Copernicus inspired Galileo to develop his Theory of Relativity

The Classical Theory of Relativity by Galileo Galilee (1564-1642) was developed thanks to the new way of thinking and analysis created by Nicolaus Copernicus (1473-1543). Galileo was inspired by the method of analysis of Copernicus, who against his reason, sense and logic deduced that the earth moves around the sun and not vice versa, i.e. that the sun, moon and the planets moves around the earth, considered in that time as the center of the universe

The Theory of Relativity studies the motion of bodies in space and time. The first researcher to formulate a theory on the subject was Galileo Galilee in the seventeenth century. Then Isaac Newton (1643-1727), in the eighteenth century made important considerations about the concepts of space, time and movement, but it was Albert Einstein (1879-1955), in the twentieth century, who produces a new vision of relativity.

Galileo, for the construction of his Theory of Relativity, concluded that the motion of bodies in space is relative, because it is seen differently depending on the position in which the observer is. Indeed, if you are not peeking out the window of a moving airplane you do not perceive that the aircraft is moving and, on the contrary, you feel that the aircraft is stopped. Same goes if you stay inside a ship: in that case, you do not perceive that the ship is moving. However, any observer from the ground or from the shore clearly perceives the movement of the plane or boat. These different perceptions are known as the Classical Theory of Relativity because, in effect, its assessment is relative and depends on the place where people observe the motion.

Well, the influence of Copernicus in thinking is so important that became the inspiration of that other great contribution to thinking: Classical Theory of Relativity developed by Galileo.

In the twentieth century, Einstein was also inspired by Copernicus and Galileo to develop his Theory of Special Relativity (1905) and his Theory of General Relativity (1915). Einstein used the same method of thinking of Copernicus. Einstein deduced -against logic, reason and the senses- that earth mass does not exerts attraction on objects, contradicting the Law of Universal Gravitation (1687) created by Isaac Newton, considered until then an irrefutable truth. In opposition to Newton, Einstein thought and showed that the mass of celestial bodies’ curves space around it and that curvature of space is what pushes the earth, moon and planets to the sun and what pushes objects towards the earth. In other words, that earth does not attract the bodies and, consequently, the Law of Universal Gravitation as it had been conceived by Newton was not true. Einstein also showed that time is not an absolute concept as Newton had thought, but a relative concept, i.e. that time cannot be separated from space. Einstein, following the method of Galileo demonstrated the relativity of motion of light in space and this allowed him to formulate his theory of the curvature of space-time. At naked eye the light is straight, but Einstein, with his experiments on eclipses, showed that light also curves in space.

This set of reflections have a purpose: to show that human thought, in his great contributions to knowledge, have a consistency, a path that is not fortuitous, aleatory, but a perfect order which cannot be anything else than God, as their source of inspiration, because knowledge of the great mysteries of life and the universe is only truth revealed by God.

Galileo se inspiró en Copérnico para desarrollar su Teoría de la Relatividad

La Teoría de la Relatividad Clásica de Galileo Galilei (1564-1642) fue desarrollada gracias a la nueva forma de pensamiento y análisis creada por Nicolás Copérnico (1473-1543). Galileo se inspiró en el método de análisis de la realidad de Copérnico, quien contra su razón, su sentido y la lógica dedujo que era la tierra la que se movía alrededor del sol y no a la inversa, es decir, que el sol, la luna y los planetas se movían alrededor de la tierra, considerada como centro del universo desde tiempos de Ptolomeo (Antigüedad).

La Teoría de la Relatividad estudia el movimiento de los cuerpos en el espacio y en el tiempo. El primer investigador en formular una teoría en la materia fue Galileo Galilei en el siglo XVII. Luego, Isaac Newton (1643-1727), en el siglo XVIII hizo importantes consideraciones en torno a los conceptos de espacio, tiempo y movimiento, pero fue Albert Einstein (1879-1955), en el siglo XX, quien produciría una nueva visión de la relatividad.

Galileo, para la construcción de su Teoría de la Relatividad, dedujo que el movimiento de los cuerpos en el espacio es relativo, ya que se aprecia de manera diferente dependiendo de la posición en que se encuentre el observador. En efecto, si usted no se asoma por la ventanilla de un avión en movimiento usted no percibe que el avión se está moviendo, tiene más bien la sensación de que el avión está detenido. Igual ocurre si usted permanece en el interior de un barco: en ese caso, usted no percibe que el barco se está moviendo. En cambio, cualquier observador desde la tierra o desde la costa percibe claramente el movimiento del avión o del barco. Estas percepciones diferentes son conocidas como la Teoría de la Relatividad Clásica porque, en efecto, su apreciación es relativa y depende del lugar desde donde las personas observen en movimiento.

Bueno, la influencia de Copérnico en el pensamiento es tan importante, que llegó a ser la inspiración de esa otra gran contribución al pensamiento: la Teoría Clásica de la Relatividad desarrollada por Galileo.

En el siglo XX, Einstein también se inspiró en Copérnico y Galileo para desarrollar su Teoría de la Relatividad Especial (1905) y su Teoría de la Relatividad General (1915). Einstein usó el mismo método de pensamiento de Copérnico, porque Einstein dedujo -contra la lógica, la razón y los sentidos- que la masa de la tierra no ejerce un efecto de atracción sobre los objetos, contradiciendo de esa manera la Ley de la Gravitación Universal (1687) creada por Isaac Newton, considerada hasta entonces una verdad irrefutable. En oposición a Newton, Einstein pensó y demostró que la masa de los cuerpos celestes curva el espacio a su alrededor y que esa curvatura del espacio es lo que empuja a la tierra, la luna y los planetas hacia el sol y lo que empuja a los objetos hacia la tierra. En otras palabras, que la tierra no ejerce una acción de atracción sobre los cuerpos y que, en consecuencia, la Ley de la Gravitación Universal tal como había sido concebida por Newton no era cierta. Einstein demostró, además, que el tiempo no es un concepto absoluto, separado del espacio, como había pensado Newton, sino un concepto relativo, es decir, que no se puede separar del espacio. Einstein, siguiendo el método de Galileo, demostró la relatividad del movimiento de la luz en el espacio y ello le permitió luego formular su teoría sobre la curvatura del espacio-tiempo. A simple vista la luz es recta, pero Einstein, con sus experimentos en los eclipses, demostró que la luz también se curva en el espacio.

Este conjunto de reflexiones tienen un propósito: demostrar que el pensamiento humano, en sus grandes aportes al conocimiento, tienen una coherencia, un camino que no es fruto del azar sino de un orden perfecto que no puede ser otra cosa ni algo distinto a Dios, que es su fuente de inspiración, porque el conocimiento de los grandes misterios de la vida y el universo es sólo verdad revelada por Dios.

The senses and logic do not always reveal the truth: How Copernicus and Einstein changed the philosophical thought

Nicolaus Copernicus (1473-1543) with his heliocentric theory of the universe published in 1543 changed world history and science to prove that the sun is the center of the universe and that the earth, moon and planets revolve around the sun. With his theory, Copernicus overthrew the geocentric theory of the universe of the famous astronomer Ptolemy (168 BC) that had been in place for over a thousand years, before and during the Middle Age, who believed that the earth was stationary and was the center of universe and that the sun, moon, stars and planets revolved around it. But the heliocentric theory of the universe of Copernicus not only represented an absolute change in science but it meant a radical change in the method of thought, in the way to obtain the knowledge, because it revealed that the senses and logic do not always lead to the truth.

Copernicus's theory is the first and largest contribution of the Modern Age to world history. The Modern Age begins with the discovery of America in 1492 and culminates with the French Revolution in 1789. The Modern Age is divided into three stages: Renaissance, Baroque and Enlightenment. The other great work of the modern era that changed world history was the Law of Universal Gravitation published in 1687 by Isaac Newton (1642-1727), in his book Mathematical Principles of Natural Philosophy.

The discovery of America and the Heliocentric Theory of the Universe are the facts that give rise to all the great transformations of the modern world, including the development of science.

How Copernicus changed the theory of knowledge and philosophical thought?

Ptolemy's formulated his Geocentric Theory of the Universe based on his reason, senses and logic: Ptolemy observed the movement of the sun, moon, stars and planets and concluded that the earth was fixed in space and the heavenly bodies moved around it. That finding is what is known as the Geocentric Theory of the Universe.

Nicolaus Copernicus thought in the opposite direction of Ptolemy. Copernicus doubted his logic and his senses and instead of considering that the heavenly bodies moved around the earth thought the opposite, i.e., that the earth and celestial bodies move around the sun; this is what is known as the heliocentric theory of the universe.

This thought of Copernicus represented a change of 180 degrees for the theory of knowledge, the philosophical thinking, for science and the Catholic religion who throughout the Middle Ages had sustained the Ptolemy theory; for these reasons the contribution of Copernicus is known as the Copernican Revolution because through his method of thought –opposite to the senses and logic- he changed the main concepts that had been in force for centuries.

Copernicus thus opened the door to a new way of thinking, which was later developed by the philosopher René Descartes (1595-1650), founder of Rationalism, who uses the concept of methodical doubt as the basis of their ideas. But these ideas of Descartes had its inspiration precisely in the method of thought developed 94 years before by Nicholas Copernicus. Copernicus did not build a formal theory of knowledge, but he did it practically. Descartes took advantage of the great discovery of the method of thinking of Copernicus and expressed it formally and systematically through his writings, including the Discourse on Method published in 1637, his most important work.

How Albert Einstein changed the Theory of Universal Gravitation of Isaac Newton?

Isaac Newton wrote another work that transformed thinking and science in the Modern Age: the Law of Universal Gravitation. According to this theory, the mass of bodies exerts attraction on other bodies and all objects, law applicable on earth and the cosmos.

Newton formulates his theory employing the same way of thinking of Ptolemy, i.e., Newton was guided by his reason, logic and senses and concluded that the earth exerts a pull on objects.

Albert Einstein (1879-1955) followed a different path of Isaac Newton. Like Copernicus, Albert Einstein doubted his senses and logic and through his Theory of General Relativity (1915) found that the mass of the bodies curves the space-time. It is the curvature of space what pushes the Earth and other celestial bodies to the sun and objects to Earth. Einstein concluded, therefore, that the mass of bodies no exerts attraction on other bodies as Newton had stated in his Law of Universal Gravitation but the curvature of space is what drives the movement of celestial bodies toward the sun, determines the movement of the heavenly bodies to each other and the movement of objects towards the Earth.

The importance for the philosophical thought

The method of thought developed by Copernicus and Einstein at different times led to two of the greatest discoveries of mankind and revealed an indisputable fact: that logic and senses do not always lead to truth.

Los sentidos y la lógica no siempre revelan la verdad: Cómo Copérnico y Einstein cambiaron el pensamiento filosófico

Nicolás Copérnico (1473-1543) con su Teoría Heliocéntrica del Universo publicada en 1543 cambió la historia del mundo y de la ciencia al demostrar que el sol es el centro del universo y que la tierra, la luna y los planetas giran alrededor del sol. Con su teoría, Copérnico echó por tierra la Teoría Geocéntrica del Universo del famoso astrónomo Ptolomeo (168 A.C) que había estado vigente por más de mil años, antes y durante la Edad Media, quien consideraba que la tierra estaba inmóvil y era el centro del universo y que el sol, la luna, las estrellas y los planetas giraban en torno a ella. Pero la Teoría Heliocéntrica del Universo de Copérnico no solo representó un cambio absoluto en la ciencias sino que significó un cambio radical en el método del pensamiento, en la forma de obtener el conocimiento, porque reveló que los sentidos y la lógica no siempre conducen a la verdad.

La teoría de Copérnico es la primera  y más grande contribución de la Edad Moderna a la historia del mundo. La Edad Moderna comienza con el descubrimiento de América en 1492  y culmina con la Revolución Francesa en 1789. La Edad Moderna se divide en tres etapas: Renacimiento, Barroco e Ilustración. La otra gran obra de la Edad Moderna que cambió la historia del mundo fue la Teoría de la Gravitación Universal publicada en 1687 por Isaac Newton (1642-1727), en su libro Principios Matemáticos de la Filosofía Natural.

El descubrimiento de América y la Teoría Heliocéntrica del Universo son pues los hechos que dan origen a todas los grandes transformaciones del mundo moderno, entre ellas el desarrollo de la ciencia.

¿Cómo Copérnico cambió la teoría del conocimiento y el pensamiento filosófico?

Ptolomeo formuló su Teoría Geocéntrica del Universo en base a lo que le indicaba su razón, los sentidos y la lógica: Ptolomeo observó el movimiento del sol, la luna, las estrellas y los planetas y dedujo que la tierra estaba fija en el espacio y que los cuerpos celestes se movían en torno a ella.  Esa apreciación es lo que se conoce como la Teoría Geocéntrica del Universo.

Nicolás Copérnico razonó en forma opuesta a Ptolomeo. Copérnico dudó de su lógica y sus sentidos y en vez de considerar que los cuerpos celestes se movían alrededor de la tierra pensó lo contrario, es decir, que la tierra y los cuerpos celestes se mueven alrededor del sol; esto es lo que se conoce como la Teoría Heliocéntrica del Universo.

Este pensamiento de Copérnico representó un cambio de 180 grados para la teoría del conocimiento y el pensamiento filosófico, además de lo que significó para la ciencia y la religión católica que durante toda la Edad Media había sostenido como dogma de fe la creencia de Ptolomeo; por esas razones la contribución de Copérnico es conocida como la inversión copernicana, ya que a través de su método de pensamiento opuesto a la lógica y los sentidos cambió totalmente los principales conceptos que habían estado vigentes durante siglos.

Copérnico, pues, abrió la puerta a una nueva manera de pensar, la cual fue desarrollada luego por el filósofo René Descartes (1595-1650), fundador del Racionalismo, quien utiliza el concepto de la duda metódica como base de sus ideas. Pero esas ideas de Descartes tuvieron su inspiración, justamente, en el método de pensamiento elaborado 94 años antes por Nicolás Copérnico. Copérnico no construyó una teoría del conocimiento formalmente, sino que lo hizo en forma práctica. Descartes, en cambio, aprovechó el gran descubrimiento del método de pensamiento de Copérnico y lo expresó formal y sistemáticamente a través de sus escritos, entre ellos el Discurso del Método publicado en 1637, su más importante obra.

¿Cómo Albert Einstein cambió la Teoría de la Gravitación Universal de Isaac Newton?

Isaac Newton escribió en la Edad Moderna la otra obra que transformó el pensamiento y la ciencia: su Ley de la Gravitación Universal. Según esta teoría, la masa de los cuerpos ejerce un efecto de atracción sobre los otros cuerpos y todos los objetos, ley aplicable en la tierra y en el cosmos.

Newton, para formular su teoría, siguió el mismo camino de pensamiento de Ptolomeo, es decir, Newton se dejó guiar por su razón, por su lógica y sus sentidos y concluyó que la tierra ejerce un efecto de atracción sobre los objetos.

Albert Einstein (1879-1955) siguió un camino diferente al de Isaac Newton. Al igual que Copérnico, Albert Einstein dudó de sus sentidos y la lógica y a través de su Teoría de la Relatividad General (1915) descubrió que la masa de los cuerpos curva el espacio-tiempo.  Es la curvatura del espacio lo que empuja a la tierra y a los otros cuerpos celestes hacia el sol y a los objetos hacia la tierra. Einstein concluyó, en consecuencia, que la masa de los cuerpos no ejerce un efecto de atracción sobre los otros cuerpos como lo había afirmado Newton en su Ley de la Gravitación Universal sino que es la curvatura del espacio lo que impulsa el movimiento de los cuerpos celestes hacia el sol,  determina el movimiento de los cuerpos celestes entre si y el movimiento de los objetos hacia la tierra.

La importancia para el pensamiento filosófico

El método de pensamiento desarrollado por Copérnico y Einstein en tiempos diferentes condujo a dos de los más grandes descubrimientos de la humanidad y puso en evidencia un hecho indudable: que la lógica y los sentidos no siempre conducen a la verdad. Ellos razonaron en contra de la lógica y los sentidos y descubrieron verdades insospechadas por la razón.

Time is only one but is appreciated differently on Earth and in the cosmos: Why the Classical Theory of Relativity may be applied to time

                                               To the Lord of the Universe

Index

1. Premise

2. Classical Theory of Relativity

3. Why the Classical Theory of Relativity applies to time

4. Evolution of the study of motion of bodies in space

5. Conclusion

1. Premise

The senses of human beings appreciate the time differently, depending on where the person is: the earth or outer space. The senses of an astronaut in his space lab only perceive the darkness of the universe around him and the light of the celestial bodies in the distance; this reveals that for the astronaut time does not present significant evidence of physical change. The opposite occurs on earth, where the senses of people permanently capture the biggest and most visible consequences of the passage of time as the day and night and the seasons: winter, spring, summer and fall. For the foregoing reasons, I have concluded that the Theory of Classical Relativity or Theory of Relativity of Galileo Galilei is also applicable to time; to explain this idea is the main objective of this essay.

2. Classical Theory of Relativity

In the western world, philosophers and scientists of Antiquity, the Middle Age and Modern Age were interested in discovering the secrets of the universe but some of his discoveries were ignored and sometimes censored by the limitations imposed by religion at that time. The best known is the case of Galileo Galilee (1564-1642), condemned by the Inquisition for remember and support the theory of Nicolaus Copernicus (1473-1543), who years earlier had claimed that the sun and not the earth was the center of the universe, and that earth, moon and planets revolves the sun.

In his extensive scientific work, Galileo showed great interest in the study of the motion of bodies in space. Galileo said that the motion of bodies is relative and depends on where the observer perceives motion. This premise of Galileo may be checked easily when you travel in an airplane or on a ship. If you see through the window of the airplane or watch inside the plane you do not feel that the plane is moving. The aircraft movement is imperceptible to who is inside. The same applies to those who are in the interior of a ship. But people who are on the ground or are in another boat if can perceive the movement of the aircraft or ship. If you look at this time around, the earth seems quiet; you do not perceive that the earth is moving; however, in reality, the earth is moving at a speed of 108,000 kilometers per hour, but human beings here on earth do not feel it. Instead, an astronaut from a space station if can perceive the movement of the earth. These examples explain in practical terms what is known as the Theory of Classical Relativity or Theory of Relativity of Galileo Galilee.

3. Why the Classical Theory of Relativity applies to time

So far, the Classical Theory of Relativity has been applied only to the motion of bodies in space. But I think the theory is applicable to time because the same premises applicable to the assessment of the movement of bodies in space are also applicable to the assessment of the time in space. Indeed, the same that happens with the appreciation of the motion of bodies on the ground, depending on where the observer is, it does occurs with the appreciation of time, depending on if the observer is in the earth or in outer space. From the earth humans perceive the consequences of time; but an astronaut in his space station does not see these changes in his environment because in the cosmos there is not day nor night, nor winter, spring, summer or fall. From his space laboratory he only can see the areas of light and shadow of earth but does not perceive the effects of time in outer space around him; therefore, we can say that the appreciation of time is relative and depends on where the observer is: the earth or outer space.

4. Evolution of the study of the motion of bodies in space

Since ancient times man has tried to understand the motion of bodies in space, beginning with the motion of the earth and stars. Studies by Isaac Newton, in the 17^th century, show that the most ancient civilizations Babylon, Chaldea, Egypt, Greece and Rome knew that the earth and the planets revolve around the sun. There is evidence that prove that a Greek astronomer, Aristarchus of Samos (310 BC -230 BC), first introduced the idea of Heliocentrism. However, historical sources have attributed the authorship of the concept only to Nicolaus Copernicus (1473-1543), for his book On the celestial spheres (1531).

Copernicus’s work was continued by a German mathematician and astronomer, Johannes Kepler (1571-1630), who studied the motion of the planets and created three concepts known as Kepler's laws, which confirm that the earth and planets move around the sun in an elliptical shape and variable speed depending on the distance from the sun: maximum speed at perihelion and minimal speed at aphelion.

Isaac Newton (1643-1727), English philosopher and mathematician continued and expanded the research of his predecessors. He studied the phenomenon of light and created a new discipline, the mathematical calculation, to predict the changes of matter. He formulated the Universal Law of Gravitation that explains the attraction between the bodies. Newton deduced that the sun, by its gigantic mass attracts the earth and planets. Earth attracts the moon, planets attract each other and in the same way the earth attracts the apple falling to it. It is the gravitational force, according to Newton, which operates throughout the universe, so that gravity is a universal law.

Newton formulated three concepts about the effect that exert the force on the motion of bodies, ideas known as Newton's laws. He also studied the properties of matter and concluded that the bodies become light and vice versa, anticipating the concept of mass and energy as a unit, developed two hundred years after by Albert Einstein.

In 1905, the scientist Albert Einstein (1879-1955), published his Theory of Special Relativity, which explains the motion of bodies in space and adds a new dimension: time, which represents a complete revolution in the study of the subject, since previous scientists had considered time as an absolute magnitude. Einstein changed the concept and demonstrated that time is relative and integrates an indivisible unit with space. In 1915 he expands its studies on the subject and develops the Theory of General Relativity, which explains how space, time, matter and energy are related.

Einstein develops a new theory of gravity and ensures that the mass of bodies curve space around and that is the cause of attraction between bodies. He said that the gravitational force does not exist; it is the curvature of space what pushes the bodies. The sun, with its large mass bends the space around the earth and therefore the earth is attracted to the sun. The earth, with its large mass bends space around and attracts the moon. The planets bend space around and attract each other. His theory of the curvature of space was verified by testing at times of solar eclipse in the twenties and observing Mercury's orbit around the sun. Both tests found that light bends in space around the sun. This changed the idea of gravity that survived two hundred years since Isaac Newton formulated his Theory of Universal Gravitation. Einstein therefore created a new theory of gravity that represents a new vision of the universe.

In parallel, Einstein studied the laws of matter and explained how the mass of bodies is converted into energy, giving rise to a new reality in the world: the Atomic Age.

5. Conclusion

Only as a metaphor, we could talk about the existence of a cosmic time and human time. But that distinction is an arbitrary creation used solely to better understand reality, because time is one only in the cosmos and on earth. Humans have created limited time concepts that do not exist in reality but serve to organize the activities of life: seconds, minutes, hours, days, weeks, months and years. The concept of time in units of measurement is a human invention. The cosmic time is one only in one only space where the Astros are in permanent motion.

Space and time is one unit. In the cosmos that unit is perfect and indissoluble. But on earth humans make distinction between one and another supported by the physical evidence provided the phenomena of day, night and seasons, phenomena which, in turn, lead to changes in nature. These changes are evidence of the passage of time.

In cosmic time there is no second, minute, hour, week, month or year. All that exists is the motion of the stars; that is the measure of time.

The cosmic time is only one dimension inseparably united to cosmic space.

Galileo could not apply his theory of relativity to time for a simple reason: because in his epoch space travel was not known and, therefore, he could not know that time in space is seen differently than on earth. But human beings of the 20^th  and 21^st  century know the perspective of the universe from space by mean of photographs and other evidence taken in outer space; so man can today to distinguish the time from Earth and the time from space. Consequently, we can conclude that the Classical Theory of Relativity of Galileo may be applied today to time; that is my hypothesis.

Other essays by the author on the theme:

Relativity of the mathematical exactitude

http://pablorafaelgonzalez.blogspot.com/2011/03/relativity-of-mathematical-exactitude_15.html

Space and time is one unit

http://pablorafaelgonzalez.blogspot.com/2012/07/space-and-time-is-one-unit-reflection.html

El tiempo es uno solo pero se aprecia de manera diferente en la tierra y en el cosmos: Por qué la Teoría de la Relatividad Clásica es aplicable al tiempo

                                                           Al Dios del Universo

Índice

1. Premisa
2. Teoría de la Relatividad Clásica
3. Por qué la Teoría de la  Relatividad Clásica es aplicable al tiempo
4. Evolución del estudio del movimiento de los cuerpos en el espacio
5. Conclusión

1.      Premisa

Los sentidos de los seres humanos aprecian el tiempo de manera diferente, dependiendo del lugar donde se encuentre la persona: la tierra o  el espacio exterior. Los sentidos de un astronauta en su laboratorio espacial solo perciben la obscuridad del universo a su alrededor y la luz de los cuerpos celestes visibles en la distancia; esto revela que para el astronauta el tiempo no presenta evidencia significativa de cambio físico.  Ocurre lo contrario en la tierra,  donde los sentidos de las personas si captan permanentemente las consecuencias más visibles y mayores del paso del tiempo como el día y la noche y las estaciones: invierno, primavera, verano y otoño. Por las razones antes expuestas, he llegado a la conclusión de que la Teoría de la Relatividad Clásica o Teoría de la Relatividad de Galileo Galilei es también aplicable al tiempo, tema que constituye el objetivo principal de este ensayo,  el cual desarrollo a continuación.

2.      Teoría de la Relatividad Clásica o Teoría de la Relatividad de Galileo

En el mundo occidental, los filósofos y científicos de la Edad Antigua, de la Edad Media y parte de la Edad Moderna se interesaron por descubrir los secretos del universo pero algunos de sus descubrimientos fueron ignorados y en algunas ocasiones censurados por las limitaciones que imponía la religión en ese momento. El caso más conocido es el de Galileo Galilei (1564-1642), condenado por la Inquisición por recordar y apoyar la teoría de Nicolás Copérnico (1473-1543), quien años antes había afirmado que la tierra no era el centro del universo como lo sostenía el pensamiento de la época, sino que el centro del universo era el sol,  alrededor del cual giraba la tierra, la luna y los planetas.

En  su extensa obra científica, Galileo mostró gran interés por el estudio del movimiento de los cuerpos en el espacio. Galileo aseguró que el movimiento de los cuerpos es relativo y depende del lugar en que el observador perciba el movimiento. Esta premisa de Galileo la comprobamos fácilmente cuando viajamos en un avión o en un barco. Si usted se asoma por la ventana del avión u observa  el interior del avión usted no percibe que el avión se está moviendo. El movimiento del avión es imperceptible para quien está en su interior. Lo mismo ocurre a quien está en el interior de un barco. Pero las personas que están en tierra o que están en otro barco si pueden percibir el movimiento del avión o el barco. Si usted mira en este momento a su  alrededor la tierra parece quieta; usted no percibe que la tierra se está moviendo; sin embargo, en la realidad, la tierra se está moviendo a una gran velocidad de 108.000 kilómetros por hora, pero los seres humanos aquí en la tierra no nos damos cuenta de ello. En cambio, un astronauta desde una estación espacial si puede percibir el movimiento de la tierra. Estos ejemplos explican en forma práctica lo que se conoce como la Teoría de la Relatividad Clásica o Teoría de la Relatividad de Galileo Galilei. 

3.      Por qué la Teoría de la Relatividad Clásica es aplicable al tiempo

Hasta ahora, la Teoría de la Relatividad Clásica ha sido aplicada sólo al movimiento de los cuerpos en el espacio. Pero creo que la Teoría es aplicable al tiempo, porque las mismas premisas aplicables a la apreciación del movimiento de los cuerpos en el espacio son aplicables también a la apreciación del tiempo en el espacio. En efecto, lo mismo que ocurre con la apreciación del movimiento de los cuerpos en la tierra, dependiendo de donde se encuentre el observador, ocurre con la apreciación del tiempo, dependiendo de si el observador se encuentra en la tierra o en el espacio exterior. Desde la tierra los seres humanos percibimos las consecuencias del paso del tiempo; pero un astronauta en su estación espacial no percibe esos cambios en su entorno porque en el cosmos no hay ni día ni noche ni invierno, primavera, verano ni otoño. Desde la distancia el astronauta podrá ver sólo las zonas de luz y sombra de la tierra pero no percibirá los efectos del tiempo en el espacio exterior a su alrededor; en consecuencia, podemos afirmar que la apreciación del tiempo como lo conocemos los seres humanos es relativa y depende del lugar donde se encuentre el observador: la tierra o el espacio exterior.

4.      Evolución del estudio del movimiento de los cuerpos en el espacio

Desde la Antigüedad el hombre ha tratado de comprender el movimiento de los cuerpos en el espacio, comenzando por el propio movimiento de la tierra y de los astros. Estudios realizados por Isaac Newton en el siglo XVII, demuestran que las civilizaciones más antiguas, Babilonia, Caldea, Egipto, Grecia y Roma sabían que la tierra y los astros giran alrededor del sol. Existen testimonios que prueban que un astrónomo griego, Aristarco de Samos (310 A.C-230 A.C), expuso primero la idea del Heliocentrismo.  Sin embargo, las fuentes de la historia han atribuido la paternidad del concepto únicamente a Nicolás Copérnico (1473-1543), por su libro Sobre de las esferas celestiales (1531).

El trabajo de Copérnico fue continuado por un matemático y astrónomo alemán, Johannes Kepler (1571-1630), quien estudió el movimiento de los planetas y formuló tres conceptos conocidos como las leyes de Kepler, los cuales ratifican que la tierra y los planetas se mueven  alrededor del sol  en forma elíptica y a velocidad variable dependiendo de la distancia respecto al sol: velocidad máxima en el perihelio y mínima en el afelio.

Isaac Newton (1643-1727), filósofo y matemático inglés sigue y amplía la línea de investigación de sus predecesores. Estudia el fenómeno de la luz y crea una nueva disciplina, el cálculo matemático, para predecir el cambio de la materia.  Formuló la Ley de la Gravitación Universal que explica la atracción que ejerce la masa de los cuerpos sobre otros cuerpos.  Newton dedujo que el sol, por su gigantesca masa, atrae a la tierra y a los planetas; la tierra atrae a la luna, los planetas se atraen entre si y de la misma manera la tierra atrae a la manzana que cae a ella. Es la fuerza gravitacional, según Newton, que opera en todo el universo, por lo que la gravedad es una ley universal.

Newton formuló tres conceptos sobre el efecto que ejerce la fuerza sobre el movimiento de los cuerpos, ideas conocidas como las leyes de Newton. También avanzó en el estudio de las propiedades de la materia y dedujo que los cuerpos se convierten en luz y viceversa, adelantándose al concepto de masa y energía como unidad, que sería desarrollado doscientos años después por Albert Einstein.

En el año 1905, el científico Albert Einstein (1879-1955), publicó su Teoría de la Relatividad Especial, en la que estudia el movimiento de los cuerpos en el espacio y  agrega una nueva dimensión: el tiempo, lo cual representa una completa revolución en el estudio del tema, ya que los científicos anteriores habían considerado al tiempo como una magnitud absoluta. Einstein cambia el concepto y demuestra que el tiempo y el espacio son relativos y constituyen una unidad indivisible. En 1915 amplía sus estudios sobre la materia y desarrolla la Teoría de la Relatividad General, en la que explica cómo se relacionan espacio, tiempo, materia y energía.

Einstein elabora una nueva teoría de la gravedad y asegura que la masa de los cuerpos curva el espacio a su alrededor y esa es la causa de la atracción entre los cuerpos. La fuerza gravitacional no existe, lo que existe es la curvatura del espacio que empuja los cuerpos y los atrae hacia otros cuerpos. El sol, con su gran masa, curva el espacio alrededor de la tierra y por eso la tierra es atraída hacia el sol. La tierra, con su gran masa, curva el espacio a su alrededor y atrae a la luna. Los planetas curvan el espacio a su alrededor y se atraen entre sí. Su teoría de la curvatura del espacio fue comprobada mediante pruebas en momentos de eclipse de sol en los años veinte  y observando la órbita de Mercurio alrededor del sol. En ambos casos se comprobó que la luz se curva en el espacio alrededor del sol. Esto cambió la idea de la gravedad vigente desde que Isaac Newton doscientos años antes formuló su Teoría de la Gravitación Universal.  Einstein creó, pues, una nueva teoría de la gravedad que representa una nueva visión del universo.

En paralelo, Einstein estudió las leyes de la materia y explicó cómo la masa de los cuerpos se convierte en energía, dando origen a una nueva realidad en el mundo: la Era Atómica.

5.      Conclusión

Sólo como una metáfora, podríamos hablar de la existencia de un tiempo cósmico y de un tiempo humano. Pero esa distinción es una creación arbitraria empleada únicamente para comprender mejor la realidad, porque el tiempo es uno sólo en el cosmos y en la tierra. Los seres humanos han creado conceptos limitados de tiempo que no existen en la realidad pero que sirven para ordenar las actividades de la vida: segundos, minutos, horas, días, semanas, meses y años. El concepto de tiempo en unidades de medida es una invención humana. El tiempo cósmico es uno sólo en un solo espacio donde  los astros  se encuentran en movimiento permanente.

Tiempo y espacio constituyen una unidad. En el cosmos esa unidad es perfecta e indisoluble.  Pero en la tierra los humanos hacemos distinción entre uno y otro apoyados en la prueba física que nos proporcionan los fenómenos ya descritos de día, noche y estaciones, fenómenos que, a su vez, provocan cambios en la naturaleza. Esos cambios son las evidencias del paso del tiempo.

En el tiempo cósmico no existe segundo,  minuto,  hora, día, semana, mes ni año;  lo único que existe es el movimiento de los astros; esa es la medida del tiempo.

El tiempo cósmico es una sola dimensión inseparablemente unida al espacio cósmico.

Galileo no pudo aplicar su teoría de la relatividad al tiempo por una razón muy simple: porque en su época no se conocían los viajes al espacio y, en consecuencia, él no podía saber que el tiempo en el espacio se aprecia diferente a como se aprecia en la tierra. Pero los seres humanos del siglo XX y XXI si conocen la perspectiva del universo desde el espacio por fotografías y otras evidencias tomadas en el espacio exterior; por eso, podemos distinguir el tiempo desde la tierra y el tiempo desde el espacio. En consecuencia, se puede concluir que la Teoría de la Relatividad Clásica de Galileo es aplicable hoy al tiempo; esa es mi hipótesis.

Otros ensayos del autor sobre el tema:

Relativity of the mathematical exactitude

http://pablorafaelgonzalez.blogspot.com/2011/03/relativity-of-mathematical-exactitude_15.html

Space and time is one unit

http://pablorafaelgonzalez.blogspot.com/2012/07/space-and-time-is-one-unit-reflection.html