Los observatorios en la Revolución Científica

Los observatorios que se establecieron durante la Revolución Científica ocurrida entre 1500 y 1700 experimentaron un proceso evolutivo que se inició con el establecimiento de miradores celestiales independientes operados por un único astrónomo, enrumbó hacia centros privados que recibían fondos estatales o particulares, y culminó con el establecimiento de observatorios de operación estatal. Esta última categoría de gestión se convirtió en característica permanente de los empeños científicos de las naciones de todo el mundo, y en la actualidad constituye la manera en que la mayoría realiza sus labores.

El propósito de los observatorios

En la Antigüedad existieron observatorios, y, en la Edad Media, en el mundo islámico. Todo lo que se necesitaba era una plataforma abierta a los cielos, en la que otra infraestructura útil era un muro orientado de norte a sur, sobre cuya superficie se podía dibujar o pintar un cuadrante. Un importante observatorio del ámbito musulmán fue el de Maragheh, localizado en Persia. Fundado en 1259, fue una de las primeras instituciones dedicadas a verificar teorías acerca del cosmos, las cuales buscaba constatar con observaciones sistemáticas realizadas sobre los cuerpos celestes. Es probable que Maragheh sirviera como modelo de otro famoso observatorio de principios del siglo XV, el de Ulugh Beg en Samarcanda, ciudad del actual Uzbekistán. Resulta de interés que los observatorios europeos se mantuvieron como empeños privados hasta la segunda mitad del siglo XVII. Los astrónomos particulares necesitaban de cierto nivel de fondos debido a que sus instrumentos podían ser costosos, sobre todo a partir del momento en que comenzaron a evolucionar y pasaron de ser simples cuadrantes o sextantes a telescopios de alta tecnología que empleaban miras de precisión.

A pesar de que durante la mayor parte de la Revolución Científica hubo carencia de instituciones formales, numerosos gobiernos y soberanos se mantenían como entusiastas defensores de los astrónomos y de sus observatorios privados. Este comportamiento estaba motivado por la necesidad de contar con cartas celestiales precisas que proporcionaran a la navegación marítima mercantil y a la armada una operación más simple, segura, rápida y de menor costo. La relación entre astrónomos y gobernantes era continuidad de los estrechos lazos que siempre existieron entre monarcas y astrólogos, por su capacidad de actuar como videntes de acaecimientos futuros. Aunque la astrología continuaba siendo un área importante de estudio, hacia 1600 ya comenzaba a apreciarse su deslinde del campo más científico de la astronomía.

Una de las características distintivas de la Revolución Científica fue el énfasis que imprimió al intercambio de datos e investigaciones. Esto se cumplía en particular en la astronomía, debido a los importantes beneficios que obtenían los cosmógrafos al realizar observaciones sobre un mismo evento desde distintas ubicaciones geográficas, y a continuación comparar las mediciones que habían efectuado. Los astrónomos de todas partes de Europa se comunicaban a través de la correspondencia, mientras por su parte las academias y sociedades científicas publicaban nuevas obras e impulsaban la cooperación internacional. De esta manera se produjeron grandes avances en la comprensión de los fenómenos celestes, así como en la obtención de tablas y cartas estelares más precisas. El incremento de los conocimientos no solo transformó la cartografía, sino que además revolucionó la manera de pensar, al desmontar muchas antiguas teorías de la filosofía natural relativas a la vinculación entre la Tierra, el Sol, la Luna, y otros cuerpos celestes, las cuales se reemplazaron por una nueva visión del universo, y del lugar que ocupaba la humanidad en él.

La evolución de los instrumentos

Los instrumentos esenciales de un observatorio eran el cuadrante, el sextante, y un dispositivo para medir el tiempo. Los mismos se utilizaban para efectuar minuciosas mediciones a simple vista de los movimientos realizados por los objetos celestes. El diseño y desarrollo de los telescopios tuvo repercusión en los observatorios. El telescopio refractor, según parece inventado alrededor de 1608 por un fabricante flamenco de anteojos, Hans Lippershey (c.1570-c.1619), disponía de una lente cóncava y otra convexa colocadas cada una en los extremos opuestos de un tubo. Más tarde el astrónomo italiano Galileo Galilei (1564-1642) lo perfeccionaría, con lo que obtuvo unos asombrosos 33 aumentos con un instrumento de 60 cm (24 pulgadas) de longitud. En 1611 el cosmógrafo alemán Johannes Kepler (1571-1630) realizó innovaciones al telescopio astronómico; su instrumento empleaba dos lentes convexas para obtener una imagen más nítida que, sin embargo, presentaba el inconveniente de estar invertida. El empleo del telescopio astronómico se hizo común a partir de la década de 1640.

El científico británico Isaac Newton (1642-1727) diseñó un telescopio reflector en 1668. El nuevo tipo de instrumento empleaba un espejo curvo de metal que mejoraba la claridad de la imagen y lograba 40 aumentos con una longitud del tubo diez veces más corta que un telescopio estándar. Por esa época, en 1686, el astrónomo holandés Christiaan Huygens (1629-1695) construyó un enorme telescopio aéreo, considerado el más grande del mundo. Huygens eliminó el tubo y mantuvo solo las lentes, las que colocó a una distancia apreciable una de la otra, para lograr una distancia focal de 67 metros (210 pies). Otras innovaciones realizadas a los aparatos astronómicos tradicionales incluyeron el acoplamiento de miras telescópicas a los cuadrantes, a las que luego se adicionaron micrómetros, lo que posibilitó efectuar mediciones angulares mucho más detalladas. También se fabricaron telescopios dobles, que permitían que el mismo objeto fuera observado por dos personas de manera simultánea.

Tycho y Uraniborg

A principios del período moderno se construyó en Alemania central uno de los primeros observatorios de Europa. Los recursos los proveyó Guillermo IV de Hesse-Kassel (1532-1592) en 1564, quien era un acucioso astrónomo. El observatorio, como otros parecidos, tuvo carácter temporal y se diseñó para una función específica. Otro observatorio provisional destinado a que los astrónomos confirmaran la inexactitud del calendario entonces vigente se estableció en Roma gracias al papa Gregorio XIII, que ofició entre 1572 y 1585.

El primero de los observatorios de propósito general que se construyó fue concebido por el astrónomo danés Tycho Brahe (1546-1601). El rey Federico II de Dinamarca y Noruega (que reinó de 1559-1588) le concedió a Tycho la isla de Hven (Ven), donde erigió a partir de 1576 el centro que denominó Uraniborg, nombre que significa “fortaleza de Urania”, inspirado en la musa griega de la astronomía. El edificio principal incluía las plataformas de observación, un enorme cuadrante mural, y extravagantes chapiteles de aspecto oriental. El diseño de los jardines siguió un estricto trazado geométrico y todo el complejo se rodeó de altos muros. Comprendía un taller para instrumentos, maquinaria de imprenta para publicar las investigaciones de Tycho, y un laboratorio de alquimia en el subsuelo. Su esposa Kirstine y su hermana Sophie lo asistían en los trabajos que llevaba a cabo en Uraniborg.

Uraniborg se convirtió en una atracción turística. Entre sus visitantes más célebres estuvo el futuro rey Jacobo I de Inglaterra (que reinó de 1603-1625). Tycho perdió los favores de la monarquía en 1597 y se vio obligado a abandonar Uraniborg, con lo que el observatorio cayó en decadencia. Se mudó a Praga, y el último de sus grandes proyectos, consistente en construir un observatorio en Egipto para cartografiar las estrellas que se encontraban más al sur, se desvaneció en la nada. Al regreso de Tycho a Dinamarca, su alumno, Longomontanus (1562-1647), persuadió al monarca a que financiara un nuevo observatorio, esta vez en Copenhague, en un edificio conocido como Round Tower (torre redonda), el cual se completó en 1656.

Observatorios universitarios

El primer observatorio universitario se estableció en 1633 en la Universidad de Leiden, la institución educacional más prestigiosa de la república holandesa. Jacob Golius (1596-1667), profesor de matemáticas de la universidad, impulsó el proyecto, el cual aunque solo contaba con la terraza superior de la universidad, incluía un enorme cuadrante de 2,13 m (7 pies) de alto. La idea de construir observatorios permanentes pronto se replicó en otras universidades de Europa, entre los cuales figura de manera notable el de Ingolstadt, en Bavaria, en 1637. Sin embargo, aún eran los astrónomos independientes quienes desarrollaban los observatorios más impresionantes.

Hevelius y Stellaeburg

En 1641 el astrónomo polaco Johannes Hevelius (1611-1687), asistido por su esposa y otros talentos futuros como Gottfried Kirsh (1639-1710), estableció un observatorio en Danzig (Gdansk), el cual financió con fondos propios. Una vez erigido, Hevelius, conocido como “El Lince Prusiano” (Vertsi, 213) a causa de sus agudas habilidades de observación, atrajo la inversión de varios reyes polacos y de Luis XIV de Francia (que reinó de 1643-1715). Nombró Stellaeburg a su observatorio, el que a tal punto se convirtió en tema de conversación local que el rey Juan II de Polonia (que reinó de 1648-1668) decidió visitarlo en 1660. En Stellaeburg Hevelius realizó varios descubrimientos importantes: observó y nombró Mira a la primera estrella variable, que es un tipo de estrella que presenta cambios periódicos de brillantez; identificó cuatro nuevos cometas, los de 1652, 1661, 1672, y 1677; y describió los raros tránsitos de Mercurio y Venus en su movimiento a través del Sol. También descubrió que la Luna oscila, y estudió y cartografió su superficie de forma sistemática.

Las observaciones de Hevelius se efectuaron con un telescopio de diseño específico de 46 metros (150 pies) de longitud. El instrumento lo había fabricado él mismo en 1647, incluido el pulido especial de las lentes. Por otra parte, Hevelius se mantuvo leal a los instrumentos distintos a los telescopios, entre los cuales se encontraban un sextante, un cuadrante, y dos relojes de péndulo de su propiedad, con los que realizó mediciones del movimiento a largo plazo de los cuerpos celestes con notable exactitud. En 1679 Edmond Halley (1656-1742) visitó Stellaeburg, comparó los datos de Hevelius con los que había registrado durante sus propias observaciones telescópicas, y halló que las mediciones de Hevelius eran de una precisión muy elevada. La tragedia golpeó a Stellaeburg el 26 de septiembre de 1679, al quedar destruido a causa de un incendio de probable origen intencional. Hevelius reconstruyó el observatorio y sus instrumentos, con lo que pudo dar término a la obra a la que había dedicado su vida: el Prodromus Astronomiae, un amplio catálogo ilustrado y atlas celestial de 1.564 estrellas. El último de los observatorios privados en realizar una contribución significativa al campo de la astronomía fue el de Hevelius. En lo sucesivo pasarían a ser los observatorios vinculados a instituciones de carácter permanente y a los gobiernos los que dominarían lo que se había constituido como la primera ciencia verdadera.

Edmond Halley y Santa Elena

Los primeros astrónomos habían comprendido a cabalidad el valor de realizar observaciones de los cielos desde distintas localizaciones geográficas, pero fue Edmond Halley quien se convirtió en el primer científico trotamundos. Halley navegó hasta la isla de Santa Elena en el Atlántico sur, adonde llegó en 1677. La expedición estuvo financiada por la tesorería inglesa y el buque se proveyó por la Compañía de las Indias Orientales (EIC por sus siglas en inglés). La minúscula isla volcánica de Santa Elena, que entonces era propiedad de la EIC, era el único territorio dominado por los británicos en el hemisferio sur. En una época en que los imperios mundiales y el comercio se encontraban en crecimiento, tanto la tesorería británica como la EIC tenían gran interés en mejorar la confiabilidad de la navegación.

Halley estableció un observatorio en Santa Elena y procedió a realizar observaciones a lo largo de un período de dos meses. La notoria tendencia de la isla a permanecer cubierta de nubes no ayudó, pero los registros que resultaron de los avistamientos de Halley mediante el uso del telescopio fueron suficientes para lograr las primeras cartas estelares del hemisferio sur. El mapa fijó la posición de 341 estrellas. En Santa Elena Halley también realizó notables estudios detallados de un eclipse total de luna y del tránsito de Mercurio frente al Sol. Como ejemplo de la creciente cooperación internacional entre los científicos, los registros del tránsito de Mercurio se compararon más adelante con los obtenidos por astrónomos franceses que habían observado el mismo fenómeno desde Avignon. Halley publicó los trabajos que realizó en Santa Elena en 1678, lo cual motivó que se le nombrara miembro de la Royal Society.

El Observatorio de París

El nivel de sofisticación de la astronomía, que con regularidad y precisiones en aumento registraba sus observaciones, requería del empleo de telescopios costosos. Esto determinó el final de los días en que los astrónomos trabajaban solos. Se produjo un desplazamiento que se alejaba del individuo y se aproximaba a las instituciones permanentes, en las que carecía de importancia el investigador. Los observatorios respaldados por el estado tenían la ventaja de poder obtener mayores fondos para su operación, lo que trajo consigo el requerimiento de que la labor de los astrónomos tuviera que producir resultados prácticos para el estado. Esto podría quizás explicar por qué algunos astrónomos continuaron prefiriendo el trabajo solitario e independiente, ejemplo de lo cual fue el cosmógrafo danés Ole Romer (1644-1710).

El Observatorio de París se fundó en 1667 y era además la sede de la Real Academia de las Ciencias y del Real Jardín Botánico. De manera colectiva, las tres instituciones condujeron a que se acuñara la frase que calificaba a París como “el centro de las ciencias europeas” (Burns 2015, 104). El diseño del edificio, ubicado en el sur de la capital francesa y completado en 1672, reflejaba el propósito de constituir un centro dedicado a las ciencias en general, no solo a la astronomía. Por ejemplo, incluía una gigantesca escalera desde donde se podían dejar caer objetos y realizar mediciones acerca de su descenso. También contenía un laboratorio de química. Las funciones principales del observatorio eran las de asistir a la Academia a crear un nuevo mapa de Francia y mejorar las cartas de navegación.

Luis XIV estaba decidido a crear una institución científica que fuera la envidia de Europa, de manera que atrajo talentos de todas las latitudes mediante el ofrecimiento de salarios atractivos. El astrónomo italiano Gian Domenico Cassini (1625-1712) fue una de estas figuras, y él y sus descendientes se convirtieron en personalidades destacadas del observatorio. Cassini y otros científicos vivían en apartamentos que formaban parte del observatorio, quienes de conjunto con otros investigadores radicados en París intercambiaban anotaciones con astrónomos de otras partes del mundo para obtener información más precisa acerca de determinados fenómenos. Un ejemplo fue la comparación de las mediciones de la paralaje de Marte efectuado con Jean Richer (1630-1696), radicado en Cayena, Guyana Francesa, del otro lado del Atlántico. El Observatorio de París enviaba con regularidad a distintos cosmógrafos a que realizaran observaciones en lugares tan alejados como el Canadá francés, la costa norte de Sur América y la costa occidental de África.

El personal del Observatorio de París incluyó algunos notables innovadores y descubridores. Resulta famosa la identificación que Cassini realizó de los espacios entre los anillos de Saturno, conocidos como división de Cassini. El célebre cosmógrafo fue el primero en descubrir cuatro lunas adicionales de Júpiter, aparte de las primeras cuatro que había descubierto Galileo, así como también calculó con mayor precisión que nunca la distancia entre el Sol y la Tierra, la cual estableció en más de 140 millones de kilómetros, unos 87 millones de millas. Christiaan Huygens, mencionado con anterioridad, trabajó durante un tiempo en el observatorio. Los cosmógrafos Jean Picard (1620-1682) y Adrian Auzout (1622-1671) inventaron una mira telescópica que incorporaba delgados hilos, denominada micrómetro, que permitía al observador medir movimientos con mucha mayor exactitud. Otro logro del Observatorio de París fue el descubrimiento de la luz zodiacal, es decir, la luz solar difusa que hace que los cuerpos celestes irradien cierto fulgor. En la actualidad el Observatorio de París continúa activo.

El Observatorio de Greenwich

Carlos II de Inglaterra (que reinó de 1660-1685), sin duda con los ojos puestos en los éxitos de Luis XIV en París, fundó su propia institución en Greenwich, en las afueras de Londres. Uno de los astrónomos importantes del observatorio establecido en 1675 fue John Flamsteed (1646-1719). Robert Hooke (1635-1703), director de experimentación de la Royal Society, Christopher Wren (1632-1723), arquitecto extraordinario, y Jonas Moore (1617-1679), inspector de ordenanzas, fueron otros de sus miembros fundadores. Wren, Moore y Hooke diseñaron un edificio nuevo, aunque la falta de financiamiento condujo a que nunca se materializaran los planes originales.

Greenwich nunca contó con fondos de la envergadura de los del Observatorio de París. Flamsteed, el astrónomo real, ganaba apenas un modesto salario y se esperaba que pagara los instrumentos de su propio bolsillo. El salario de Flamsteed era de £100 al año, pero el costo de instalar un cuadrante mural en el observatorio era de £120. Además, existían otros problemas, entre ellos la falta de claridad en la definición de la relación con la Royal Society, lo cual generó conflictos. Flamsteed, por ejemplo, se sintió disconforme con que la sociedad financiara la expedición de Halley a Santa Elena, pues opinaba que el dinero habría sido mejor invertido en la adquisición de equipamiento astronómico.

Sin duda, el observatorio atraía talentos. Por ejemplo, Halley lo dirigió desde 1719 hasta 1742. También contó con donantes privados muy generosos, como Moore por ejemplo, quien pagó la instalación de dos relojes de péndulo, cada uno con una péndola gigante de casi 4 metros de longitud (13 pies), que entonces constituían tecnología avanzada. Cada reloj disponía de un mecanismo diferente para garantizar que los astrónomos conocieran la hora exacta en que realizaban las observaciones de los eventos celestiales. Por el contrario, las donaciones gubernamentales destinadas a la adquisición de equipamiento llegaron a quedar por completo sujetas a que los científicos produjeran información útil para la navegación, y en particular, a que crearan cartas astronómicas que permitieran a los navegantes realizar mediciones de longitud muy rigurosas. En 1884 Greenwich pasó a ser el meridiano principal y el centro del sistema horario del mundo (GMT, Hora del Meridiano de Greenwich).

El crecimiento global de los observatorios

Georg Marcgrave, conocido también como Markgraf (1671-1644), estableció el primer observatorio del hemisferio sur en la isla de Recife, la cual en 1638 formaba parte del Brasil portugués. En 1634 los misioneros jesuitas le regalaron un telescopio al emperador chino, y es bien conocido el hecho de que hacia la década de 1670 el misionero de esa orden Ferdinand Verbiest (1623-1688) empleó el libro de Tycho Brahe Instrumentos para la restauración de la astronomía, para fabricar dispositivos destinados al observatorio imperial de Beijing, en China.

El éxito de los observatorios de París y Greenwich, ambos de respaldo estatal, indujo a otros gobiernos a mostrar interés por la astronomía. En 1700 se fundó la Academia de Berlín. El Imperio otomano (1299-1922), durante el breve período comprendido entre 1577 y 1580, abrió un observatorio en Constantinopla, la actual Estambul, que permaneció en funcionamiento hasta que se forzara su cierre por facciones contrarias a occidente. El interés imperial revivió en 1721 con el envío en dos ocasiones distintas de un emisario de nombre Yimisekiz Mehmed Çelebi a París, para reportar acerca de los avances ocurridos en la astronomía occidental durante el siglo anterior. En 1724 Pedro el Grande (que reinó de 1682-1725) fundó la Academia Imperial de las Ciencias en San Petersburgo. La institución incluía un observatorio, por lo cual Rusia pasó a ser miembro de la creciente “comunidad de naciones que intercambiaban información científica y laboraban bajo el mismo esquema intelectual” (Burns 2015, 145).

Los observatorios habilitados con telescopios surgieron en sitios inesperados, como el reino de Siam, la actual Tailandia, durante la década de 1680. Ubicado en Narai, sede de la corte real, el observatorio era uno de los proyectos científicos del rey Narai (que reinó de 1656-1688). El monarca era un admirador de las ciencias occidentales y un ávido coleccionista de relojes y mapas de las estrellas. El rey Narai llegó a enviar una embajada a París con el objetivo de actualizar conocimientos.

Otro sorprendente observatorio se erigió en Jaipur, India, durante la década de 1720. El monarca de uno de los principados indios, Jai Singh II (1688-1743), proyectaba aunar la experticia astronómica de los hindúes con la de los musulmanes y la del mundo occidental. En consecuencia, Jaipur alardeaba de contar con varios observatorios, lo cual se amplío con el envío de una delegación a Lisboa, con el objetivo de comparar datos astronómicos y adquirir instrumentos científicos modernos.

A pesar de todas las interacciones internacionales, la astronomía languideció después de la Revolución Científica, hasta que experimentó una renovación causada por la inyección de tecnología nueva. Durante el siglo XIX los observatorios crecían en sofisticación y demostraban su utilidad para lograr una mejor comprensión del universo, lo cual se debía al empleo de telescopios más poderosos equipados con lentes de mayor diafanidad y aperturas más anchas, empleadas para observar objetos de muy débil luminosidad. Más adelante, hacia finales del siglo XX, ocurrió lo que las imaginaciones de los astrónomos de la Revolución Científica no se habrían atrevido a soñar: comenzaron a observarse mundos completamente nuevos al colocarse observatorios en el espacio extraterrestre, entre los cuales el telescopio Hubble constituye un extraordinario ejemplo.