Història de l'astronomia

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

L’astronomia és la més antiga de les ciències naturals, datant la antiguitat, amb els seus orígens a les pràctiques religioses, mitològiques, i astrològiques de la prehistòria: vestigis d'aquestes encara es troben a l'astrologia, una disciplina llargament lligada a l'astronomia pública i governamental, i no despresa del tot fins fa pocs segles a Occident. L’astronomia primitiva es va desenvolupar observant patrons regulars de les mocions d'objectes celestials visibles, especialment el Sol, la Lluna, les estrelles i els planetes d'ull nu. Un exemple d'aquesta astronomia primitiva podria incloure un estudi del canvi de posició del Sol a través de l'horitzó o l'aparença canviant de les estrelles al curs de l'any, que es podria fer servir per a establir un calendari agrícola o ritual. En algunes cultures les dates astronòmiques es feien servir per a la pronosticació astrològica.

Els antics astrònoms eren capaços de diferenciar entre estrelles i planetes, mentre les estrelles romanien relativament fixades a través dels segles, els planetes es movien de forma apreciada durant un temps curt comparativament.

Història primitiva[modifica | modifica el codi]

Les cultures primitives identificaven els objectes celestials amb els déus i els éssers espirituals. Relacionaven aquests objectes (i els seus moviments) amb fenòmens com la pluja, la sequera, les estacions, i les marees. Generalment es creu que els primers astrònoms "professionals" eren sacerdots (com el Magi), i que el seu coneixement dels "cels" es veia com a "diví", d'aquí la connexió antiga de l'astronomia al que ara s'anomena astrologia. Les antigues estructures amb possibles alineaments astronòmics (com Stonehenge) probablement emplenaven les funcions tant astronòmica com religiosa.

Els calendaris del món normalment s'han ajustat al Sol i la Lluna (mesurant el dia, el mes i l'any), i eren importants per a les societats agrícoles, a les que la collita depenia de plantar a l'època correcta de l'any. El calendari modern més comú es basa en el calendari romà, que dividia l'any en dotze mesos de trenta i trenta-un dies cadascun alternativament. Al 46 aC Juli Cèsar va instigar la reforma del calendari i va adoptar un calendari basat en la llargada de l'any de 365 1/4 dies originalment proposada per l'astrònom grec del segle IV aC Cal·lip de Cízic.

La Bíblia conté un nombre d'estaments gens sofisticats sobre la posició de la Terra a l'univers i la naturalesa de les estrelles i els planetes; veure cosmologia bíblica.

Història escrita[modifica | modifica el codi]

Van dividir l'esfera celeste en constel·lacions anomenant constel·lacions zodiacals les 12 que marquen el moviment anual del Sol al cel. Els antics grecs van fer importants contribucions a l'astronomia, entre elles la definició de magnitud. Per la seva influència en els astrònoms posteriors cal citar a Claudi Ptolemeu qui esmentà 48 constel·lacions.

Antiga Grècia[modifica | modifica el codi]

La cosmologia fou un tema constant ja des dels inicis de la filosofia grega, i fou un tema cabdal al llarg de la història de l'antiga Grècia. Els presocràtics intentaren resoldre la qüestió d'un principi que donés raó dels canvis físics. Plató (en el seu Timeu) amplià les qüestions plantejades per aquests pensadors primitius i les sotmeté a revisió. Aristòtil (en la seva Física) sistematitzà les qüestions esmentades, sostingué la infinitud del món, i el dividí en dos nivells, qualitativament diferents: el món celeste (incausat, de naturalesa etèria, movent-se circularment), i el món sublunar (amb quatre elements que es mouen centrífugament, i centrípetament).

Univers[modifica | modifica el codi]

També els astrònoms es van ocupar sobre la cosmologia. En destaquen Èudox de Cnidos, Hiparc i Claudi Ptolemeu, que es decantaren pel geocentrisme. Els cosmòlegs grecs s'inclinaren -prescindint de diferències entre ells- per una limitació espacial de l'Univers, temporalment etern, ordenat segons lleis constants, amb repeticions cícliques.

La Terra[modifica | modifica el codi]

Anaximandre de Milet filòsof i alquimista grec del segle VI aC ja afirmava que la terra penjava sobre el no res. I Eratòstenes en el segle III aC va descobrir que la Terra no era plana, sinó corbada.

Edat medieval[modifica | modifica el codi]

A Europa l'astronomia basada en l'observació es va estancar durant l'edat mitjana, però va florir a l'Imperi Persa i al món de l'Islam. A finals del segle IX, l'astrònom persa al-Farghaní va escriure àmpliament sobre el moviment dels cossos celests.[1] El seu treball va ser traduït al llatí en el segle XII. Al final del segle X, un gran observatori va ser construït prop de Teheran (Iran), per l'astrònom persa al-Khujandí, qui va observar una sèrie de passos meridians del Sol, el que li va permetre calcular l'inclinació de l'eclíptica. També a Pèrsia, Omar Khayyam va elaborar la reforma del calendari que és més precís que el calendari julià acostant-se al Calendari Gregorià. Az-Zarqalí va compilar les Taules Astronòmiques de Toledo i va crear l'assafea.[2] Abraham Zacuto va ser el responsable en el segle XV de les adaptacions de les teories astronòmiques per a les necessitats pràctiques de la navegació en les exploracions portugueses.

La concepció Aristotèlica es prolongà durant l'edat mitjana, si bé el cristianisme introduí importants innovacions en la cosmologia, amb idees com la divina providència, la creació o el miracle, entre d'altres. Guillem d'Ockham és considerat el pare de la moderna epistemologia, pioner del nominalisme, i de la moderna filosofia en general. Ockham és també un dels més grans lògics de tots els temps. Entronca la concepció antiga, i la moderna en encunyar els conceptes d'infinitud del món, i de la seva pluralitat. Enuncià el principi de la navalla d'Occam, base del mètode reduccionista: Pluralitas non est ponenda sine neccesitate; tal com ell ho escrigué en llatí. Aquesta idea encara avui és considerada vàlida. Fou acusat d'heretgia pel Papa Joan XXII, i restà quatre anys baix arrest domiciliari, mentre seguia ensenyant, i escrivent.

Edat moderna[modifica | modifica el codi]

Durant el Renaixement, Nicolau Copèrnic va proposar el model heliocèntric del sistema solar, teoria que va ser va ser divulgada i corregida més endavant per Galileo Galilei (Galileu) i Johannes Kepler. Galileu va afegir la novetat de l'ús del telescopi per a millorar les seves observacions; Kepler va ser el primer que va descriure correctament els detalls del moviment dels planetes (Lleis de Kepler). Isaac Newton, amb la idea d'estendre als cossos celestes la gravetat terrestre (Llei de la gravitació universal), va donar forma a la mecànica celeste, teoria que pretén explicar definitivament el moviment dels planetes. Newton també va desenvolupar el telescopi reflector.

La cosmologia moderna neix a partir dels treballs de Nicolau Copèrnic, astrònom polonès que fou un dels primers científics que posà en qüestió el sistema geocèntric de Ptolemeu, l'observació de nombroses ocultacions, eclipsis de lluna, així com l'ocultació de l'estel Aldebarà el 9 de març de 1947 a Bolònia, i les observacions al seu observatori de Frauenburg el dugueren a escriure Hypothesibus Motuum Coelistium a se Contitutis Commentariolus (conegut amb el títol de Commentariolus), curt tractat d'astronomia, que acabà vora el 1515, i que no fou publicat fins al segle XIX. Fou en aquesta obra on anuncià els seus principis de l'astronomia heliocèntrica, que revolucionà la comunitat científica del seu temps. Escriví l'obra De Revolucionibus Orbium Coelestium, acabada vora el 1530. Aquesta obra magistral, de la qual va sorgir el pensament científic modern i la imatge de l'Univers més acceptada fins al principi del segle XX, no fou publicada fins al 24 de maig de 1543, poc abans de la seva mort, per un impressor de Nuremberg.

El sistema de Copèrnic descansa sobre l'observació que la Terra volta al torn seu, una volta cada dia, la qual cosa explica el moviment diürn de l'esfera celeste. Postula, igualment que la Terra dona una volta al Sol (heliocentrisme) cada any. Afirma també que els altres planetes fan el mateix en torn al Sol. Copèrnic avança igualment que la Terra oscil·la sobre el seu eix, la qual cosa explicaria la precessió. La teoria de Copèrnic ataca la de Ptolemeu, i a la cosmologia, a la física, fins i tot a la filosofia d'Aristòtil. Així mateix, les Escriptures ensenyaven la immobilitat de la Terra i el moviment del Sol. Copèrnic conserva, de totes maneres, alguns elements de l'antic sistema. Teoria que serà aprofundida, més tard, per Isaac Newton, en els «Principia Mathematica», obra publicada el 1687. Al principi només s'acceptaren els aspectes matemàtics de l'astronomia de Copèrnic, destinats, tan sols a facilitar el càlcul numèric de les posicions dels planetes. Només a partir del 1570 una nova generació d'astrònoms i pensadors, nascuts cap al 1540 deixà de considerar-la una disciplina calculista, com a conseqüència de l'aparició d'una sèrie de novetats problemàtiques: la nova de Cassiopea (1572) descoberta per Tycho Brahe, el gran cometa de 1577, i després nous cometes, el 1580, 1582, i 1585; i al reconeixement de les relacions amb la física i la cosmologia. L'any 1588, poc després de la mort de Copèrnic s'arriba a un cert compromís. L'astrònom Tycho Brahe proposa una teoria que manté la Terra immòbil, mentre els altres planetes volten al torn del Sol, i aquest ho fa en torn de la Terra.

A la meitat del segle XVI, las teories de Nicolau Copèrnic, estaven lluny de tenir una ràpida difusió. El primer filòsof que s'hi adherí fou Giordano Bruno, el qual va obtenir d'aquestes teories un conjunt de conseqüències que, des del punt de vista de la cosmologia del segle XX, són extremadament clarividents. Aquestes novetats se podien interpretar com una contradicció de les idees tradicionals que consideraven el cel com immutable, incorruptible, i superior a la regió terrestre. Tanmateix, l'astronomia de Copèrnic només fou admesa per molt pocs astrònoms, entre els quals, amb prudència, els alemanys Michael Maestlin (1550-1631), i Cristoph Rothmann. L'anglès Thomas Digges, és autor d'A Perfit Description of the Caelestial Orbes, en què s'hi adheria amb entusiasme. S'han d'excloure Galileu (1564-1642) i Kepler (1571-1630), que eren molt més jóvens, i tampoc no s'ha d'afegir en aquesta llista Giordano Bruno, que no era estrictament un astrònom, sinó un filòsof, l'únic que acceptà les tesis copernicanes a la segona meitat del segle XVI. En les seves obres, publicades entre els anys 1584 i 1591, s'hi mostrava entusiasmat.

Segons Aristòtil i Plató l'Univers era finit i esfèric. Tenia com a últim limit l'esfera del primum mobile, subjecte del motor diürn que se transmetia a l'interior de l'Univers, i que li havia estat conferit per una intel·ligència transcendent i aliena (Déu o el primer motor immòbil. Tots els estels fixos eren en una esfera, i tots a la mateixa distància de la Terra, immòbil, i central; Ptolemeu els va catalogar, fins a un nombre de 1.022, i els va agrupar en 48 constel·lacions. Els planetes estaven dins esferes (o orbes) sòlides, i es movien estant-hi fixats. Copèrnic conservava la idea de les esferes sòlides dels planetes, però atribuïa a la Terra tots els moviments estel·lars, immobilitzant els estels fixos, i el Sol es convertia en el nou centre immòbil. Deixava als filòsofs el problema de si la part superior de l'esfera estel·lars era finita o infinita.

Giordano Bruno mantenia unes idees més pròpies del segle XXI, que de la seva època, car considerava el conjunt format pel Sol i els planetes com la unitat fonamental de l'Univers; a més de una sèrie d'idees filosòfiques, i científiques que l'enfrontaren amb les autoritats eclesiàstiques de la seva època.

El 1581, Galileu entra a la universitat de Pisa per estudiar medicina, però acaba interessant-se per les matemàtiques. Demostra que Aristòtil estava equivocat al suposar que la rapidesa de caiguda dels cossos és proporcional al seu pes. Per demostrar-ho, mesura el temps de caiguda de pesos llençats des de la torre inclinada de Pisa; descobreix l'isocronisme del pèndol observant les oscil·lacions d'un candeler a la catedral. El 1592, Galileu esdevé professor de matemàtiques a la Universitat de Pàdua, on restà divuit anys. Construí un aparell de mesura, el sextant, treballà en una explicació de les marees basada en les teories copernicanes, i escrigué un tractat de mecànica mostrant que les màquines no creen energia, però la transformen. El 1604, a causa de l'aparició d'una nova, Galileu disputa amb els filòsofs que sostenien la tesi d'Aristòtil sobre la immutabilitat del cel.

Kepler postula, (1609) la seves primera, i segona llei. La primera diu: l'òrbita d'un planeta en torn un estel és una el·lipse, amb l'estel a un dels focus. La segona: Una línia que va de un planeta al seu estel, escombra àrees iguals, durant intervals iguals de temps. Poc temps després enuncia la tercera llei (1618): el quadrat del període sideral, de un planeta orbitant, es directament proporcional al cub del semieix major de la seva òrbita.

Per un altre costat, Galileu el 1609, ja té un nou telescopi holandès, al qual aplica els seus descobriments científics, i comença a construir els seus propis telescopis totalment diferents dels dels Països Baixos. Al final de 1609, Galileu tenia un telescopi de vint augments, que li permetia estudiar els cràters de la Lluna i distingir els estels de la Via Làctia. Descobreix quatre satèl·lits de Júpiter. Publica els seus descobriments el 1610, cosa que provocà grans controvèrsies perquè els altres científics no disposaven de telescopis que puguen confirmar les seves observacions.

El gran duc de Toscana el nomenà matemàtic de la cort de Florència, la qual cosa li permet dedicar tot el seu temps a la recerca. Galileu continua fent remarcables descobriments científics, observant les fases de Venus, que, amb els satèl·lits de Júpiter, els convencen que Copèrnic no estava equivocat. L'Església s'oposa vigorosament a la posició de Galileu, però aquest demana la llibertat de recerca, a la seva carta a la gran duquessa Cristina el 1615. Contestant els seus arguments el Sant Ofici de Roma publica un edicte contra Copèrnic el 1616. El 1623, el Papa Urbà VIII autoritzà a Galileu a escriure un llibre comparant els sistemes de Ptolomeu i Copèrnic. No obstat això Galileu és jutjat a Roma per la Inquisició degut els Diàlegs de 1632, perquè el 1616 li havia estat prohibit defensar o ensenyar les teories de Copèrnic.

Sir Isaac Newton en la seva obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687) descrigué la gravitació universal i les tres lleis del moviment, (lleis de la inèrcia), base de la mecànica clàssica. Newton fou el primer que demostrà que las lleis naturals governaven els moviments de la terra i del cel. Newton també creà un model matemàtic per les lleis de Kepler del moviment dels planetes. Volia també ampliar les seves lleis argumentant que les orbites (com les dels estels amb cua) no eren solament el·liptiques; sinó també podien ser hiperbòliques, i parabòliques. Newton també demostrà que la llum blanca estava composta d'una mescla dels altres colors. Són també notables els seus arguments a favor que la llum està composta de partícules.

Kant, fortament influït per la física newtoniana, assaja una cosmologia científica (Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels), tot i que després, en la seva etapa "crítica", va menar la cosmologia cap a una sèrie d'apories insolubles (antinòmies cosmològiques).

Al final del segle XVIII les idees més noves sobre la cosmologia es poden resumir en el pensament de Pierre-Simon Laplace. Laplace creia en el determinisme, segons el qual el món està governat per lleis matemàtiques immutables. Segons aquesta hipòtesi, si un ser conegués la posició de totes las partícules de l'Univers, i les forces que les mouen, podria conèixer tant el passat, com el futur. El 1796 Laplace presentà la "hipòtesi nebular" a Exposition du Systeme du Monde, que plantejava un sistema solar originat per la contracció i refredament d'una gran nebulosa de gas incandescent, dissipada, que rotava de forma lenta.

Edat contemporània[modifica | modifica el codi]

Es va descobrir que les estrelles eren objectes molt llunyans. Amb l'adveniment de l'espectroscopi es va demostrar que eren semblants al nostre propi sol, però amb una àmplia gamma de temperatures, masses i grandàries. L'existència de la nostra galàxia, la Via Làctia, com a grup separat d'estrelles no es va demostrar fins al segle XX, junt amb l'existència de galàxies externes, i poc després, l'expansió de l'univers, observada en l'efecte del corriment al roig. L'astronomia moderna també ha descobert una varietat d'objectes exòtics com els quàsars, púlsars, radiogalàxies, forats negres, estrelles de neutrons, i ha utilitzat estes observacions per a desenvolupar teories físiques que descriuen estos objectes. La cosmologia va fer grans avanços durant el segle XX, amb el model del Big Bang fortament recolzat per l'evidència proporcionada per l'astronomia i la física, com la radiació de fons de microones, la Llei de Hubble i l'abundància cosmològica dels elements químics.

Pels antics, els grecs, o la cosmologia que presenten les Escriptures, el món es limita al sistema geocèntric. A poc a poc els límits s'eixamplaren, després de Copèrnic, la Terra ja no era considerada el centre de l'Univers, però encara es limita gaire bé al sistema solar. Tot i que excepcionalment Giordano Bruno parla d'un univers infinit. A principis del segle XX hom pensava que l'Univers es limitava a la Via Làctia. Es creia que hi havia uns mil milions d'estels, i entre aquests estels unes taques borroses que pareixien estels emergents o tal vegada moribunds. A les primeres dècades del segle XX, els treballs d'Edwin Hubble demostraren que moltes d'aquestes taques eren vertaderes galàxies. En efecte, l'abril de 1920 un viu debat enfrontà els nord-americans Harlow Shapley, i Heber Doust Curtis. Hubble ho resolgué tres anys més tard, quan demostrà l'existència de galàxies exteriors a la Via Làctia.

La cosmologia contemporània es basa en tres pilars: La Teoria de la relativitat general, publicada el (1916); la llei de Hubble (1929), que relaciona la distància d'una galàxia amb el desplaçament cap al roig del seu espectre; i el model estàndard de la física de partícules formulat a la dècada de 1970. Es pot retrocedir més: en l'any 1900 un astrònom poc conegut Cornelius Easton, suggerí que la nostra galàxia podia tenir braços espirals. Des de l'època de William Herschel (1738-1822), descobridor d'Urà, s'havien comptat nombroses nebuloses espirals, però la seva naturalesa era un misteri. Aquesta pregunta pareixia resposta el 1865, quan William Huggins apuntà el seu espectroscopi cap a algunes de les nebuloses més brillants (cap era espiral), i descobrí les línies d'emissió d'un gas calent. Així doncs des del segle XIX, es pensava que totes les nebuloses eren gasoses i pertanyien a la Via Làctia. La constatació de l'existència de galàxies independents està lligada a la mesura de les distàncies astronòmiques, en particular, las dimensions de la Via Làctia. Plantejà la hipòtesi que tots els estels tenien la mateixa lluminositat absoluta. D'aquesta manera obtenir un esquema de la Via Làctia en forma de galeta gruixada, amb el Sol molt a prop del centre. Segons Herschel, la galàxia tenia un radi d'uns 3.000 parsecs (9.800 anys llum). Malgrat molts d'astrònoms es bolcaren en aquest problema, utilitzant millors mètodes d'observació, aquesta concepció es mantingué durant un segle i mig. No es tenia en compte la pols interestel·lar, que altera la radiació dels astres llunyans. Aquesta pols es descobrí el 1930, però no s'incorporà a la calibratge fins al 1952. El primer a allunyar del centre de la galàxia fou Harlow Shapley. S'enfrontà a un astrònom de més edat: Heber Doust Curtis. Ambdós presentaren prop d'una dotzena de fets (lluminositat de diferents tipus d'estels, ritmes d'explosions estel·lars, velocitat de desplaçament dels estels, etc.). Cadascun estava en el cert pel que fa a la meitat dels arguments, més o menys. El Sol està allunyat del centre de la galàxia, però només 8.500 parsecs; i la galàxia és molt més gran del que Shapley creia. No és més que una galàxia entre d'altres tal com afirmava Curtis. Shapley havia estat induït a un error en aquest punt per les observacions del moviment de les nebuloses espirals: la seva velocitat era superior a la de la llum. Tot es devia a un error a les observacions d'Adriaan Van Maanen. Tanmateix a la seva època van ser un factor decisiu per que les idees de Shapley s'imposessin ràpidament, en els manuals, que, a vegades, afegien una part de la descripció de Curtis.

En aquella època aparegueren els treballs d'Einstein (novembre de 1915), que renovarien les perspectives teòriques, sobre la relativitat general, que descriu com la matèria, i la geometria de l'espai-temps, es relacionen per produir la gravetat. La complexitat de les equacions d'Einstein, segons les que la gravetat està en funció de la constant de la gravitació universal, de l'energia, i de la pressió, explica que es necessités un temps per trobar hi solucions que donessin possibles estructures de l'univers. Poc temps després (1917) el mateix Einstein descobrí una solució que corresponia a un Univers estàtic. Willem De Sitter en trobà un altre, que no contenia matèria. El 1922 el rus Alexandre Friedmann n'elaborà dues: una per un Univers finit, i una per un infinit. Ambdues implicaven la dilatació, o contracció de l'Univers. El 1925 el jesuïta Georges Lemaître formulà, de forma independent, aquesta mateixa solució, amb una notació molt més senzilla. Poc temps després, el 1927, demostrà que l'Univers estàtic d'Einstein era inestable. D'aquesta manera l'Univers ha d'estar buit, o s'ha d'expandir, o en contracció. Davant aquest fet Einstein, partidari d'un Univers estàtic, i estable, afegí a les seves equacions un terme cosmològic. El 1923 Einstein reconeixia que el terme cosmològic era un fracàs, i escrivia a Hermann Weyl: "Si el món no és cuasiestàtic, fora el terme cosmològic!". El 1925 Hubble anuncià que havia descobert estels variables cefeides a algunes nebuloses espirals. L'estimació de les seves distàncies les situava amplament a l'exterior de la Via Làctia. Hubble publicà aquests resultats força lentament. El 1928 Hubble succeí a Vesto Melvin Slipher en la presidència de la Comissió de Nebuloses de la Unió Astronòmica Internacional, a la seva tercera Assemblea General, a Roma. Las discussions sobre l'Univers de De Sitter que hi va haver van influir en la decisió de Hubble de començar un examen de la correlació entre la distància i el desplaçament cap al roig de las nebuloses (Hubble sempre s'estimà més parlar de "nebuloses"; "galàxies" era el terme de Shapley, que s'acabà imposant). Aquest examen requeria l'obtenció dels espectres de moltes galàxies. Però les galàxies són objectes de poca magnitud. Per aquest motiu, encara que l'espectroscòpia astronòmica fou un invent europeu, els trenta primers anys d'investigació se feren fonamentalment als Estats Units, on estaven els millors telescopis.

Slipher inicià unes investigacions el 1912, en el focus de la lent Clark de 60 centímetres de diàmetre de l'Observatori Lowell. Enregistrà durant catorze hores a una placa fotogràfica l'espectre de la nebulosa Andròmeda i pogué identificar un desplaçament cap al roig de 1.800 km/s, concloent que la seva òptica de 60 centímetres seria incapaç d'observar velocitats superiors. Per la seva part Milton Lasell Humanson als telescopis d'1,5 metres i 2,5 metres de diàmetre del Mont Wilson recollí dades des de 1927, i també obtingué quasi exclusivament desplaçaments cal al roig. Molt prest doblà el rècord de Slipher, amb +3.779 km/s, obtinguts al principi de 1929, i +7.800 km/s, un poc més tard, el mateix any. Passà la frontera dels 15.000 km/s a la meitat dels anys 30, gràcies a un espectrògraf millorat en el focus del 2,5 metres. A diferència de Hubble, Humanson va viure prou per a utilitzar de forma regular el telescopi de 5 metres a Monte Palomar. Es jubilà el 1957 amb un rècord personal de 60.000 km/s. Després dels primers resultats de Slipher el 1915, una dotzena d'astrònoms intentaren explicar els moviments observats per una combinació de moviments del Sol, de desplaçaments mitjans de les nebuloses i de un efecte relacionat amb la distància. El 17 de gener de 1929, Hubble proposà a Procedings of the National Academy of Sciences un article titulat Between Distance and Radial Velocity Among Extra-Galactic Nebulae. No utilitzà els desplaçament elevats descrits per Humanson en el mateix número dels Procedings. S'ha suggerit sovint que aquestes mides haurien "guiat la seva mà" a l'hora de traçar una recta que materialitzava aquesta constant. Aquesta recta tenia una pendent d'uns 500Km/s/Mpc, un valor que canvià poc durant els següents quinze anys. D'entrada aquest valor H0, o Constant de Hubble, suposava una edat de l'Univers d'uns 2.000 milions d'anys. Però les mides de l'edat de les roques terrestres, iniciada a principis del segle XX, als anys 30 igualava, o inclús, superava els 2.000 milions d'anys. El mateix Hubble dubtà del seu descobriment, aquest dubte era compartir per la majoria de la comunitat científica, i el 1960 el model de expansió relativista encara no s'havia imposat a la literatura. Per els partidaris de l'expansió una dificultat importat era reduir la Constant de Hubble. Les dificultats no venien de les mides del desplaçament, sinó de l'avaluació de les distàncies. Diversos errors explicaven això: en primer lloc Shapley havia ignorat l'absorció de la radiació per la pols interestel·lar, que suposava una subestimació de factor 4. El segon error de Hubble venia de creure que l'estimació de una desena de galàxies era suficient (desviació de Malmquist, i desviació Scott). El problema de l'estimació de les distàncies es va fer inajornable quan entrà en servei el telescopi de 5 metres de Monte Palomar. Segons l'escala de Hubble, i de Shpaley, aquest aparell hauria d'haver permès veure nombrosos variables RR Lirae a la gran galàxia d'Andròmeda. Però es limitava a mostrar la més brillant d'aquesta població. Per això Walter Blade anuncià a l'Assemblea General de la Unió Astronòmica Internacional, a Roma, el 1952, que Andròmeda, per tant totes les galàxies, estaven el doble allunyades del que havia cregut Hubble. El valor de H0 es reduïa a 250 km/s/Mpc. Aquest valor fou disminuït a 180 km/s/Mpc el 1956 per Nicholas Mayal, i Allan Sandage, basant-se en els estudis de Humason, els quals duien a la conclusió que les lluminositats de Hubble per als estels individual, i per les galàxies eren massa baixes. Segons Sandage la Constant de Hubble s'havia de reduir a 75 km/s/Mpc. A finals dels 50 un gran nombre d'astrònoms s'inclinaven per unes mides de las distàncies que conduïen a una re-avaluació de la Constant de Hubble. Hi va haver un breu període de optimisme cap al 1960, per que tots els valors eran aproximadament coherents amb un valor de 100 km/s/Mpc, és a dir, una edat de l'Univers de 10.000 milions d'anys. En l'actualitat s'admet generalment un valor de H0 d'uns 73(± 10) km/s/Mpc.

Georges Gamow, un físic nuclear format a Rússia, però que féu carrera als Estats Units, és considerat, en general, com al primer investigador que reflexionà seriosament sobre el problema dels orígens de l'Univers. El 1935 es concentrà en les reaccions nuclears susceptibles d'haver-se produït quan tota la matèria estava tan calenta, i era tan densa, com en el nucli dels estels actuals com a mínim. Continuà les seves investigacions després de la Segona Guerra Mundial, en col·laboració en Ralph Alpher, Robert Hermann. Ells tres s'adonaren que si l'Univers era inicialment un fluid constituït per protons, hauria acabat en forma de hidrogen, i heli, en una proporció d'aproximadament un àtom de heli, per cada quatre de hidrogen. Estudiaren a continuació l'entorn tèrmic d'aquest procés de nucleosíntesi primordial i deduïren que després de mils de milions d'anys l'Univers havia de tenir una temperatura d'uns 5 Kelvin. El mateix Gamow no es va prendre molt seriosament els seus descobriments. Pel que fa a una firma de ràdio d'una temperatura de 5 kelvin, l'any 1949, o, pot ser, el 1950 va dir a un dels seus estudiants que no coneixia cap problema interessant en espectroscòpia mil·limètrica. No obstant els sensors que s'havien desenvolupat durant la Segona Guerra Mundial (entre d'altres per Robert Dicke) permeteren detectar la radiació de fons en aquella època. Mentre un equip de tres astrònoms britànics havia decidit que l'expansió còsmica no significava necessàriament un Univers diferent en el passat: És la idea denominada de l'Univers estacionari. Avançada el 1948 per Hermann Bondi, Thomas Gold, i Fred Hoyle. Un Univers estacionari ja estat sempre en expansió, i ho estarà sempre. Això suprimeix tota possibilitat de contradicció entre l'invers de la constat de Hubble, és a dir, l'edat de l'Univers, i l'edat de les estrelles més velles. Però ni la seva densitat, ni la seva temperatura disminueixen per que constantment apareix nova matèria, exactament en la proporció per que tot es mantinga igual. Naturalment això contradiu el Primer Principi de la termodinàmica, però a un nivell tal que no es pot detectar al laboratori: és del ordre de un àtom de hidrogen per segle en un volum equivalent a la torre Eiffel. Les proposicions del model estacionari van tenir una fecunditat extraordinari: molts d'astrònoms es van veure obligats a refutar-lo i desenvoluparen diferents tipus d'observacions. L'expressió "Big Bang" fou inventada per Hoyle com un insult deliberat per ridiculitzar als partidaris de l'Univers evolutiu. Entre 1955, i 1967 la majoria de la comunitat científica rebutjà el model estacionari. Hi ha tres motius principals: En primer lloc, encara que el darrer en adquirir força de convicció, l'observació, i recompte, de les radiofonts, i més tard dels quàsar. Segons aquesta observació, o bé, en el passat existien més radiofonts, o bé, vivim dins una espècie de pertorbació local, ben el mig d'una població específica. Les mides del desplaçament cap al roig acabaren en la hipòtesi denominada "local". A partir de 1967 es podia dir en seguretat que l'Univers havia canviat amb el pas del temps. Una de les contribucions més precoç, i duradora, fou la de Martin Rees, qui convencé al seu director de tesi Dennis Sciama, l'únic defensor de la construcció contínua que canvià d'opinió. La segona fou la identificació de l'heli com a una relíquia de l'Univers primitiu. L'anàlisi espectral dels estels, i de les galàxies, confirmà que quasi la totalitat del que podem observar està compost d'un 75 % de Hidrogen, i un 25 % de heli (en proporció de masses. La proporció en nombre de àtoms és d'un 90 %, i d'un 10% respectivament). L'heli és també un producte de les reaccions nuclears internes dels estels. Però per produir la quantitat que observam, en l'interval de temps atribuït a la creació de matèria dins un Univers estacionari, es necessitarien unes galàxies deu vegades més brillants de com ho són en realitat. En tercer lloc Arno Penzias, i Robert Wilson midaren el 1965 una radiació de fons, d'origen desconegut. Quan publicaren el seu descobriment estaven segurs d'haver vist alguna cosa distinta de una bossa local de radiació: la radiació presenta fonamentalment la mateixa intensitat i el mateix espectre en totes direccions.

Cap al 1965, amb un, o dos anys de diferència, gairebé tota la comunitat científica s'havia adherit a un model d'Univers descrit per una de las solucions de les equacions de la teoria de la relativitat general, i que hauria passat per un estat calent, i dens, el Big Bang fa de 10.000 a 20.000 milions d'anys.

Vegeu també[modifica | modifica el codi]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. Bosworth, Clifford Edmund; Asimov, Moukhamed Saïfitdinovitch. History of Civilizations of Central Asia: The age of achievement: A.D. 750 to the end of the fifteen century (en anglès). Motilal Banarsidass Publ., 2003, p.178-179. ISBN 8120815963. 
  2. (castellà) José Augusto Sánchez Pérez i Rafael Pérez Gómez, Biografías de matemáticos árabes que florecieron en España, p.80-83
A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Història de l'astronomia Modifica l'enllaç a Wikidata