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La gravedad y otras geniales aportaciones de Isaac Newton

El trabajo del astrónomo, físico y matemático inglés fue clave para sentar las bases de la ciencia moderna.

24-12-2021

Por Consuelo Doddoli, Ciencia UNAM-DGDC

Actualmente sabemos que los planetas del Sistema Solar giran alrededor del Sol en órbitas elípticas. Sin embargo, durante la mayor parte de la historia de la humanidad se pensó que la Tierra estaba en el centro del universo y que las estrellas y el Sol giraban en torno de la Tierra en órbitas circulares (modelo geocéntrico).

Aunque hubo muchas personas que no estaban de acuerdo con este modelo, fue hasta el siglo XVI que Nicolas Copérnico (1473-1543) publicó una obra donde presenta el modelo heliocéntrico del universo. En este modelo, por primera vez se utilizan cálculos matemáticos para proponer que la Tierra y los cinco planetas, conocidos hasta entonces (Mercurio, Venus, Marte Júpiter y Saturno), giraban alrededor del al Sol, aunque se mantuvo la idea de que las órbitas eran circulares.

Años después, el modelo heliocéntrico adquiere mayor exactitud cuando Johannes Kepler (1571-1630) basado en las observaciones de Tycho Brahe, notó que las órbitas planetarias eran elípticas y no circulares como se había creído hasta entonces. 

Otro personaje central en la confirmación del modelo heliocéntrico del universo fue Galileo Galilei (1564-1642). Él observó las fases de Venus y se dio cuenta que se explicaban si el Sol estaba en el centro del Sistema Solar y la Tierra se movía en una órbita más lejana que las de Mercurio y Venus.

Además, entre otros trabajos importantes, formuló las primeras leyes sobre la caída de los cuerpos y la trayectoria parabólica de los proyectiles, recuerda Julieta Fierro, investigadora del Instituto de Astronomía de la UNAM.

Sin embargo —precisa la astrónoma— no se había descrito matemáticamente la manera en que los objetos caen hacia la Tierra cuando se sueltan, ni tampoco cómo los planetas se mantienen en órbitas elípticas alrededor del Sol. Fue Isaac Newton quien desarrolló esta expresión matemática en la ley de la gravitación universal.

¿Quién fue Newton?

Según el calendario juliano, usado en ese tiempo, Isaac Newton nació el día de Navidad, el 25 de diciembre del año 1642; fecha que corresponde al 4 de enero de 1643 en el calendario gregoriano.

Sus primeros años de vida los pasó en Woolsthorpe, en el condado de Linconshire en Inglaterra. Procedía de una familia de granjeros, no conoció a su padre quien murió poco antes de que él naciera. Su madre se volvió a casar y se fue a vivir a una aldea cercana, dejando a Newton bajo el cuidado de su abuela materna.

Al poco tiempo, la madre de Newton enviudó por segunda vez y regresó a vivir con él. Su madre lo retiró de la Escuela de Gramática de Grantham, ya que sus calificaciones no eran buenas y mostraba poco interés en los trabajos escolares. Uno de sus tíos maternos, intervino para convencer a la madre, de que Newton debía prepararse para ser admitido en Cambridge, por lo que a los 18 años ingresó al Trinity College.

En esa época, en Cambridge aún se enseñaba la filosofía de Aristóteles (384 a. C.-322 a. C) y el modelo geocéntrico del universo. Sin embargo, a partir del tercer año, Newton pudo estudiar a filósofos de la época como Descartes, Gassendi y Boyler. Entre otras cosas, conoció las nuevas álgebras y la geometría analítica, así como los trabajos realizados por Galileo.

En el verano de 1665, la peste bubónica invadió Londres, por lo que la universidad tuvo que cerrar y Newton volvió a su casa en Lincolnshire. Allí, durante un periodo menor de dos años, realizó sus trabajos más importantes en matemáticas, óptica, física y astronomía.


“Sin duda, el descubrimiento más sobresaliente de Newton fue haberse dado cuenta de que la fuerza que nos permite permanecer parados en el piso es la misma que sostiene a la Luna en órbita alrededor de la Tierra”, afirma Julieta Fierro.

A esta fuerza le llamó gravedad. Este descubrimiento le permitió encontrar una descripción matemática de la fuerza de gravedad y establecer las tres Leyes de Newton, donde explica la relación que existe entre las fuerzas que actúan en un cuerpo y el movimiento de este cuerpo como consecuencia de la fuerza.

La investigadora agrega que estas leyes permiten entender tanto el movimiento de los cuerpos celestes como terrestres.

Además, Newton realizó estudios sobre la luz. En esa época se creía que la luz del Sol era blanca y pura y que los colores se debían a una modificación de ella. Newton demostró que la luz blanca es en realidad una mezcla de diferentes tipos de rayos de colores. Los mismos que se observan en los arcoíris.

Otro de sus trabajos importantes fue en matemáticas donde sentó las bases para el desarrollo del cálculo diferencia e integral. Casi al mismo tiempo, de forma independiente, el filósofo Leibniz desarrolló un trabajo similar, por lo que el crédito de este desarrollo se le da a los dos personajes.

Isaac Newton pasó los últimos años de su vida en Londres, falleció el 20 de marzo de 1727 a los 84 años tras haber alcanzado una reputación como ningún otro científico lo hiciera hasta esa época.

El trabajo de Newton es muy vasto en diferentes áreas de la ciencia. Sin embargo, los descubrimientos sobre las leyes de la gravedad, el cálculo y la luz lo convierten en uno de los pilares más importantes de la ciencia moderna, concluye Julieta Fierro.


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