Newton y Darwin

Lo primero que uno ve a primera vista cuando conoce la ley de la gravedad y la teoría de la evolución, es la aparente diferencia entre la complejidad de la primera y la simplicidad de la segunda, o mejor dicho, la diferencia entre la aparente complejidad de la primera y la aparente simplicidad de la segunda. Se suele pensar que la teoría de la evolución por selección natural es tan sencilla que es extraño que a ningún científico se le hubiera ocurrido antes, y yo diría más, es tan simple que parece que cualquiera la podría concebir. En realidad la teoría de la evolución requiere una cantidad ingente de conocimientos naturales: de zoología, botánica, geología, paleontología, que son los que tenía Darwin, y esos conocimientos son el equivalente a los conocimientos matemáticos: de astronomía, geometría, álgebra, cálculo, que tenía Newton. De hecho, cuando se entera uno de lo que ya se sabía en tiempos de Newton: no sólo el sistema heliocéntrico, sino especialmente las leyes de Kepler, la teoría de la gravitación parece una cosa elemental, fácil de dar con ella.

Incluso se diría, que así como Wallace llegó a las mismas conclusiones que Darwin de forma independiente, Hooke hizo lo mismo con Newton: la gravedad de cada cuerpo celeste, el principio de inercia, la relación de la fuerza de atracción con la cercanía al cuerpo.

En un libro de historia vi un dibujo muy ilustrativo: la Tierra y la Luna, ésta última en dos posiciones, primero en la posición inicial y después en la posición pasado un cierto tiempo; una línea recta discontinua marcando dónde tendría que estar la Luna si siguiese una trayectoria desde la primera posición según un movimiento rectilíneo, es decir, por inercia; otra línea discontinua curva marcando la órbita de la Luna, es decir, su trayectoria real; y una flecha entre la posición de inercia y la real indicando la fuerza que se ha ejercido para que la Luna no esté en la posición de inercia. Con esa simple idea, con ese simple esquema se llega a la conclusión de que la Luna es atraída por la gravedad terrestre haciendo que no salga hacia el espacio exterior, es decir, manteniéndola en su órbita permanentemente. Es decir, la Luna con su inercia tiende continuamente a moverse en linea recta, y la Tierra con su gravedad contrarresta continuamente esa inercia. Sólo hace falta conectar cuatro ideas: la idea de que la Tierra tiene una fuerza de atracción de los objetos, la gravedad, la de que esa fuerza se extiende hasta la Luna, la de que la Luna se mueve circularmente alrededor de la Tierra, y la de que los objetos tienden a moverse rectilíneamente a menos que algo lo impida.

La primera idea nos parece hoy obvia, pero no lo es. La idea aristotélica que perduró muchos siglos es que los objetos caen porque el suelo, lo sólido, es su lugar natural, es decir, los objetos con peso al caer están yendo hacia su lugar natural, vuelven al estado del que han sido sacados. No hay ninguna fuerza de atracción de la Tierra en el aristotelismo, según creo. Lógicamente a falta  de esa idea de gravedad tampoco existe la segunda idea, pues para Aristóteles la Luna no es atraída por la Tierra, sino que ocupa una esfera propia independiente de la Tierra, no está conectada de ninguna manera con la Tierra. La tercera idea parece obvia, pero el movimiento de la Luna debe ser interpretado como movimiento libre en el espacio, no en un esfera que la transporta. La cuarta idea, el principio de inercia, también es antiaristotélica, pues para el filósofo los objetos se mueven porque algo los mueve, un motor, que en el caso de la Luna sería la esfera que la transporta, por lo que no cabe tampoco pensar dónde estaría la Luna si no la atrajese la Tierra.

Aunque, irónicamente, Aristóteles acertaba al decir que lo pesado queda abajo y lo ligero arriba, pues realmente eso es debido a la gravedad. También hay que darse cuenta de que Ptolomeo concibe una idea fundamental: la del movimiento libre de los planetas en el espacio, desechando la idea aristotélica de las esferas portantes.

En realidad, con lo anterior no tenemos una ley de la gravedad, nos falta lo más importante: describirlo matemáticamente, ponerlo en forma de ecuación. Lo primero es darse cuenta de que si la Tierra está atrayendo a la Luna, la Luna debe hacer otro tanto con la Tierra. Es decir, que la Tierra “gira” alrededor de la Luna. Pero, ¿qué fuerza ejerce la Luna sobre la Tierra? Si la Luna es menor que la Tierra, y eso ya se sabía en tiempos de Newton, su fuerza de atracción será menor. Tenemos entonces que ambos cuerpos se está atrayendo mutuamente, es decir, que entre ellos hay una fuerza F de atracción. Lo importante aquí es ver que F se relaciona con el producto de la masa de la Tierra por la masa de la Luna, y en concreto que es proporcional al producto de las masas. Por otra parte, Newton deduce genialmente por la leyes de Kepler el concepto fundamental de la inversa del cuadrado de la distancia, piedra angular de su teoría. Añadiendo una constante de proporcionalidad G, queda que  F = GMm / d2

Hay que tener en cuenta, en este proceso de descubrimiento de la gravedad, que la Historia tiene sus propias leyes; es evidente el parón medieval: la ciencia avanzaba desde los presocráticos hasta el siglo V, pero el cristianismo y/o los bárbaros acabaron con ese proceso de construcción científica. Once siglos después se retoma la investigación, y parafraseando con ironía a un medieval, podemos hacer decir a Galileo: “como decíamos ayer…”

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