1604, un 'annus mirabilis' para Galileo Galilei y para la ciencia

Por extraño que pueda parecer, en la historia de la ciencia abundan los ejemplos de personajes que disfrutaron de un período de su vida realmente extraordinario, en el que acumularon hallazgos y descubrimientos asombrosos, muchos de los cuales se encuentran en el mismísimo corazón del cuerpo de conocimientos que podríamos denominar como ciencia moderna. 

Estos períodos suelen ser relativamente breves, de un año o año y medio a lo sumo, pero durante esos meses el talento de algunos genios ha brillado de manera incomparable. Son conocidos, por ejemplo, los casos de Albert Einstein y de Isaac Newton, el primero de los cuales envió a la prestigiosa revista Annalen Der Physik, durante el año milagroso de 1905, nada menos que cinco artículos que describían trabajos cada uno de los cuales por separado merecía el premio Nobel, mientras que el segundo, entre 1665 y 1666, ideaba, según su propia confesión, cosas como el cálculo infinitesimal o revolucionarias teorías sobre la naturaleza de la luz y de la gravedad.

Padre de la ciencia moderna

Galileo Galilei, la lumbrera renacentista al que muchos han apodado como el padre de la ciencia moderna, probó a su vez esa extraña explosión de genio en su Annus mirabilis de 1604, durante su fructífera estancia en Padua, ciudad dentro de la órbita de la poderosa República de Venecia a la que se había trasladado doce años antes, entre otras cosas, debido a sus diferencias con los Medici de la ciudad de Florencia. 

En Padua, Galileo se había asentado y fundado una especie de familia, ya que en 1599 había conocido a su pareja, Marina, con la que ya tenía dos hijas, a pesar de que ni estaban casados ni tan siquiera vivían juntos. Trabajaba en la universidad, donde daba clases de geometría, mecánica y astronomía, y el ambiente de libertad intelectual de la ciudad era idóneo para que pudiese dedicarse a sus investigaciones sin cortapisas. Fue en ese entorno de relativa estabilidad en el que nuestro genio, uno de esos personajes fabulosos que produjo el Renacimiento y al que tal vez solo pueda compararse Leonardo da Vinci, alumbró algunas de las ideas que contribuirían a cambiar el mundo para siempre. 

Y 1604 fue el año más decisivo en ese sentido. 

Para empezar, en julio de ese mismo año Galileo puso a punto su famosa bomba de agua, la cual probó en un jardín de la ciudad para asombro y regocijo de propios y extraños. Es característico de genios renacentistas como nuestro héroe o como Da Vinci el dedicarse absolutamente a todo, desde el movimiento de los astros a cosas de lo más prácticas, no en vano estamos hablando de extraordinarios polímatas con una inagotable sed de conocimiento

Experimentación y matemáticas

Pero si por algo es especial el año 1604 en la vida de Galileo es por el descubrimiento de la ley del movimiento uniformemente acelerado, uno de esos hallazgos capitales en la historia de la ciencia que se encuentran detrás de casi todo lo que vino después. Desde sus tiempos en Pisa, nuestro genio venía estudiando la caída de los cuerpos, un tema que le fascinaba profundamente.  

El problema es que resultaba complicado estudiar la caída vertical, pero a Galileo se le ocurrió que utilizar un plano inclinado sobre el que se hiciese rodar una pelota tenía que ser equivalente a dejarla caer en vertical desde lo alto, solo que caería más despacio, dándole tiempo a él a llevar a cabo mediciones más precisas. 

Puesto manos a la obra, Galileo construyó su plano inclinado de madera y se hizo con un reloj de agua para medir el tiempo. A continuación, comenzó sus experimentos. Una de las mejores cualidades del genio de Pisa para dedicarse a la ciencia era su capacidad de combinar la experimentación con las matemáticas, de las que era un apasionado. Así, y a lo largo de innumerables pruebas, Galileo anotó con sumo cuidado la relación entre la distancia recorrida por las bolas y el tiempo transcurrido, dividiendo el tiempo total por la distancia cubierta. 

De esta forma, descubrió que por cada intervalo de tiempo la pelota recorría un número impar de intervalos de distancia. Es decir, para los intervalos temporales 1, 2, 3, 4, 5, etc., se cubrían los intervalos de distancia 1, 3, 5, 7, 9, etc. Como pueden comprobar, resulta que la suma de dichos intervalos es exactamente igual a t2 (9+7+5+3+1=25, que es lo mismo que 5 x 5). Y lo que es igual de importante, la relación de intervalos era la misma independientemente del grado de inclinación del plano.

Principio de relatividad

Lo que el bueno de Galileo acababa de descubrir era que la distancia recorrida por la pelota era proporcional al área de un cuadrado cuyo lado fuese el valor del tiempo o, en términos modernos, que la distancia recorrida es directamente proporcional al cuadrado del tiempo. Estamos hablando nada menos que de la ley del movimiento uniformemente acelerado, uno de los pilares de toda la mecánica moderna. Y lo más asombroso de todo es que Galileo la descubrió utilizando una técnica matemática rudimentaria, sin símbolos algebraicos ni ecuaciones, ya que por aquel entonces no se había descubierto todavía el Cálculo. 

De hecho, algunos estudiosos han puesto en duda que Galileo fuese realmente capaz de llevar a cabo sus experimentos con la precisión descrita, sobre todo por la dificultad para medir el tiempo con dicha precisión. En cualquier caso, lo cierto es que comunicó abiertamente sus conclusiones, y la idea que subyace al concepto de aceleración, junto con otro de sus grandes descubrimientos —el principio de relatividad (invariancia galileana)— se convirtieron en el germen a partir del cual más tarde Newton formularía sus célebres leyes de la mecánica, que dominarían la física moderna y todo el desarrollo tecnológico del mundo hasta principios del siglo XX. 

La nueva estrella

Pero aún no había terminado la cosa, ni muchísimo menos. El 10 de octubre de ese mismo año de 1604, una supernova se hizo visible en el cielo de Padua. Un acontecimiento así no podía pasar desapercibido a una mente inquieta, y mucho menos a la de Galileo. ¿De dónde había salido esa «estrella»? 

En aquella época, el de Pisa todavía no era abiertamente copernicano, pero tenía serias dudas de que los cielos fuesen inmutables, tal y como aseguraba la vieja cosmología aristotélica. La clave, por supuesto, estaba en la distancia. Si la nueva «estrella» había surgido en un lugar cercano a la Tierra, digamos a la altura de la Luna o de los planetas, ello era admisible dentro del canon vigente, ya que dentro de esa zona no había problema con que se produjesen cambios. Pero si el evento tenía lugar más allá, entonces la cosa cambiaba. Una estrella no puede aparecer y desaparecer en un firmamento inmutable. 

Ya en 1572, el gran astrónomo danés Tycho Brahe había detectado otra supernova, y sus cuidadosas mediciones le habían hecho llegar a la conclusión de que no podía tratarse de un objeto cercano, como por ejemplo un cometa. Sin embargo, el peso de la tradición no le había permitido ir más allá. Galileo, por el contrario, carecía de prejuicios. Además, el fenómeno de 1604 —hoy conocido como «supernova de Kepler»— estaba causando sensación en Padua, dado que la supernova pronto se hizo casi tan brillante como Venus, y todo el mundo quería saber qué opinaba el profesor de astronomía de su universidad.

Los cálculos de Galileo, al igual que los que treinta años antes había realizado Tycho, dejaban pocas dudas de que el objeto había aparecido más allá de la órbita de la Luna, dado que permanecía inmóvil en el firmamento. De hecho, en las conferencias que nuestro genio dio en la universidad ante una audiencia que abarrotaba la sala, es muy probable que Galileo explicase de la forma más sencilla posible cómo funciona el paralaje. Cuando este se aplicaba sobre el fondo de estrellas, era evidente que la «nueva» se encontraba a su altura, es decir, en medio de la supuesta esfera de estrellas fijas. 

En otras palabras, el cielo, de inmutable, nada. Donde Galileo se metió en serias dificultades fue a la hora de explicar de dónde y cómo había surgido la nueva «estrella», algo lógico teniendo en cuenta que no se trataba en realidad de una estrella nueva, sino de una invisible a simple vista que había explosionado. Esas dificultades llevaron a algunos a cuestionar sus conclusiones, alegando que tal vez se tratase de una estrella que ya estaba allí y que se había vuelto más brillante por alguna alteración repentina del aire —lo cual, curiosamente, era cierto, ¡aunque no por esa razón!—

La prueba irrefutable

Muchos apoyaron estas explicaciones alternativas, en la mayoría de los casos aportando únicamente argumentos teológicos del tipo de que no podía tratarse de nada nuevo simplemente porque Dios había terminado la Creación en el sexto día, y punto. 

Sin embargo, otros astrónomos destacados, incluyendo a Kepler, estaban llegando a las mismas conclusiones que nuestro héroe. El fenómeno, se tratase de lo que se tratase, había tenido lugar sin duda más allá de lo que la teoría vigente postulaba como terreno aceptable para que se produjesen cambios. Así, aunque Nicolás Copérnico había formulado la nueva teoría heliocéntrica hacía décadas, era la primera vez que se presentaba una prueba irrefutable de que las milenarias ideas de Aristóteles y Ptolomeo, abrazadas por la Iglesia casi como dogma de fe, no se ajustaban a la realidad. 

Desde ese momento, los astrónomos se fueron cambiando de bando poco a poco y más o menos solapadamente, sobre todo a partir de las observaciones que algunos años más tarde llevaría a cabo el propio Galileo echando mano de su nuevo y revolucionario telescopio, sin duda, uno de esos instrumentos destinados a cambiar la historia, y que le permitirían descubrir cosas como el relieve de la Luna, las fases de Venus o los satélites de Júpiter. En poco tiempo, el genio de Pisa se echó completamente en brazos de la teoría de Copérnico, comenzando una larga trayectoria que, tal y como es bien sabido, le llevaría a enfrentarse abiertamente con el mismísimo Vaticano.

Uno de los mayores genios

Es menos conocido, sin embargo, que el germen de dicho enfrentamiento se encuentra en la supernova de 1604, un fenómeno que le hizo preguntarse, parafraseando a Séneca: «¿Está quieto nuestro hogar o se mueve muy rápido? ¿Hace Dios que todo gire a nuestro alrededor o nos ha puesto a nosotros en movimiento?». 

Como ven, el Annus mirabilis de Galileo no tuvo desperdicio. Las aportaciones de uno de los mayores genios que haya dado la humanidad fueron extraordinarias, tanto antes como con posterioridad a esa fecha, pero pocas pueden compararse con el impacto que los descubrimientos de la ley del movimiento uniformemente acelerado y de la posición de la supernova de Kepler tuvieron en el devenir de la historia de la ciencia. Cierto es que tuvo suerte con esta última, ya que no ha vuelto a observarse nada parecido a simple vista desde entonces, pero las oportunidades hay que saber aprovecharlas y en eso también era un maestro Galileo, ese gigante intelectual cuyo descomunal talento desembocó en el año 1604 en un estallido de luz que alumbró el mundo como si de la mismísima supernova se tratase.