El universo de las dos esferas
Pese a la existencia de cosmologías anti-estáticas en la antigüedad, para la mayor parte de los filósofos y astrónomos griegos, desde el siglo –IV, el universo estaba delimitado por una esfera gigantesca que se encontraba en rotación y que arrastraba consigo a las estrellas, que mantenían inalterables sus posiciones relativas a lo largo de la rotación de la esfera (por lo que le llamaron esfera “de las estrellas fijas”), y en cuyo centro geométrico se encontraba la Tierra, que era otra esfera, mucho más pequeña que la anterior, que permanecía inmóvil en dicho centro. Más allá de la gigantesca esfera de las estrellas fijas no se concebía la existencia de espacio ni materia alguna.
Tradicionalmente esta interpretación del universo, (cuyo origen no se ha podido establecer con seguridad), fue conocida como “el universo de las dos esferas”. Los astrónomos y filósofos que la defendieron afirmaban también (aunque manteniendo importantes diferencias entre sus especulaciones) la existencia de mecanismos cosmológicos, más o menos numerosos, con los que explicaban el movimiento del Sol, la Luna y los planetas que, según los datos de la observación, tenían lugar entre las dos esferas.
Así, más que una cosmología, el universo de las dos esferas representaría un marco estructural en el que se encuadraban distintas concepciones del universo, marco que sería adoptado mayoritariamente en los 19 siglos siguientes hasta la época de Galileo, con la excepción de algunos pocos filósofos, como Demócrito, en la antigüedad, como ya hemos visto, y Giordano Bruno, en el Renacimiento, por ejemplo (Copérnico, pese a su revolución astronómica, se mantendrá todavía dentro de dicho marco).
Más allá de las explicaciones técnicas ofrecidas por los defensores del universo de las dos esferas se apelaba, para su validación, a la concordancia de tal sistema con los datos de la observación (de la observación realizable desde determinadas latitudes: de Babilonia a Grecia, donde parece haber estado la cuna de dicha representación del universo). Desde ellas el cielo parece, efectivamente, una bóveda; las estrellas parecen moverse en grupo y estar incrustadas en la bóveda, que gira alrededor de la Tierra una vez cada casi 24 horas; vemos que el Sol y la Luna giran también de un modo "evidente" alrededor de la Tierra, mientras que esta no se mueve en absoluto; el mástil de un barco desaparece en la lejanía del mar tras haberlo hecho el casco de la embarcación, etc. Pero no sólo se apelaba a la observación, sino también a elementos de orden estético, como la consideración de que la esfera es el cuerpo geométrico perfecto, (y como tal debería corresponder a la perfección de los cielos), así como a elementos de orden filosófico-teológico, como la similitud y simetría entre las dos esferas (que Copérnico intentará conservar), argumentos, todos ellos, que trascienden los datos de la observación. En conjunto eran, sin duda, fuertes argumentos, en los que convenían la inmensa mayoría, a favor de la hipótesis geocéntrica.
En definitiva, podemos afirmar que los tres presupuestos básicos en los que se fundará la astronomía clásica se encuentran enunciados en la concepción del universo de las dos esferas: el geocentrismo, la existencia de dos esferas homocéntricas y la afirmación del movimiento circular y uniforme como propio de los orbes celestes.
El problema de los planetas en la astronomía clásica
Entre las dos esferas hay otros astros con movimientos que, comparados con la regularidad del movimiento de las estrellas fijas, eran notoriamente irregulares, aunque en distinto grado. Estos astros fueron llamados por los griegos “planetas” (es decir, errantes, vagabundos) y son, además del Sol, la Luna, Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno, los únicos observables a simple vista y que se caracterizaban por ser los únicos que no mantenían fijas sus posiciones relativas respecto a los demás astros y la esfera de las estrellas fijas.
El movimiento aparente del Sol era doble: un movimiento diario de este a oeste que completaba un giro sobre la Tierra cada 24 horas, y un movimiento anual; de oeste a este, que se desplazaba sobre el fondo de la esfera de las estrellas fijas (que gira, a gran velocidad, en dirección contraria a la del Sol) a casi 1 grado diario de la bóveda celeste. Este desplazamiento anual del Sol se realiza con regularidad siguiendo una trayectoria circular conocida con el nombre de “eclíptica”, que corta el ecuador celeste con un ángulo de 23 grados y medio. Debido a esta regularidad de los movimientos aparentes del Sol, era fácil identificar los solsticios de verano e invierno (que debían ocupar puntos diametralmente opuestos en la eclíptica) así como los equinoccios de primavera y otoño. La explicación de sus pequeñas irregularidades, pues, no planteaba grandes problemas a la hora de establecer su concordancia con el universo de las dos esferas.
Sin embargo, no todos los astros gozan de la regularidad y sencillez de los movimientos de la esfera de las estrellas fijas y del Sol. Del resto de planetas, el que ofrecía el movimiento más regular era la Luna, pese a las variaciones de los intervalos de algunas fases lunares, lo que permitió incluso elaborar calendarios lunares, aunque no exentos de problemas (ya que no podían, sin la introducción de complejos cálculos derivados de observaciones a lo largo de varias generaciones, dar cuenta de las variaciones climáticas estacionales, tan indispensables para la actividad agrícola). Estos problemas, sin embargo, pese a su complejidad, los resolvieron ya los astrónomos babilonios y sus datos fueron incorporados al universo de las dos esferas.
Por lo que respecta al resto de planetas, se desplazan de este a oeste, en un movimiento diario, acompañando a las estrellas fijas, pero también, con lentitud, hacia el oeste, a través de las estrellas, hasta volver a su posición “inicial” (la del comienzo de la observación) al cabo de cierto tiempo. Todos ellos se mantienen próximos a la eclíptica, aunque con algunas irregularidades. En su movimiento “normal” de este a oeste, los 5 planetas conocidos en la antigüedad experimentan, durante cierto tiempo, un cambio de sentido, retrocediendo hacia el este, en lugar de continuar su desplazamiento hacia el oeste, en un movimiento de retroceso o “retrogradación” que los caracteriza, y que complica su inserción en la regularidad de movimientos del universo de las dos esferas.
Por lo demás, algunos planetas, como Mercurio y Venus, se mueven siempre en órbitas cercanas a la del Sol, resultando visibles con facilidad al alba y al ocaso (dependiendo de la fase de su movimiento), por lo que fueron llamados estrellas matutinas y vespertinas, aunque si su órbita se encuentra demasiado cercana a la del Sol no pueden ser observados. Fueron llamados planetas inferiores. Los otros planetas, Marte, Júpiter y Saturno, fueron llamados superiores, ya que se mueven en órbitas que se alejan o acercan a la del Sol (en “conjunción” y en “oposición”, a 180 grados), ocupando posiciones intermedias entre ambos extremos.
Sobre la explicación del movimiento de los planetas y de sus irregularidades recaerá el peso de la investigación en astronomía, con el fin de dar cuenta de la posición de cada planeta en el pasado y en el futuro. El principal problema, el llamado problema de los planetas, se plantea al intentar concordar el movimiento aparente (errático) de los planetas con el presupuesto de que las órbitas deben ser circulares, de acuerdo con la aparente circularidad del movimiento de la esfera de las estrellas fijas. En el marco del universo de las dos esferas, el movimiento de los planetas debería mantener la simetría de ambas, por lo que sus órbitas deberían ser circulares y concéntricas a la Tierra, con un movimiento regular uniforme, lo que no ocurre (a excepción del Sol y la Luna) y menos aún si tenemos en cuenta los movimientos de retrogradación. Pero además, todo parecía indicar que sus órbitas se encontraban entre las dos esferas, suponiéndose que los planetas cuya órbita era más rápida estaban más cerca de la Tierra, y aquellos cuya órbita era más lenta se encontraban más alejados de ésta (lo que planteaba un problema adicional de cálculo, al partir de una hipótesis geocéntrica; hoy sabemos que los planetas no orbitan entre las dos esferas: los superiores orbitan más allá de la Tierra, mientras que los inferiores lo hacen entre el Sol y la Tierra).
La observación de los planetas, de sus irregularidades y de otros fenómenos en los que intervienen (como los eclipses) realizadas por los babilonios y utilizadas para realizar predicciones (siglo –VIII) fueron la base de la astrología y dotaron a los astrónomos griegos de datos acumulados durante siglos para intentar solucionar el problema de los planetas.
