Observaciones astronómicas de Galileo

 "Galileo Galilei enseñando al Duque de Venecia cómo usar el telescopio", fresco de Bertini en la Villa Andrea Ponti, en Varese, Italia (1858)

Galileo Galilei fue también la primera persona en observar el cielo con un telescopio, y lo que vio sobrepasó a lo que nadie podría haber imaginado. Él mismo dice:

"Doy gracias a Dios, que ha tenido a bien hacerme el primero en observar las maravillas ocultas a los siglos pasados. Me he cerciorado de que la Luna es un cuerpo semejante a la Tierra... He contemplado una multitud de estrellas fijas que nunca antes se observaron... Pero la mayor maravilla de todas ellas es el descubrimiento de cuatro nuevos planetas (cuatro satélites de Júpiter)... "

telescopio de Galileo

Sus descubrimientos produjeron una convulsión tal que marcaron el triunfo de la revolución científica iniciada por Copérnico.

La Luna tenía montañas como la Tierra" (y tal vez estuviese habitada). "Hablemos primero de la superficie de la Luna, que está vuelta hacia nosotros... Yo distingo dos partes en ella, que llamo respectivamente la más brillante y la más oscura. La parte más brillante parece rodear y extenderse por todo el hemisferio; pero la parte más oscura, como una especie de nube, descolora la superficie de la Luna y la hace parecer cubierta de manchas.

Esquema óptico de Galileo

Ahora bien, estas manchas, como son más o menos oscuras, son evidentes para todos, y todas las edades las han visto, por lo cual las llamaré manchas grandes o antiguas, para distinguirlas de otras manchas, más pequeñas en tamaño, pero esparcidas tan profusamente que salpican toda la superficie de la Luna, y especialmente la parte más brillante de ella.

Estas manchas no han sido observadas nunca por otro antes que yo; y de mis observaciones de ellas, repetidas muchas veces, he llegado a la opinión que he expresado, vale decir, que me siento seguro de que la superficie de la Luna no es perfectamente lisa, libre de desigualdades y exactamente esférica, ... sino que está llena de desigualdades, es desuniforme, llena de huecos y protuberancias, así como la superficie de la Tierra, la cual está alterada por todas partes con elevadas montañas y profundos valles...

Erupciones y manchas del Sol

El Sol lanzaba llamas y tenía manchas negras

"Venus presentaba fases como nuestra Luna, lo que indicaba que se movía de manera semejante…" pero que solo se podían explicar si el Sol estaba en el centro de las órbitas de la Tierra y de Venus, ya que el sistema de Ptolomeo, con la Tierra en el centro, no explicaba las observaciones.
"Y, para colmo, Júpiter tenía cuatro satélites que se movían en el cielo". Veamos cómo lo describe el mismo Galileo en su Sidereus Nuncius en el mes de marzo de 1610.

imagen de Venus y esquemas de los sitemas de ptolomeo y de Copérnico

Los satélites de Júpiter: reproducción del Sidereus Nuncius

Satélites de Júpiter obervados por Galileo

He aquí que el séptimo día de enero del presente año de mil seiscientos diez, a la hora primera de la consiguiente noche, mientras contemplaba con el anteojo los astros celestes, apareció Júpiter. Disponiendo entonces de un instrumento sobremanera excelente, percibí (cosa que antes no me había acontecido en absoluto por la debilidad del otro aparato) que lo acompañaban tres estrellitas, pequeñas sí, aunque en verdad clarísimas; las cuales, por más que considerase que eran del número de las fijas, me produjeron cierta admiración por cuanto que aparecían dispuestas exactamente en una línea recta paralela a la Eclíptica, así como más brillantes que las otras de magnitud pareja. Su disposición mutua y respecto a Júpiter era:

Levante * * O * Poniente

Esto es, por la parte oriental había dos estrellas y sólo una hacía el ocaso. La más oriental y la occidental parecían un poco mayores que la otra. Me preocupé muy poco de las distancias entre ellas y Júpiter al considerarlas fijas, como dijimos al principio. Habiendo vuelto a contemplarlas al octavo día, no sé por qué hado, observé una disposición muy otra, pues las estrellas eran todas tres occidentales, más próximas que la noche anterior unas a otras y a Júpiter y mutuamente separadas por similares distancias, tal y como se muestra en el esquema adjunto.

Levante O * * * Poniente

En este punto, aun sin prestar ninguna atención al acercamiento mutuo de las estrellas, comencé con todo a preguntarme de qué modo podría Júpiter ponerse al oriente de todas las fijas mencionadas, hallándose la víspera a occidente de dos de ellas. Por consiguiente, temí que quizá su movimiento fuese directo, en contra del cálculo astronómico (retrógrado), adelantando a dichas estrellas por su movimiento propio, razón por la cual esperé a la noche siguiente con grandes ansias; pero me llevé una gran decepción al encontrarme el cielo cubierto de nubes por todas partes.

Ahora bien, el día décimo, las estrellas aparecieron en esta disposición respecto a Júpiter:

Levante * * O Poniente

Sólo había dos y ambas a oriente, mientras que la tercera, según mi opinión, se ocultaba tras de Júpiter. Como antes se hallaban asimismo en la misma recta con Júpiter y dispuestas exactamente según la longitud del Zodíaco.
Viendo estas cosas, comprendiendo que no había razón alguna para atribuir a Júpiter semejantes cambios y sabiendo además que las estrellas observadas eran siempre las mismas (pues no había otras ni delante ni detrás en un gran intervalo a lo largo de la longitud del Zodíaco), tornándose ya en admiración mi perplejidad, reparé en que el cambio aparente habría de atribuirse no a Júpiter, sino a las estrellas, determinando por ello que tenía que observar en adelante con mayor escrupulosidad y clarividencia.
Consiguientemente, el día décimo primero ví la siguiente disposición:

Diario manuscrito de las observaciones de Júpiter de Galileo, 1610. Hoy en la Biblioteca Nazionale Centrale de Florencia
Levante * * O Poniente

Esto es, sólo dos estrellas a oriente, de las que la del medio distaba el triple de Júpiter que de la más oriental, siendo ésta casi el doble mayor que la otra, a pesar de que la noche anterior parecían casi iguales. Así pues, determiné y establecí fuera de toda duda que en el cielo había tres estrellas errantes en torno a Júpiter, a la manera de Venus y Mercurio en torno al Sol, cosa que se vio de manera más clara que la luz del mediodía en otras múltiples observaciones sucesivas. Y no sólo tres, sino ciertamente cuatro son los astros errantes que realizan sus circunvoluciones en torno a Júpiter, de cuyas permutaciones observadas consiguientemente con mayor exactitud informaré a continuación.
Medí también las separaciones entre ellos con el anteojo, según el método mas arriba explicado, anotando además la hora de las observaciones, en especial cuando hacía muchas en la misma noche, pues tan rápidas son las revoluciones de estos planetas que incluso se pueden determinar, por lo común, las diferencias horarias. Así pues, el día decimosegundo, a la primera hora de la consiguiente noche, vi los astros dispuestos de esta manera:

Levante * * O * Poniente

La estrella más oriental era mayor que la más occidental, aunque ambas eran muy visibles y brillantes, distando ambas de Júpiter dos minutos.
La tercera estrellita que antes no se veía nada, comenzó a asomar a la tercera hora, tocando casi a Júpiter por la parte oriental y siendo notablemente pequeña. Todas se hallaban en la misma recta, ordenadas según la longitud de la Eclíptica.

Y por tanto yo concluí, y decidí sin dudarlo, que existen tres estrellas en los cielos que se mueven alrededor de Júpiter, como Venus y Mercurio lo hacen alrededor del Sol

Y por tanto yo concluí, y decidí sin dudarlo, que existen tres estrellas en los cielos que se mueven alrededor de Júpiter, como Venus y Mercurio lo hacen alrededor del Sol; lo que fue establecido de largo tan claro como la luz del día por otras numerosas observaciones posteriores. Estas observaciones también establecieron que no sólo existen tres, sino cuatro, cuerpos sidereos erráticos que hacen sus revoluciones alrededor de Júpiter.

Galileo Galilei
Sidereus nuncius, publicado en marzo de 1610.

Galileo bautizó a las lunas de Júpiter "Planetas Medicianos" (en honor de la familia Medici) y las numeró de uno a cuatro. Esta nomenclatura se empleó hasta después de 1800 en que se adoptaron los nombres que le había asignado el astrónomo alemán Simon Marius (1573-1624), que las observó prácticamente al mismo tiempo que Galileo.

Júpiter es mucho más culpado por los poetas debido a sus irregulares amores. Tres doncellas son mencionadas especialmente por haber sido cortejadas clandestinamente por Júpiter de forma exitosa. Io, hija del Río, Inachus, Calisto de Lycaon, Europa de Agenor. Luego fue Ganimedes, el guapo hijo del Rey Tros, a quien Júpiter, habiendo tomado la forma de un águila, transportó en su lomo hasta los cielos, tal como los poetas narran de una forma fabulosa. (...) Yo pienso, por lo tanto, que no hago mal si a la Primera le doy el nombre de Io, a la Segunda Europa, a la Tercera, de acuerdo con su majestuosidad y luz, Ganimedes, y a la Cuarta Calisto. (...) Este relato, y los nombres tan particulares, me fueron sugeridos por Kepler, Astrónomo Imperial, cuando nos reunimos en la Feria de Ratisbon en Octubre de 1613. Por tanto, como gesto y en memoria de nuestra amistad que comenzó entonces, yo le saludo como padre conjunto de estas cuatro estrellas, y de nuevo creo que no estoy equivocado.

Galileo se dio cuenta muy pronto de que obedecían a las dos leyes que Kepler había publicado un año antes.

En 1619, se publicó su tercera ley y Galileo, como los demás astrónomos, pudo conocer la distancia a la que estaban los satéliltes del centro de Júpiter. Ahora sabemos que tiene 16 satélites, pero los de Galileo son los mayores. Sus características son:


 

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La medida de la velocidad de la luz. (2005). Sala de Óptica. Museo Virtual de la Ciencia del CSIC.
Autores: José María López Sancho / Esteban Moreno Gómez / María José Gómez Díaz
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