El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo - Universidad ...

El origen de las ideas sobre elespacio y el tiempoHéctor VucetichObservatorio AstronómicoUniversidad Nacional de La PlataEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.1/59

IntroducciónEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.2/59

Espacio, tiempo y cienciaTodas las disciplinas de la ciencia modernatoman como dadas las nociones de espacio ytiempo:• Física: Movimiento de partículas.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.3/59

Espacio, tiempo y cienciaTodas las disciplinas de la ciencia modernatoman como dadas las nociones de espacio ytiempo:• Física: Movimiento de partículas.• Química: Flujo de reactivos.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.3/59

Espacio, tiempo y cienciaTodas las disciplinas de la ciencia modernatoman como dadas las nociones de espacio ytiempo:• Física: Movimiento de partículas.• Química: Flujo de reactivos.• Ecología: Migración de poblaciones.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.3/59

Espacio, tiempo y cienciaTodas las disciplinas de la ciencia modernatoman como dadas las nociones de espacio ytiempo:• Física: Movimiento de partículas.• Química: Flujo de reactivos.• Ecología: Migración de poblaciones.• Sociología: Intercambios entre culturas.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.3/59

Espacio, tiempo y filosofíaLas preguntas “¿Qué es el espacio?” o “¿Qué esel tiempo?” pertenecen en realidad a laprotofísica: la rama de la ontología científica quetrata con los presupuestos básicos de la física.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.4/59

Las nociones básicas• La noción de devenir.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.5/59

Las nociones básicas• La noción de devenir.• La noción de distancia.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.5/59

Las nociones básicas• La noción de devenir.• La noción de distancia.• La de estructura geométrica.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.5/59

Las nociones básicas• La noción de devenir.• La noción de distancia.• La de estructura geométrica.• La de simultaneidad.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.5/59

Las nociones básicas• La noción de devenir.• La noción de distancia.• La de estructura geométrica.• La de simultaneidad.• La conexión entre espacio y tiempo.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.5/59

Las nociones básicas• La noción de devenir.• La noción de distancia.• La de estructura geométrica.• La de simultaneidad.• La conexión entre espacio y tiempo.• El principio de relatividad.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.5/59

Tiempo y AstronomíaEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.6/59

Los dioses más antiguosEn los tiempos antiguos sólo la diferencia entredía y noche parece haber sido importante.De Caos nacieron Erebo y la negraNoche; y de ésta, a su vez, Éter y Hemera(el Día).Hesíodo TeogoníaEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.7/59

Las estaciones• Al nacer las Pléyades. . . comienza lacosecha. Al sumergirse, la siembra.Hesíodo Los Trabajos y los DíasEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.8/59

Las estaciones• Al nacer las Pléyades. . . comienza lacosecha. Al sumergirse, la siembra.• Ordena. . . aventar el trigo. . . ni bienaparezca la fuerza de Orión. . .Hesíodo Los Trabajos y los DíasEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.8/59

Las estaciones• Al nacer las Pléyades. . . comienza lacosecha. Al sumergirse, la siembra.• Ordena. . . aventar el trigo. . . ni bienaparezca la fuerza de Orión. . .• Cuando Orión y Sirio estuvieren en medio delcielo y la Aurora de rosados dedos vea aArturo. . . lleva a tu casa todos los racimos.Hesíodo Los Trabajos y los DíasEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.8/59

El tiempo circularCual generación de hojas, así la devarones.El viento esparce hojas por la tierra,pero la selvafloreciente las crea al llegar lasiguiente primavera.Así, cuando una generación surge,otra desaparece.Homero Iliada, viEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.9/59

Heráclito• 91: Porque no es posible entrar dos veces enun río que se dispersa, se reune, se acerca yse retira.• 94: El sol no sobrepasará sus medidas. De locontrario, las Erinias, servidoras de laJusticia, lo descubrirán.• 52: El tiempo es un niño que juega con losdados; el reino es de un niño.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.10/59

Las primeras nociones delespacioEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.11/59

Distancia recorridaNueve días y noches un bloque debroncetardaría en caer desde el cielo a latierra.Y nueve días y noches ese bloquede broncetardaría en caer desde la tierra alTártaro.Hesíodo, TeogoníaEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.12/59

EgiptoPara reparar los daños que ocasionaba el Nilo ensus crecidas, debieron desarrollar relaciones entredistancias que fueron el germen de la geometríaeuclídea. Éstas eran empíricas y no parecehaber existido en Egipto la idea de demostración,esencial para conectar distintos conceptos entresí.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.13/59

El triángulo pitagórico egipcioFigura 0: El triángulo pitagórico 3, 4, 5.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.14/59

DirecciónAlegre desplegó su vela el brillanteOdiseo. . . mientras miraba las Pléyades yel tardío Boyero y la Osa que siemprecircula en su lugar. . . , y es la única queno participa de los baños del Océano;pues la bella Calypso le había ordenadotenerla a su izquierda en su viaje marino.Homero Odisea vEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.15/59

Los primeros pasos engeometríaEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.16/59

TalesTales de Mileto dio origen a la ciencia y lafilosofíaDespués de los negocios públicos (Tales)se dio a la especulación de la Naturaleza.. . . escribió dos cosas, que son: Delregreso del sol de un trópico a otro y Delequinoccio: lo demás, dijo, era fácil deentender.Diógenes Laercio VidasEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.17/59

Las PirámidesFigura 0: El experimento de TalesEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.18/59

¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡El túnel de Eupalino¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡Figura 0: El diseño de EupalinoEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.19/59

El siglo de PericlesEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.20/59

Pericles y AspasiaHacia el año 450 aC llegó a Atenas Aspasia, unadama de Megara. Pericles, el político más exitoso,se enamoró perdidamente de ella. Aspasiaconvenció a su novio que trajese a grandesfilósofos a la ciudad: Parménides, Zenón y Anaxágoras.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.21/59

AnaxágorasAnaxágoras enseñaba• . . . Habiendo caído una piedra del cielo. . .dijo Anaxágoras que todo el cielo estabacompuesto de piedrasEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.22/59

AnaxágorasAnaxágoras enseñaba• . . . Habiendo caído una piedra del cielo. . .dijo Anaxágoras que todo el cielo estabacompuesto de piedras• El sol es un globo de fuego y mayor que elPeloponeso. . .El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.22/59

AnaxágorasAnaxágoras enseñaba• . . . Habiendo caído una piedra del cielo. . .dijo Anaxágoras que todo el cielo estabacompuesto de piedras• El sol es un globo de fuego y mayor que elPeloponeso. . .• La luna está habitada y tiene collados yvalles. . .El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.22/59

Epicuro (200 años después)• Para nosotros, el tamaño del sol, la luna o lasestrellas es exactamente el que vemos. . . Asíparecen los fuegos en la Tierra al que los vea la distancia.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.23/59

Epicuro (200 años después)• Para nosotros, el tamaño del sol, la luna o lasestrellas es exactamente el que vemos. . . Asíparecen los fuegos en la Tierra al que los vea la distancia.• Puesto que estas observaciones no están endiscrepancia con lo manifiestamentevisible. . . no temamos a los serviles artificiosde los astrónomos.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.23/59

El juicio de AnaxágorasLos ciudadanos de Atenas, como los deotras ciudades en otras épocas ycontinentes, mostraron cierta hostilidad alos que intentaron introducir un nivel máselevado de cultura. . . y aprobaron una leypermitiendo la denuncia de los que nopracticaban la religión y enseñabanteorías sobre las cosas de lo alto.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.24/59

El juicio de Anaxágoras (2)Bajo esta ley persiguieron a Anaxágoras,que fue acusado de enseñar que el Solera una piedra al rojo vivo y que la lunaera tierra. No se sabe de fijo qué ocurrió,excepto que Anaxágoras tuvo queabandonar Atenas.B. Russell Historia de la Filosofía OccidentalEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.25/59

El juicio de Anaxágoras (3)Diógenes Laercio menciona que habiéndose enteradoAnaxágoras de haber sido condenado amuerte en ausencia, comentó que desde el nacimientola Naturaleza había condenado a muertetanto a sus acusadores como a él.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.26/59

La escuela de AlejandríaEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.27/59

La Biblioteca y el Museo• La Biblioteca estaba destinada a coleccionarmanuscritos de todas partes del mundo,principalmente helénicos.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.28/59

La Biblioteca y el Museo• La Biblioteca estaba destinada a coleccionarmanuscritos de todas partes del mundo,principalmente helénicos.• El Museo fue el primer Instituto deInvestigación de la historia.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.28/59

La Biblioteca y el Museo• La Biblioteca estaba destinada a coleccionarmanuscritos de todas partes del mundo,principalmente helénicos.• El Museo fue el primer Instituto deInvestigación de la historia.• Entre los dos, formaron la primeraUniversidad del mundo.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.28/59

EuclidesFigura 0: Euclides y sus discípulos.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.29/59

Física TeóricaEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.30/59

EratóstenesProbablemente, uno de los descubrimientosconceptuales más importantes de la escuela deAlejandría fue el de que espacio y tiempo estánconectados a través de la relación desimultaneidad. Tal vez el primero en conseguirlofue Eratóstenes, quien por primera vezdeterminó el radio de la Tierra.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.31/59

El radio terrestrereplacementsR αDFigura 0: El radio de la Tierra.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.32/59

HiparcorDRSFigura 0: El razonamiento de HiparcoEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.33/59

La búsqueda del movimientoEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.34/59

El miedo al cambioNo es de extrañar que la inestabilidad perpetuaque pregonó Heráclito haya aterrorizado a losgriegosTorne a afirmar que el fuego es la ceniza,La carne el polvo, el río la huidizaImagen de tu vida y de mi vidaQue lentamente se nos va de prisa.J. L. Borges RubayiátEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.35/59

Zenón. . . la flecha en movimiento está inmóvil. . .en el acto que ocupa un espacio igual a símismo, o está en reposo o bien enmovimiento, pero como el móvil estásiempre en el instante, la flecha enmovimiento está inmóvil.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.36/59

El movimiento en GreciaLa física y la matemática griegas se ocuparon,fundamentalmente, de objetos estáticos. No huboningún estudio profundo de las leyes del movimiento,como los de Arquímedes sobre estática.El movimiento planetario, casi el único que setrató en forma matemática, se describió con modelossimplificados, que no lo explicaban.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.37/59

AristótelesFigura 0: Aristóteles.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.38/59

Los motoresEn la filosofía aristotélica, todo movimientorequiere un motor:• Todo móvil debe ser movido por un motor.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.39/59

Los motoresEn la filosofía aristotélica, todo movimientorequiere un motor:• Todo móvil debe ser movido por un motor.• Puesto que todo móvil es movido por unmotor. . . es necesario que haya un primermotor. . . y que el primer motor sea inmóvil.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.39/59

Movimientos naturales y forzadosAdemás, el movimiento en Aristóteles podía sernatural o forzado: En el movimiento natural uncuerpo tendía a ocupar su lugar natural en elespacio: los leves arriba, los graves abajo. Loscuerpos celestes, sin gravedad ni ligereza, semueven necesariamente con movimiento naturalcircular.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.40/59

TeologíaLa concepción aristotélica del movimiento pasó aoccidente a través de los árabes y, en susmejores momentos, la teología medievalidentificó al Primer Motor con Diosl’ amor che move il sole e l’ altre stelleDante Alighieri Par. XXXIII, 145El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.41/59

La ruptura con el pasadoEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.42/59

El análisis del movimientoEl análisis correcto del cambio pertenece a laedad de la razón y ayudó a originarla. La astronomíajugó aquí un papel importante y ese fueuno de los reencuentros más fértiles entre cienciay filosofía.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.43/59

Ticho BraheFigura 0: Tycho Brahe en su observatorioEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.44/59

KéplerFigura 0: Johannes KéplerEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.45/59

Las hipótesis de KéplerKépler partió de varias oscuras convicciones:• El sol, como centro del Universo, ejercealguna influencia física sobre el movimientoplanetario.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.46/59

Las hipótesis de KéplerKépler partió de varias oscuras convicciones:• El sol, como centro del Universo, ejercealguna influencia física sobre el movimientoplanetario.• El movimiento planetario obedece leyesmatemáticas simples.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.46/59

Las hipótesis de KéplerKépler partió de varias oscuras convicciones:• El sol, como centro del Universo, ejercealguna influencia física sobre el movimientoplanetario.• El movimiento planetario obedece leyesmatemáticas simples.• La estructura del sistema solar está tambiéndeterminada por leyes matemáticas simples.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.46/59

Los problemas medievales• Si se lanza una flecha al aire, ¿qué motoresla mantienen en movimiento tras dejar elarco?El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.47/59

Los problemas medievales• Si se lanza una flecha al aire, ¿qué motoresla mantienen en movimiento tras dejar elarco?• Remolinos de aire detrás de la flecha debencoordinar sus movimientos para empujarla.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.47/59

Los problemas medievales• Si se lanza una flecha al aire, ¿qué motoresla mantienen en movimiento tras dejar elarco?• Remolinos de aire detrás de la flecha debencoordinar sus movimientos para empujarla.• ¿Y quien empuja a los remolinos?El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.47/59

GalileoFigura 0: Galileo Galilei en 1636El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.48/59

El movimiento inercialLa clave del laberinto medieval: la existencia deun movimiento espontáneo, el movimientoinercial.Cualquiera que sea el grado de velocidadque se dé a un móvil, está por su propianaturaleza, indeleblemente impreso en él,con tal de que se eliminen todas lascausas de aceleración o retardo. . .El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.49/59

La síntesis newtonianaEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.50/59

NewtonFigura 0: Isaac Newton ca. 1700El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.51/59

Los pasos en la solución• Los elementos del análisis matemático.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.52/59

Los pasos en la solución• Los elementos del análisis matemático.• Las leyes de masa y de acción y reacción.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.52/59

Los pasos en la solución• Los elementos del análisis matemático.• Las leyes de masa y de acción y reacción.• La formulación de la ley de gravitación.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.52/59

Los pasos en la solución• Los elementos del análisis matemático.• Las leyes de masa y de acción y reacción.• La formulación de la ley de gravitación.• La demostración de las leyes de Képler.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.52/59

Los pasos en la solución• Los elementos del análisis matemático.• Las leyes de masa y de acción y reacción.• La formulación de la ley de gravitación.• La demostración de las leyes de Képler.• La elección de un experimento crucial.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.52/59

Newton y Zenón• La posición de un móvil es una función deltiempo: en cada instante, ocupa una posiciónbien definida.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.53/59

Newton y Zenón• La posición de un móvil es una función deltiempo: en cada instante, ocupa una posiciónbien definida.• Así pues, la noción de cambio analizada entérminos modernos, mostró que la intuiciónde Zenón era correcta: ¡la flecha se mueveporque en cada instante está inmóvil!El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.53/59

El mundo relativistaEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.54/59

EinsteinFigura 0: Albert Einstein en familia (1904)El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.55/59

Relatividad y Física• En sus trabajos de 1905, Einstein mostró queel principio de relatividad es compatible conlas demás leyes de la física.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.56/59

Relatividad y Física• En sus trabajos de 1905, Einstein mostró queel principio de relatividad es compatible conlas demás leyes de la física.• Para ello postuló que el espacio y el tiempono son entidades independientes, absolutas.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.56/59

Relatividad y Física• En sus trabajos de 1905, Einstein mostró queel principio de relatividad es compatible conlas demás leyes de la física.• Para ello postuló que el espacio y el tiempono son entidades independientes, absolutas.• Esto dejó de lado 2500 años de tradiciónfilosófica occidental.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.56/59

MinkowskiFigura 0: Hermann MinkowskiEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.57/59

La nueva concepción delmundoLa visión del espacio y el tiempo quedeseo mostrarles nace del humus de lafísica experimental y en eso yace sufuerza. Es subversiva. Desde ahora, elespacio y el tiempo en sí mismos, estáncondenados a transformarse en sombrasy sólo cierta unión entre ellas preservaráuna realidad independiente.El origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.58/59

El espaciotiempoctxEl origen de las ideas sobre el espacio y el tiempo– p.59/59