Déu vs Laplace

Quan una teoria considerada sòlida sembla fallar es produeix un enrenou entre els científics. Cada personatge té la seva pròpia forma d'intentar resoldre el problema, tot plantejant altres hipòtesis … o posant a Déu com a hipòtesi. I aquest va ser el remei utilitzat pel Newton per corregir algunes incorreccions observades fins que va arribar en Pierre Simon Laplace afirmant que no calia. De sobte, la mateixa teoria explicava aquestes incorreccions es consolidava llavors amb més força. Aquest és el tema central en la nostra història d'avui.
 

[@more@]

Recordeu la conversa entre Laplace i Napoleó? Us la recordo. Quan el primer va mostrar al segon el seu llibre "Traité de Méchanique céleste", Napoleó li va dir:

– Monsieur Laplace, Newton va parlar de Déu en el seu llibre. Vaig recórrer el vostre i no l'he una sola vegada.
– Sire, mai no he necessitat aquesta hipòtesi – va contestar Laplace.

Per qué va venir aquesta conversa i perquè Laplace va contestar d'aquesta manera?. La nostra història comença algun temps abans per un problema de calendari.

A principis del segle XVI la concepció del Cosmos era totalment diferent a la que tenim avui dia. La Terra estava al centre i els cels es movien al voltant d'ella. Les estrelles estaven en una esfera fixa i giraven al voltant del nostre planeta. Havia, no obstant això, cinc estrelles que de vegades semblaven moure's més ràpid, de tant en tant més lents fins i tot anar cap enrere (retrogradacions): els planetes. Això ho explicaven situant els esmentats cossos en unes esferes invisibles rotatòries fetes de matèria etéra en les que s'allotjaven el Sol, la Lluna i els planetes. Amb complicats moviments combinats d'aquestes esferes podien preveure les seves posicions al llarg del temps.

Aquest sistema còsmic va durar segles i va ser la base de la gestió social i de l mesura del temps. Aquest últim problema era molt seriós sobretot per a les celebracions litúrgiques que havien de ser seguides de manera obligatòria pels fidels, doncs havien de seguir-se en les dates corresponents. I van començar els problemes: cada vegada era més complicat calcular i predir les posicions dels planetes, del Sol i la Lluna; i el que és pitjor de tot, el càlcul de la Pasqua s'havia fet impossible de seguir a partir de les posicions del Sol i de la Lluna. El sistema de Ptolomeo havia fracassat completament: havien perdut la festivitat principal de l'Església.

Roma va voler posar remei a tot això, i van anar a veure a un canonge polonès aficionat a l'astronomia i demanar-li que fes el possible per solucionar el problema. Es deia Nicolàs Copèrnic. I ho va fer, però es va veure forçat a donar un pas inesperat: va proposar el que avui diríem un "model"; un sistema alternatiu en el que el Sol estava al centre de l'Univers. Les conseqüències eren desastroses. Durant un temps es va dir a Roma que en el fons era una ficció matemàtica per "salvar les aparences". En qualsevol cas, Déu sabia que Copèrnic estava equivocat. En 1539, Martín Lutero va comentar que: aquest boig vol donar-li la volta a tota l'astronomia; però les Sagrades Escriptures ens diuen que Josué va ordenar al Sol que es detingués, no a la Terra. Més tard, en Galileo replicaria aquesta frase: La Bíblia mostra la manera d'arribar al cel, no en la manera que es mouen els cels. En fi, continuem.

Després va venir en Newton a plantejar la seva Llei de la Gravitació Universal per intentar donar solució tot aquest muntatge. Però, encara que va ser un pas històric, no van acabar els problemes. Fins i tot avui, sense anar més lluny, molts creuen que les òrbites dels planetes són el·líptiques i perfectes, que sempre han estat així i així han de ser. Però, ai!, això no és del tot correcte. Hi ha canvis degut a les pertorbacions.

Tot això té relació amb el problema dels tres cossos que malaciencia va explicar fa temps. Avui resolem aquest problema amb l'ordinador i tot és més fàcil, però en aquells temps el problema era literalment inabordable. Com Newton era profundament religiós, encara que les seves creences no coincidissin amb l'ortodòxia de l'Església de llavors, va resoldre les pertorbacions afirmant que si algun planeta del Sistema Solar es sortia del seu camí, sempre podia intervenir Déu i fer un cop de mà per posar-ho al seu lloc. Aquesta argumentació va provocar una resposta per part d'en Leibnitz, qui va afirmar que el Déu de Newton havia de ser un rellotger bastant barroer perquè era incapaç de fer un bon rellotge que marqués sempre l'hora correcta, doncs perquè funcionés bé havia d'intervenir cada vegada que s'espatllava.

Entra en escena el nostre controvertit home: Pierre Simon Laplace. Comptava amb un avantatge: les matemàtiques d'homes com Lagrange i Legendre. Va poder aprofitar-se, per tant, d'eines que no tenia en Newton al seu abast. Va resoldre problemes que portaven segles sense resoldre's i no precisament senzills, com la llibració de la Lluna (fenomen que ens explica meravellosament l'amic Paco Bellido a un article), també va resoldre les anomalies observades en els moviments dels satèl·lits de Júpiter i no em refereixo a les degudes a la velocitat de la llum, sinó a altres anomalies.

I va resoldre també un altre problema més intrigant. Resulta que les anomalies de l'òrbita de Mart es podien explicar tot comptant els efectes pertorbadors dels dos gegants del Sistema Solar: Júpiter i Saturn; recordem, a més, que aquests dos últims són els gegants del Sistema Solar i entre ells s'exerceixen la màxima influència un sobre un altre. Ja des d'en Tycho Brahe era conegut que l'òrbita de Saturn s'estava expandint de manera lenta mentre que la de Júpiter s'estava reduint de manera igualment lenta. Aquest era el tipus de problemes als quals Newton posava a Déu com solució. I va ser un problema molt seriós perquè posava en joc l'estabilitat del Sistema Solar.

Laplace, per la seva part, va estudiar el problema a fons i es va adonar que aquestes modificacions en les òrbites es donaven de manera rítmica. Resulta que Saturn fa dues òrbites al voltant del Sol mentre que Júpiter fa cinc. Els dos gegants es troben el més a prop possible un d'un altre cada 59 anys i en aquell moment s'exerceixen la pertorbació gravitatòria més gran.

Utilitzant la tècnica de correcció pas a pas, va calcular que l'efecte produït per tot això era la inversió dels canvis globals cada 929 anys. És a dir, durant 929 anys, l'òrbita de Júpiter s'expandeix i la de Saturn es contreu i durant els 929 anys següents és la de Júpiter la que es contreu i la de Saturn la que s'expandeix.

D'aquesta manera, Laplace havia restablert l'ordre al sistema solar sense la necessitat de la mà de Déu i va ser l'argument de resposta a Napoleó. Però no només això: tal com abans s'havia pogut possar en dubte la llei de la Gravitació Universal, doncs no explicava tots les observacions, amb la resolució d'aquest problema s'havia fet més consistent.

En paraules del propi Laplace:

Les irregularitats d'aquests dos planetes semblaven abans impossibles d'explicar mitjançant la llei de la gravitació universal però, actualment, constitueixen una de les seves proves més concloents.

Arago va dir fins i tot que: El nostre sistema semblava destinat a perdre Saturn, el seu més misteriós adorn; a veure a aquest planeta, acompanyat dels seus anells i dels seus satèl·lits, enfonsar-se gradualment en les regions desconegudes en les que l'ull humà, ni tan sols armat dels més potents telescopis, podrà penetrar mai. Júpiter, per la seva banda, aquest globus al costat del qual el nostre tan poca cosa és, es precipitaria en la matèria incandescent del Sol; els homes veurien finalment a la Lluna precipitar-se sobre la Terra.

Així que la resposta de Laplace a Napoleó va ser totalment encertada, oi?

He dit que Laplace va ser un home molt controvertit, però no ja pels seus càlculs a mecànica celeste, sinó per les seves actuacions a nivell social. Però deixarem aquests detalls per a una altra història.

Fonts
"Del hacha al chip", James Burke y Robert Ornstein
"Laplace: el matemático de los cielos", Javier Bergasa
"Así de simple", John Gribbin
http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd97/Biografias/09-01-b-LaplaceObra.htm

Quant a omalaled

Me llamo Fernando y soy un apasionado de la ciencia y admirador de los científicos y ténicos de todas las épocas. Espero disfrutéis sabiendo un poquito más de ellos.
Aquesta entrada ha esta publicada en General. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Una resposta a Déu vs Laplace

  1. omalaled diu:

    Ufff, i encara està molt present … 🙂

    Salut!

Els comentaris estan tancats.