TEMA 5

COSMOVISION. Una cosmovisión es una interpretación de la realidad que constituya una forma coherente y sistemática de ver el mundo y comprenderlo. Las cosmovisiones pueden ser religiosas, poéticas…, filosóficas o científicas.

Las cosmovisiones científicas. En la formación de estas, intervienen las teorías propias de las disciplinas científicas.

_ La astronomía. Se ocupa de estudiar las posiciones de los astros y las leyes que rigen sus movimientos

_ La cosmología. Es la parte de la astronomía que trata sobre las leyes que explican el origen y desarrollo del universo.

_ La física. Es la ciencia que aporta las leyes que permiten explicar y predecir los movimientos y fuerzas que afectan a todos los cuerpos.

COSMOVISION ANTIGUA. Los movimientos regulares de los cuerpos celestes y la diversidad presente en la Tierra, llevo a los primeros filósofos a pensar que la Tierra y los cielos eran mundos diferentes.

La Tierra. Explicar la forma del planeta y justificar racionalmente la diversidad de este fue la preocupación de los primeros filósofos.

_ Los principios de la realidad. Los antiguos estaban convencidos de que la diversidad de sustancias, proceden de la transformación de uno o de varios elementos, que pueden ser considerados principios de la realidad. Durante la Antigüedad, proliferaron las teorías acerca de la naturaleza.

- Principio básico o elemental (arkhé) Los filósofos de Mileto coincidieron en considerar que las sustancias derivaban de un principio único y natural que llamaron arkhé. Todas las cosas provendrían de sucesivas transformaciones de este principio, por ejemplo, para Tales era el agua y para Anaxímenes era el aire.

- Los cuatro elementos. Esta doctrina forma que todas las cosas se forman a partir de la mezcla de los cuatro elementos: agua, aire, tierra y fuego. Lo que varía en cada sustancia es tan solo la concentración de cada uno de ellos.

_ La forma de la Tierra. La información recibida por los sentidos hizo creer a los primeros filósofos que la Tierra era plana y que se encontraba rodeada de océano. Nos tardaron en aparecer comunidades y escuelas, como la Pitagórica, que habían deducido la esfericidad de la Tierra gracias a una serie de observaciones. Además los eclipses lunares, permitían comprobar que la sombra que proyectaba la Tierra sobre la Luna tiene un contorno circular.

Los Cielos. Una explicación de los cielos acorde con las concepciones culturales y religiosas de la Grecia antigua debía cumplir estas características:

_ El movimiento de los cuerpos celestes ha de ser circular, pues este es el movimiento mas perfecto y es único adecuado a seres divinos como los astros

_ Geocentrismo. La Tierra deber ser considerada inmóvil y situada en el centro del universo, pues la observación cotidiana de la realidad parece mostrar que esta se encuentra estática y que el universo esta organizado en torno a ella

_ El universo deber ser entendido como limitado, por la esfera de las estrellas fijas. Esta constituiría una especia de bóveda o caparazón en la que estarían incrustadas las estrellas

Esta visión del mundo es las mas apropiada si hacemos caso a nuestros sentidos porque no hay nada que nos permita indicar que es la propia Tierra la que esta en movimiento. Sin embargo, esta concepción del universo comportaba algunos problemas, como el problema de Platón y la solución a el: Teoría de las esferas homocéntricas.

EL COSMOS ARISTOTELICO. Para Aristóteles, el cosmos es un todo organizado en dos mundos de naturaleza distinta: El mundo sublunar o terrestre y el mundo supralunar o celeste.

_Mundo Sublunar o Terrestre. Es el mundo que habita el ser humano: la Tierra. Según Aristóteles, es muy reducida y ocupa un lugar central en el universo. Este mundo esta limitado por la esfera de la Luna, que constituye la frontera entre las dos regiones: sublunar y supralunar.

Está constituido por los cuatro elementos: agua, tierra, aire y fuego. Si se encontrasen en estado puro, se organizarían esferas concéntricas en el siguiente orden: la tierra estaría en el centro, encima el agua, luego el aire y por ultimo el fuego.

Les caracteriza un movimiento natural de carácter rectilíneo que puede darse en dos sentidos: descendente, en el caso de la tierra y el agua (por su condición pesada) y ascendente, en el caso del aire y el fuego (por su condición ligera). Como el mundo sublunar esta poblado de sustancias que son compuestos o mezclas de estos elementos les corresponderá un movimiento natural de uno u otro signo.

_ Mundo Supralunar o Celeste. Es el mundo que está más allá de la esfera de la Luna y que tiene su límite en la esfera de las estrellas fijas. Más allá de esta no hay nada.

El mundo supralunar se compone de un quinto elemento: el éter. Es un elemento de naturaleza divina (cristalino, puro, inalterable y sin peso) por eso, el mundo supralunar es eterno e inmutable. La estructura de esta región sigue el modelo de las esferas homocéntricas de Eudoxo. Cada esfera se mueve con un movimiento circular uniforme que se transmite por rozamiento de unas esferas con otras, produciendo como resultado los complicados movimientos de los planetas.

Ahora bien, ¿Cuál es la causa del movimiento circular uniforme de las esferas de éter? Para responder a esta pregunta, Aristóteles postula la existencia de un Primer Motor Inmóvil, causa final de todo el movimiento que se produce en el universo.

Aportación de Ptolomeo. En su obra Colección Matemática, Ptolomeo mantiene que los planetas dan vueltas alrededor de una Tierra que se encuentra ligeramente desplazada del centro del universo. La esfera que gira alrededor de un centro imaginario (epicentro), dibujando una segunda orbita circular a la que llamo epiciclo.

La conjunción de ambos movimientos permitía explicar por qué parecía que algunos planetas retrocedían. A su vez, los planetas se alejaban y acercaban de la Tierra a medida que trazaban su recorrido por el epiciclo, por lo que esta podía ser la razón de las variaciones de brillo.

Implicaciones Filosóficas. Algunas de las implicaciones filosóficas del modelo antiguo son las siguientes:

_ La realidad esta perfectamente ordenada. Todas las cosas están organizadas e integradas en la totalidad del universo, y cada parte tiene una finalidad propia dentro del todo.

_ La realidad es cognoscible. El ser humano puede comprender plenamente el funcionamiento del universo, pues se basa en relaciones de casualidad que están dispuestas con relación a un fin; que es comprensible por medio de la observación y la reflexión.

_ La perspectiva con la que se estudia la realidad es antropocéntrica. El mundo se contempla desde el punto de vista del ser humano, como si estuviese hecho justo a su medida.

LA COSMOVISION MODERNA. La cosmovisión moderna empezó a gestarse en el siglo XVI en la Revolución Científica

Giro Copernicano. Copernico se dio cuenta de que todos los problemas que suscitaba el movimiento de los planetas podían ser explicados de forma mas sencilla, suponiendo que el Sol se encontraba en el centro del universo y que el resto de los planetas, daban vueltas a su alrededor. Por eso propuso in modelo heliocéntrico, en el que atribuyo a la Tierra tres clases de movimiento:

_ Rotación. La Tierra da vueltas sobre sí misma, lo que provoca el aparente movimiento diario de las estrellas.

_ Traslación. En el caso de la Tierra, tiene un periodo anual y se produce alrededor del Sol. De esta manera, los cambios de brillo y los bucles que trazan los planetas pueden interpretarse como un efecto óptico producido por las diferentes distancias respecto al Sol en los distintos tramos del recorrido orbital.

_ Declinación del eje terrestre. La Tierra se mueve de forma parecida a una peonza que, se inclina en distintas direcciones, cambiando la dirección de su eje de rotación. Este movimiento es sumamente lento, por lo que solo puede apreciarse después de largos periodos temporales.

Visiones de la nueva cosmovisión.

La nueva Física. Galileo y Newton están considerados los iniciadores de la física moderna, su obra fue fundamentalmente para que la concepción heliocéntrica sustituyera definitivamente el geocentrismo.

Entre las leyes físicas que formularon destacaremos, dos que respondieron a preguntas como ¿Por qué caen los cuerpos? ¿Qué es lo que mantiene a los planetas en rotación si no están enganchados a una esfera?

_ Ley de Inercia. Esta ley forma que toda partícula continua en estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme mientras no actué ninguna fuerza neta sobre ella. Nuestra experiencia de este movimiento es similar a la que tendríamos si nos encontrásemos en vagón de tren sin ventanas. Seriamos incapaces de distinguir si nos encontramos en reposo o en movimiento.

_ Ley de gravitación universal. Esta ley afirmaba que dos cuerpos se atraen con una fuerza inversamente proporcional al cuadrado de si distancia y directamente proporcional al producto de sus masas. Esta ley conseguía lo que seria el ideal de la nueva ciencia; el carácter universal, por el cual es aplicable a todos los fenómenos sin distinción, y su capacidad predictiva. Se convertía por ello, en el modelo y referente de la nueva ciencia.

Aportaciones Filosóficas.

_ Mecanicismo. El éxito de la mecánica newtoniana en la explicación de los fenómenos físicos fundamentales tan diversos como el movimiento de los cuerpos del sistema solar fue tal, que se instituyo como la base matemática que consagraba definitivamente la nueva perspectiva de comprensión de la realidad: la idea del mundo como una gran maquina perfecta.
_ Determinismo. El universo es teóricamente predecible.

_ Reducción del papel de Dios en la cosmología. La ciencia resultando del giro copernicano no niega la existencia de Dos, pero desvincula el estudio del universo del estudio de la existencia de la divinidad.

_ Importancia de la naturaleza. Desde el momento en que Dios la creo y le dio sus leyes, evoluciona por sí misma de manera autosuficiente, son necesidad de la intervención divina. Hasta cierto punto el ser humano, depende de ella, y esta sometido a sus leyes físicas.

_ Inseguridad. El ser humano comprende que ocupa un diminuto rincón en un universo tal vez infinito.

_ Poder de la razón. Aunque se cree firmemente en el determinismo de las leyes físicas, el ser humano también se siente mas poderosos por haberlas llegado a comprender, de hecho, cree que puede conocer la estructura y las leyes del universo por medo de su razón.

COSMOVISION ACTUAL.

Teoría de la Relatividad. Macrocosmos. Einstein publico la teoría de la relatividad especial en 1905. Esta teoría echaba por tierra las convenciones de la física clásica, pues afirmaba que no existe un espacio y un tiempo absolutos e independientes del sujeto que los experimenta. Espacio y tiempo son medidas que obtiene un observador y el tiempo transcurre de distinta manera para dos observadores que viajan a distinta velocidad.

En 1916, Einstein logro generalizar esta teoría y publico la teoría general de la relatividad, de la que se derivan consecuencias revolucionarias.

Uno de los principios que sustenta la relatividad es que nada puede ir más rápido que la luz, ni siquiera la interacción gravitatoria. Por lo tanto, era necesario elaborar de nuevo, la teoría de la gravitación teniendo en cuenta este limite. Para lograrlo, Einstein introdujo la idea de campo gravitatorio, según el cual, la materia deforma la geometría del espacio que la rodea, influyendo sobre los cuerpos que se encuentran en el. Y es que, en las proximidades de una gran masa, el espacio esta más curvado y el tiempo transcurre más lentamente.

Así, aunque la tendencia natural de los palmeral, y en general la de todos los cuerpos celestes, sea recorrer la distancia que se encuentra entre dos puntos por el camino mas corto, si el espacio en el que se mueven es curvado, el planeta acabara trazando una orbita a su alrededor. De esta manera, la teoría de la relatividad explicaba los movimientos orbitales de los planetas. Pero, además, se deciden de ella que el universo se encuentra en un proceso de expansión.

La expansión del universo. Desde la Antigüedad prevalecía la idea de que el universo es estático, es decir que los planetas se mueven pero que el universo permanece en reposo-

El astrónomo Edmund Hubble demostró que efectivamente el universo se esta expandiendo. En 1924, descubrió que la Vía Láctea, no es la única galaxia del universo, sino una mas entre la infinidad de galaxias desperdigadas por el espacio. Además, Hubble se percato de que las galaxias mas alejadas de nuestro sistema se alejan también mas deprisa. Estos descubrimientos obligaban a los científicos a replantearse cuestiones como las dimensiones del universo y su carácter estático.

La confirmación de la expansión del universo generaba, preguntas como: si el cosmos no es estático, y por lo tanto cambiante ¿Cómo era en el paso? ¿Cómo será en el futuro?

Física Cuántica. Microcosmos. Al mismo tiempo que el universo adquiría nuevas dimensiones y aparecían teorías, el mundo atómico empezó a revelar características sorprendentes y paradójicas desde el punto de vista de la física clásica o newtoniana.

Dualidad Onda- Partícula. A partir de las investigaciones de Einstein y Max Planck, se destruye la oposición tradicional entre materia y energía, puesto que ambas pueden ser interpretadas y estudiadas asignándoles naturaleza corpuscular y ondulatoria.

Según la física cuántica, tanto la materia, como la energía se comportan como partículas y como ondas.

En 1900, Marx Planck descubrió que la energía no se emite de manera continua sino en “paquetes” de naturaleza discontinua. Poco después Einstein, identificaba los cuantos de luz, a los que llamo fotones. Por otra parte, Louis de Broglie propuso que no solo los fotones, sino también los electrones se comportan como particular y como ondas. Experimentos posteriores demostraron que, de hecho, todas las particular materiales presentan un comportamiento ondulatorio.

En consonancia con esta dualidad de la realidad, en el seno de la física cuántica se alaboraron dos teorías alternativas, pero equivalentes, basadas en el principio de incertidumbre.

_ Mecanica matricial de Werner Heisenberg. Interpreta los procesos físicos como procesos discontinuos de la naturaleza corpuscular, ya que así son nuestras observaciones y el conocimiento que podemos tener de ellas.

_ Mecánica ondulatoria de Schrödinger. Esta formulación prefiere la interpretación de los procesos físicos como procesos continuos y por ello, destaca el comportamiento ondulatorio de la materia.

Principio de Incertidumbre. La mecánica cuántica no puede establecer, simultáneamente y con precisión la posición y la velocidad de una `partícula. Una de las causas de esta imposibilidad es la inevitable interrelación entre el observador y el observado. Dicho de otro modo, toda medición implica una interacción entre el observador y el objeto observado que altera las condiciones de este último. Por ejemplo, al medir la temperatura del agua de una bañera introducimos un termómetro que altera precisamente la temperatura que tratamos de medir. Este hecho, se convierte en problemático cuando hablamos de fenómenos subatómicos, puesto que cualquier alteración, por mínima que sea, resulta significativa y determinante.

Superposición Cuántica. Una de las consecuencias más sorprendente de la mecánica cuántica se deriva de las ecuaciones de Schrödinger, que llegan a predecir que dos realidades diferentes y opuestas pueden llegar a superponerse simultáneamente.

El propio Schrödinger fue uno de los primeros en darse cuenta de as sorprendentes consecuencias de su teoría, tal y como se pone de manifiesto en la paradoja conocida como el gato de Schrödinger-

Implicaciones Filosóficas. La física cuántica supone una nueva concepción de la realidad y de la posibilidad de conocerla. Estas consecuencias dejan insatisfechos a los científicos que se resisten a abandonar la concepción tradicional de la física. Sin embargo, la física cuántica ha demostrado ser la teoría mas completa que se posee en la actualidad. Algunas de las implicaciones son:

_ Imposibilidad de separación objeto- sujeto. Hemos visto al hablar del principio de incertidumbre que para observar algo hay que interaccionar en ello. Ciando lo observado es de tamaño suficientemente pequeño esta interacción condiciona el resultado del experimento. Por lo tanto, la física cuántica llega a poner en entredicho la creencia de que el Mundo es una realidad objetiva que el ser humano puede llegar a conocer.

_ Indeterminismo y ruptura de la casualidad

_ Alejamiento respecto al sentido común