aristotélica, Galileo y la gestación de la ciencia, pp. 97-118  Ed. Consejería de Educación, Cultura y Deportes del Gobierno de Canarias, Canarias. Recuperado el 02-03-2011 de <http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/usrn/fundoro/archivos%20adjuntos/publicaciones/actas/act_9_pdf_web/Act.IX_txi_w.pdf>

Hacyan Saleryan, S. (2001) El Descubrimiento del Universo. México D.F., Fondo de Cultura Económica.

Hernández González, P. J. (2004) Historia de las ideas que llevaron a formulación de la ley de gravitación. Teorías del Sistema Solar. Recuperado el 02-03-2011 de <http://www.astronomia.net/cosmologia/modelosSS.pdf>

Kuhn, T.S. (1975) La estructura de las revoluciones científicas. Madrid y México, Ed. Fondo de Cultura Económica.

Kuhn, T.S. (1978) La revolución copernicana. Barcelona, Ed. Orbis S.A.

Kragh, H. (2008) Historia de la cosmología: De los mitos al universo inflacionario. Ed. Crítica, Barcelona.

Sellés García, M.A. (2007). Introducción a la historia de la cosmología. Madrid, Ed. UNED.

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[1] Esta interesante concepción del Universo de las dos esferas como tradición de investigación de Laudan en vez de como paradigma en el sentido de Kuhn lo desarrolla José Alsina Calvés en su artículo (Alsina 2010).

[2] Conviene señalar que los astros para Aristóteles y el resto de los griegos son las estrellas y los planetas (también llamados estrellas errantes: planeta en griego significa errante o vagabundo). Los planetas son: el sol, la luna, mercurio, venus, marte, júpiter y saturno, que eran los conocidos en esa época (y hasta 1781, cuando se descubre urano). Su condición de errantes se explica más adelante en El problema de los planetas.

[3] Kuhn (1978), pp. 76-115

[4] Hernández (2004), p. 3

[5] Granada (2001), pp. 98-103

[6] Hacyan (2001) Capítulo Inicios de la Cosmología y la Cosmogonía