Las Historias de Heródoto (484 a.C. a 425 a.C.) ofrecen una notable ventana al mundo tal y como lo conocían los antiguos griegos a mediados del siglo V a.C. Sin embargo, casi tan interesante como lo que conocían es lo que no sabían. Esto establece la línea de base para los notables avances en su comprensión durante los siguientes siglos, simplemente basándose en lo que podían observar con sus propios ojos.

Herodoto afirmó que África estaba rodeada casi por completo por el mar. ¿Cómo lo sabía? Cuenta la historia de unos marineros fenicios que fueron enviados por el rey Neco II de Egipto (alrededor del año 600 a.C.), para navegar alrededor del África continental, en el sentido de las agujas del reloj, comenzando en el Mar Rojo. Esta historia, de ser cierta, relata la primera circunnavegación conocida de África, pero también contiene una interesante visión de los conocimientos astronómicos del mundo antiguo.

El viaje duró varios años. Tras rodear el extremo sur de África y seguir un rumbo hacia el oeste, los marineros observaron que el Sol estaba a su derecha, sobre el horizonte norte. Esta observación sencillamente no tenía sentido en aquella época porque aún no sabían que la Tierra tiene forma esférica y que existe un hemisferio sur.

Los planetas orbitan alrededor del Sol

Unos siglos más tarde, se había avanzado mucho. Aristarco de Samos (310 a.C. a 230 a.C.) argumentó que el Sol era el «fuego central» del cosmos y colocó todos los planetas entonces conocidos en su orden correcto de distancia alrededor de él. Esta es la primera teoría heliocéntrica conocida del sistema solar.

Desgraciadamente, el texto original en el que expone este argumento se ha perdido para la historia, por lo que no podemos saber con certeza cómo lo elaboró. Aristarco sabía que el Sol era mucho más grande que la Tierra o la Luna, y puede haber conjeturado que, por lo tanto, debería tener la posición central en el sistema solar.

Sin embargo, es un hallazgo asombroso, sobre todo si se tiene en cuenta que no fue redescubierto hasta el siglo XVI, por Nicolás Copérnico, quien incluso reconoció a Aristarco durante el desarrollo de su propia obra.

El tamaño de la Luna

Uno de los libros de Aristarco que sí ha sobrevivido es sobre los tamaños y distancias del Sol y la Luna. En este notable tratado, Aristarco expuso los primeros intentos conocidos de cálculo de los tamaños y distancias relativas al Sol y la Luna.

Se había observado durante mucho tiempo que el Sol y la Luna parecían tener el mismo tamaño aparente en el cielo, y que el Sol estaba más lejos. Se dieron cuenta de ello por los eclipses solares, causados por el paso de la Luna por delante del Sol a cierta distancia de la Tierra.

Además, en el instante en que la Luna está en primer o tercer cuarto, Aristarco razonó que el Sol, la Tierra y la Luna formarían un triángulo rectángulo.

Como Pitágoras había determinado cómo se relacionaban las longitudes de los lados del triángulo un par de siglos antes, Aristarco utilizó el triángulo para estimar que la distancia al Sol era entre 18 y 20 veces la distancia a la Luna. También estimó que el tamaño de la Luna era aproximadamente un tercio del de la Tierra, basándose en un cuidadoso calendario de eclipses lunares.

Si bien su estimación de la distancia al Sol era demasiado baja (la relación real es de 390), debido a la falta de precisión telescópica disponible en la época, el valor de la relación entre el tamaño de la Tierra y la Luna es sorprendentemente exacto (la Luna tiene un diámetro 0,27 veces el de la Tierra).

Hoy en día, conocemos con exactitud el tamaño y la distancia a la Luna por diversos medios, entre ellos telescopios precisos, observaciones de radar y reflectores láser dejados en la superficie por los astronautas del Apolo.

La circunferencia de la Tierra

Eratosthenes (276 a.C. a 195 a.C.) fue bibliotecario jefe de la Gran Biblioteca de Alejandría, y un entusiasta experimentalista. Entre sus muchos logros se encuentra el primer cálculo conocido de la circunferencia de la Tierra. En general, se considera a Pitágoras como el primer defensor de la Tierra esférica, aunque aparentemente no de su tamaño. El famoso y sencillo método de Eratóstenes se basaba en la medición de las diferentes longitudes de las sombras proyectadas por palos clavados verticalmente en el suelo, al mediodía del solsticio de verano, en diferentes latitudes.

El Sol está lo suficientemente lejos como para que, dondequiera que sus rayos lleguen a la Tierra, sean efectivamente paralelos, como ya había demostrado Aristarco. Así que la diferencia en las sombras demostraba lo curvada que estaba la superficie de la Tierra. Eratóstenes utilizó esto para estimar la circunferencia de la Tierra en aproximadamente 40.000 km. Esto está dentro de un par de porcentajes del valor real, según lo establecido por la geodesia moderna (la ciencia de la forma de la Tierra).

Más tarde, otro científico llamado Posidonio (135 a.C. a 51 a.C.) utilizó un método ligeramente diferente y llegó casi exactamente a la misma respuesta. Posidonio vivió en la isla de Rodas durante gran parte de su vida. Allí observó que la estrella brillante Canopus se encontraba muy cerca del horizonte. Sin embargo, cuando estaba en Alejandría, en Egipto, observó que Canopus ascendía hasta unos 7,5 grados por encima del horizonte.

Dado que 7,5 grados son 1/48 de un círculo, multiplicó la distancia de Rodas a Alejandría por 48, y llegó a un valor también de aproximadamente 40.000 km.

La primera calculadora astronómica

La calculadora mecánica más antigua del mundo que se conserva es el Mecanismo de Anticitera. El asombroso dispositivo fue descubierto en un antiguo naufragio frente a la isla griega de Anticitera en 1900.

El dispositivo está ahora fragmentado por el paso del tiempo, pero cuando estaba intacto habría aparecido como una caja que albergaba docenas de ruedas dentadas de bronce finamente mecanizadas. Cuando se giraban manualmente mediante una manivela, los engranajes abarcaban diales en el exterior que mostraban las fases de la Luna, el momento de los eclipses lunares y las posiciones de los cinco planetas entonces conocidos (Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno) en diferentes momentos del año. Esto incluso explicaba su movimiento retrógrado, un cambio ilusorio en el movimiento de los planetas a través del cielo.

No sabemos quién lo construyó, pero data de algún momento entre los siglos III y I a.C., e incluso puede haber sido obra de Arquímedes. Una tecnología de engranajes con la sofisticación del mecanismo de Anticitera no volvió a verse durante mil años.

Lamentablemente, la gran mayoría de estas obras se perdieron en la historia y nuestro despertar científico se retrasó milenios. Como herramienta para introducir la medición científica, las técnicas de Eratóstenes son relativamente fáciles de realizar y no requieren ningún equipo especial, lo que permite a los que se inician en el interés por la ciencia comprender haciendo, experimentando y, en definitiva, siguiendo los pasos de algunos de los primeros científicos.

Sólo cabe especular dónde podría estar ahora nuestra civilización si esta antigua ciencia hubiera continuado sin interrupción.