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Telescopio, más cerca de las estrellas
 
 
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 LA LENTE ESPÍA
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Galileo Galilei se trasladó en 1610 a Florencia, donde defendió las teorías heliocéntricas.

La invención del telescopio es uno de los capítulos más discutidos de la historia de la ciencia. Este instrumento que revolucionó la astronomía y la concepción del mundo a principios del siglo XVI sirvió para que los astrónomos renacentistas pudieran desentrañar algunos secretos de la bóveda celeste. Pero mientras sus lentes acercaban el ojo humano a las estrellas, en la Tierra varios científicos se disputaban la autoría de su invención. Diversos estudios no han conseguido determinar quién inventó el telescopio, que se convirtió debido a su diseño sencillo y su fácil funcionamiento en uno de los inventos más plagiados de la historia. Su expansión por Europa provocó grandes disputas entre los astrónomos del siglo XVII, que descubrían al mismo tiempo nuevos planetas y reivindicaban ser los primeros en haberlos visto.

La falta de una patente que limitara su uso a favor de una determinada compañía industrial y la sencillez de su sistema de dos lentes permitieron el desarrollo de la astronomía y la creación de los grandes telescopios espaciales que hoy siguen desvelando nuevas incógnitas del universo.


UNA MIRADA ATRÁS
El efecto lupa de algunas piedras preciosas se conocía ya en la civilización mesopotámica y en las culturas orientales anteriores a Cristo. En el siglo X los alquimistas medievales ya habían descubierto algunas piedras con capacidades refractivas, es decir, capaces de duplicar la imagen de los objetos que se veían a través de ellas. Estos científicos medievales también observaron que las esferas de cristal y las gotas de agua lograban aumentar las imágenes, pero no eran capaces de dar una explicación al fenómeno. No fue hasta el desarrollo de la óptica a mediados del siglo XIII cuando los artesanos empezaron a reproducir los mecanismos para crear las primeras lentes de aumento.

El descubrimiento tuvo lugar en Venecia, al norte de Italia, una ciudad floreciente en la que los artesanos dominaban las técnicas de fabricación del cristal soplado. En el corazón de los canales venecianos, la isla de Murano se había convertido desde 1291 en el primer centro productor de vidrio de todo el mundo. Los cristaleros de la isla desarrollaron con gran precisión las técnicas de corte, pulido y soplado hasta llegar a conocer todas las propiedades del vidrio. Esto les permitió crear unos discos convexos por ambas caras, muy finos, de poco peso y de una transparencia absoluta, que se usaron para corregir las deficiencias visuales. Montados sobre armazones de metal, cuero o madera, estos cristales con forma de lenteja (lens en latín) solucionaban problemas de visión como la miopía y el astigmatismo. No solo se usaron en gafas, sino también en lupas que permitían ver a mayor tamaño los objetos pequeños. La rápida extensión de las gafas por toda Europa a partir de 1350 animó a muchos cristaleros a pasarse al negocio de la óptica. Fue en algún momento de la historia y en algún taller europeo cuando se descubrió que la combinación de lentes cóncavas y convexas permitía ver de cerca los objetos lejanos.

Sin embargo, la primera referencia documentada no apareció hasta 1570 en Londres, cuando el astrónomo y matemático británico Thomas Digges escribió: “Al situar adecuadamente unos cristales proporcionales en ángulos convenientes puedo descubrir cosas muy alejadas”. En 1578 su compatriota, William Bourne, publicó Inventos y aparatos, donde aseguraba que “para ver cualquier objeto pequeño a gran distancia bastan dos cristales”. Algunos investigadores consideran que años antes el italiano Giambattista della Porta ya había presagiado la invención del telescopio en su Magia naturalis (1558). En este tratado Della Porta realizó un dibujo muy esquemático de lo que podría ser un telescopio astronómico, pero no se tiene constancia de que llegara a construirlo.


¿A QUIÉN SE LE OCURRIÓ?
En 2008 la revista History Today publicó un artículo de investigación en el que el historiador Nick Pelling afirmaba que el inventor del telescopio fue un fabricante de lentes de Girona (España) llamado Juan Roget. Según el artículo, que se basaba en los datos de un anuario publicado en 1958 por José María Simón de Guilleuma, Annals de l’Institut d’Estudis Gironins, había una referencia del óptico gerundense en un libro publicado en 1618 por Girolamo Sirtori. Este científico natural de Milán había sido discípulo de Galileo y en su libro Telescopium, siue Ars perficiendi nouum illud Galilaei visorium instrumentum ad Sydera recogía un encuentro entre el autor y el viejo fabricante de lentes de Girona, al que se refería como el verdadero inventor del telescopio. Sirtori hablaba de un viaje a España en el que había encontrado “a un viejo artesano que manejaba herramientas para pulir lentes y tenía el manuscrito de un monje en el que se describía con detalle el arte perdido de la óptica y, en particular, de las curvativas cruciales de las lentes”. Según Simón de Guilleuma, quien había encontrado datos biográficos que demostraban la existencia del viejo artesano de Girona, tanto Juan Roget como sus tres hijos (uno de ellos monje dominico) ya fabricaban telescopios, a los que denominaba ulleres de llarga vista, a finales del siglo XVI.

GUERRA DE PATENTES
Según esta tesis, la noticia del invento de Juan Roget viajó por Europa. En Italia su sistema de dos lentes fue copiado en 1590 por un autor desconocido y, en 1598, por Raffaello Gualtierotti, mientras que en Holanda desató una carrera por patentar el invento. Al parecer, en 1604, el holandés Sacharias Jansen, un fabricante de anteojos de Middelburg, construyó un telescopio rudimentario basado en la idea de Roget, pero fue el óptico alemán residente en Holanda, Hans Lippershey, quien intentó patentarlo por primera vez como artefacto militar. Su telescopio, que constaba solo de un tubo y dos lentes, permitía espiar al enemigo en las batallas navales, por lo que obtener los derechos de autoría podía reportarle grandes beneficios.

Su solicitud de patente quedó registrada el 2 de octubre de 1608 con la descripción de “un instrumento que hace ver las cosas lejanas como cercanas a través de unos cristales”. Dos semanas más tarde, el 14 de octubre de 1608, otro óptico, Jacob Metius, presentó una solicitud similar y, tres días después, Sacharias Jansen también solicitó la patente tras alegar que él lo fabricaba desde 1604. La coincidencia de estas tres solicitudes en apenas tres semanas resulta bastante sospechosa, por lo que los investigadores actuales consideran que responde más a un intento por ganar la exclusividad de producción que a un reconocimiento de la paternidad del invento.

El comité de patentes del Gobierno de los Países Bajos rechazó todas estas peticiones, ya que el diseño presentado se consideraba demasiado fácil de copiar. La solicitud fue denegada al considerarse el telescopio un objeto de creación artesanal más que un invento científico. Aun así, a Lippershey se le encargó la fabricación de varios modelos para su uso militar en la guerra de los Ochenta Años, que enfrentaba a España con los Países Bajos. Lippershey vendió su diseño al estatúder holandés Mauricio de Nassau por 900 florines.


GALILEO MEJORA EL INVENTO
Tras el rechazo de la patente y una vez vislumbrado el futuro que el invento podía tener en el ámbito militar, el telescopio se propagó por toda Europa. Artefactos similares al diseñado por Lippershey podían encontrarse en ciudades como París, Milán, Padua y Ámsterdam. Venecia, ciudad de mercaderes, no tardó en oír hablar de aquel invento que ya se usaba en los puertos de otras ciudades para saber cuándo se acercaban los barcos. Así, la invención de un artefacto que acercaba los objetos llegó a oídos de Galileo Galilei.

En mayo de 1609 Galileo supo de este invento por primera vez: “Hace unos diez meses llegó a mis oídos que un tal Fleming había construido una lente espía capaz de hacer que los objetos lejanos aparecieran como cercanos (...). Unos días después, el rumor me fue confirmado a través de una carta por el noble parisino Jacques Badovere, lo cual me permitió dedicarme en cuerpo y alma a responder los interrogantes que me llevarán a la invención de un instrumento similar”. Esta declaración pertenece al libro de Galileo Sidereus nuncius (El mensajero celeste), publicado en marzo de 1610. Probablemente, el tal Fleming al que se refiere Galileo es Lippershey, pues no se tiene constancia de otro investigador de la época con ese apellido.

Galileo construyó en el verano de 1609 su primer telescopio, llamado perspicillum o lente espía, que actualmente se conserva en el Museo de la Historia de la Ciencia de Florencia (Italia). A pesar de que desconocía los fundamentos de la óptica, se asesoró para lograr un aumento de nueve puntos mediante dos lentes de 4,2 centímetros de diámetro colocadas en el interior de un largo tubo de plomo. Una vez fabricado el artefacto lo presentó el 25 de agosto ante el Senado de Venecia, que se sintió atraído por sus posibilidades de uso en el ejército. Galileo subió con los senadores al Campanile de la basílica de San Marcos y les hizo mirar por un extremo del artefacto. Estos quedaron tan sorprendidos al ver que las fábricas de la lejana isla de Murano aparecían cerca de sus ojos que algunos intentaron tocarlas.


LA CIENCIA DE LAS ESTRELLAS
En diciembre de 1609 Galileo consiguió que su telescopio alcanzara los veinte aumentos, lo que multiplicaba enormemente sus posibilidades. Había llegado el momento de enfocarlo hacia el cielo para ver de cerca la Luna. Este gesto se ha considerado tradicionalmente como el nacimiento de la astronomía moderna e incluso la Unesco declaró el 2009 Año Internacional de la Astronomía para conmemorar la ocurrencia de Galileo. Pero algunos investigadores han demostrado que, unos meses antes de que el italiano se atreviera a dirigir su objetivo hacia las estrellas, el científico británico Thomas Harriot ya había realizado el primer estudio astronómico usando el telescopio. Este astrónomo había sido cartógrafo en las expediciones de Walter Raleigh, por lo que conocía bien las estrellas. Cuando el primer telescopio cayó en sus manos lo dirigió inmediatamente hacia la Luna y, el 26 de julio de 1609, realizó los primeros dibujos del satélite.

El telescopio desató así una auténtica carrera por descubrir los secretos de la bóveda celeste. Entre 1609 y 1610 Galileo, gracias a su potente lente espía de veinte aumentos, descubrió cuatro cuerpos que giraban alrededor de Júpiter, a los que denominó estrellas mediceas en honor a sus mecenas, los Médicis. En realidad, estos cuerpos no eran estrellas sino satélites, como apuntó unos días después el científico alemán Simon Marius, quien también había localizado las cuatro lunas que giraban en torno a Júpiter. Los dos científicos se disputaron el descubrimiento. Marius se apresuró a bautizarlos como Ío, Europa, Ganímedes y Calisto, personajes mitológicos amantes de Júpiter. Estos nombres pasaron a la posteridad, aunque estos cuerpos celestes también son conocidos como satélites galileanos.

Además de Júpiter, Galileo observó las manchas solares, localizó algunos cráteres en la Luna y estudió las fases de Venus, formulando una nueva hipótesis que rompía con la idea de que algunos planetas tenían luz propia. Así, Galileo afirmó por primera vez que ni la Luna ni Venus eran entes luminosos, sino que reflejaban como un espejo la luz que provenía del Sol.

Mientras Galileo llegaba a estas conclusiones, otros científicos europeos escudriñaban el cielo con sus telescopios. Astrónomos como Johannes Fabricius o Christoph Scheiner continuaron poniendo nombres al interminable número de puntos luminosos cuya existencia en el cielo había desvelado el telescopio. Los tres se disputaron el descubrimiento de las manchas solares, aunque parece ser que fue Fabricius quien las observó por primera vez.

Otros científicos utilizaron el telescopio para confirmar sus teorías y abrir el camino de la astronomía moderna. Así, el alemán Johannes Kepler descubrió que los planetas se movían en órbitas elípticas y demostró que el universo se rige por leyes que pueden ser reducidas a una formulación matemática.


¡COPÉRNICO TENÍA RAZÓN!
Las observaciones astronómicas de Galileo Galilei fueron un revés para el geocentrismo, que aseguraba que todo el universo giraba alrededor de la Tierra. Los descubrimientos del científico italiano dieron la razón a Nicolás Copérnico, Johannes Kepler y Tycho Brahe, quienes defendían la teoría heliocéntrica, según la cual la Tierra orbitaba alrededor del Sol y no al contrario. La existencia de satélites que se desplazaban en torno a Júpiter demostraba que no todos los cuerpos celestes giraban en torno a la Tierra. Las fases de Venus implicaban necesariamente que este planeta orbitaba alrededor del Sol. Y las manchas que había en la superficie del astro rey demostraban que este tampoco permanecía inmóvil. Todas estas afirmaciones, que daban respaldo a las teorías de Copérnico, negaban la validez del principio de inmutabilidad del cielo de Aristóteles.

Los fenómenos naturales que durante años no habían tenido explicación, como las estaciones o la sucesión del día y de la noche, cobraban sentido en un modelo astronómico en el que los planetas rotaban sobre su propio eje al mismo tiempo que orbitaban alrededor del Sol. El heliocentrismo defendido por Copérnico y ratificado por el telescopio de Galileo abrió el camino a la astronomía moderna.

Sin embargo, la verdad científica no tardó en entrar en conflicto con la fe católica. Galileo fue obligado por el tribunal de la Inquisición a abjurar de estas tesis que, en opinión de la Iglesia, atentaban contra los principios de la Biblia. El italiano se salvó de ser quemado en la hoguera por hereje, pero fue condenado a vivir recluido en su casa para evitar que pudiera seguir difundiendo sus ideas. Años más tarde sus descubrimientos constituyeron la base teórica de la ley de la gravitación universal formulada por Isaac Newton en 1687.


EL TELESCOPIO DE NEWTON
Hasta la llegada de Newton los telescopios eran del tipo refractor, lo que obligaba a utilizar tubos muy largos y lentes muy pesadas. Los refractores reproducían imágenes de gran contraste que se veían afectadas por ciertas aberraciones cromáticas, inconveniente que obligaba a usar otras lentes correctoras.

El telescopio de Newton, diseñado en 1670, era de tipo reflector y trasladaba la imagen hacia una salida lateral del tubo a través de un espejo plano interpuesto entre otro espejo primario y el foco. Los avances de Newton en el campo de la óptica le permitieron corregir la aberración cromática a través de la interposición de un espejo plano. La solución de este problema provocaba sin embargo la aberración de coma, que hacía que las imágenes aparecieran desenfocadas.

A pesar de este inconveniente, el invento de Newton se convirtió en el referente de otros telescopios reflectores que tomaron el nombre de sus inventores: Herschel, Cassegrain, Gregory o Foucault. Cada uno de ellos aportaba nuevas soluciones y usos específicos. Ya en el siglo XX, el telescopio de Bernhard Schmidt incorporó un espejo objetivo esférico y un sistema de lentes que evitaba las aberraciones ópticas y cromáticas. Este telescopio permitía obtener imágenes de gran nitidez, así como fotografías de gran campo, por lo que su invención supuso un nuevo aliento para la astronomía.


GUARDIANES DEL ESPACIO
En el siglo XX surgieron nuevos instrumentos astronómicos destinados a explorar los rincones del espacio no solo a través del campo visual. Así nacieron los radiotelescopios, que sirven para detectar ondas de radio, y los telescopios de infrarrojos y ultravioletas, usados principalmente a bordo de satélites puestos en órbita, como el IRAS (Infrared Astronomical Satellite) y el EUVE (Extreme Ultraviolet Explorer). Otros sistemas de detección, que apenas guardan relación con los artefactos usados por Galileo y Newton, también han tomado el nombre de telescopio. Tal es el caso de los telescopios de radiación cósmica o de partículas, destinados a la detección de partículas de viento solar que interfieren en las comunicaciones terrestres.

Además, el avance de la ciencia ha permitido situar grandes telescopios en los satélites espaciales, lo que ha salvado las interferencias de la atmósfera terrestre y ha facilitado el hallazgo de nuevos cuerpos celestes imperceptibles desde la Tierra. El telescopio espacial Hubble (HST), lanzado en 1990, es uno de los más importantes. Situado a 593 kilómetros sobre el nivel del mar terrestre, este espía de las estrellas es además un artilugio autónomo que se recarga de energía mediante paneles solares. Aunque ha tenido que ser reparado en varias ocasiones, Hubble sigue emitiendo información periódica de gran importancia para los astrónomos y los científicos que investigan el origen del universo. En 2009 el transbordador espacial Atlantis llevó a cabo la última misión de mantenimiento del telescopio. Se instalaron nuevos instrumentos (un espectrógrafo y una cámara) destinados a mejorar su capacidad para realizar descubrimientos y se efectuaron diversas reparaciones para prolongar su vida útil.

Además, la NASA prevé lanzar en 2018 un nuevo telescopio, el James Webb (JWST), destinado a investigar en los campos a los que Hubble no tiene acceso, como el infrarrojo cercano y medio. Hasta que esto ocurra Hubble seguirá siendo el mejor testigo del nacimiento de nuevas estrellas, de la colisión entre galaxias y, sobre todo, del comportamiento de los planetas que componen el sistema solar. En 2006 consiguió fotografiar el primer planeta extrasolar, un cuerpo celeste que gira alrededor de Épsilon, en la constelación de Eridano, a más de 10,5 años luz de la Tierra.

Los hallazgos del Hubble, y de otros telescopios como el Planck de la Agencia Espacial Europea (ESA), son de gran ayuda para determinar la composición y la evolución del universo desde su nacimiento. Los datos aportados por los telescopios, cada vez más precisos, nos demuestran que nuestro mapa del cosmos dista mucho de estar completo y, en ocasiones, hacen necesario desarrollar nuevas teorías para responder a anomalías del modelo cosmológico actual que aún no pueden ser explicadas. En la astronomía, como en cualquier otra ciencia, cualquier hipótesis bien documentada es válida hasta que no se demuestre lo contrario. Si Galileo logró poner fin a la idea de que era la Tierra la que giraba alrededor del Sol y no al contrario, tal vez los hallazgos de los nuevos telescopios cambien años de creencias científicas erróneas.


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