Edmund Halley y su cometa

Carlos Roque Sánchez

En el campo de la ciencia aprendemos cuán grande es la extrañeza del mundo.

 Robert Oppenheimer, físico estadounidense (1904-1967)

 

Astrónomo precoz

No se sabe con seguridad si la pequeña localidad de Haggerston, por la época de nuestro personaje, se había apuntado ya a la reforma gregoriana del calendario. Por este motivo, no hay uniformidad en el día y mes de su nacimiento. Sí la hay del año, 1656. De modo que, este año del Señor de 2006, se cumple el 350 aniversario del nacimiento del astrónomo y matemático inglés Edmund Halley (Haggerston, 1656-1742, Greenwich) [Fig.1]. Hijo de un próspero mercader fabricante de jabones, el pequeño Edmund, recibió una feliz y esmerada educación hasta los 16 años que murió su madre. Atraído desde muy joven por la astronomía, ingresó en el Queen´s College de la Universidad de Oxford, donde se formó bajo la dirección del entonces Primer Astrónomo Real, John Flamsteed. En 1676, con tan sólo 20 años, y contando con el apoyo del rey Carlos II, estableció un observatorio astronómico en la isla de Santa Elena. Su finalidad era la de realizar un mapa estelar del hemisferio sur. Resultaba que, hasta ese momento, los astrónomos sólo habían mostrado interés por las estrellas visibles desde el hemisferio norte, y no parecían interesados en las del austral. De ellas sólo se sabía lo que contaban marineros y exploradores. Halley se propuso aumentar esa información.

 

Fig. 01. Hedmun Halley

 

Aunque estuvo dos años en la isla, el inadecuado clima de la misma para las observaciones astronómicas hizo que el resultado de su expedición fuera discreto. En 1678 publicó un catálogo, Catalogus stellarum australium, el primero de esa zona del cielo, con tan sólo 341 estrellas. A pesar de su escaso número, era una más que digna aportación al mapa de estrellas conocido. En un planisferio que dibujó, incluía una constelación que dedicó al rey Carlos II. La llamó Robur Carolinum y hoy es conocida como Cruz del Sur [Fig.2]. Ni que decir que fue un detalle que agradó al rey. Tanto, que intercedió para que le otorgasen el título universitario de Master of Arts, sin que tuviera que realizar examen alguno. Un real agradecimiento. También publicó un trabajo sobre una obsrvación que había realizado en la isla de Santa Elena (famosa siglo y medio después por ser la última residencia de Napoleón Bonaparte). Halley fue el primero en observar un tránsito de Mercurio, en describir el paso del planeta por delante del Sol. Desde ese momento su prestigio como astrónomo se consolidó y fue elegido miembro de la Royal Society. Tenía sólo 22 años.

 

 

Fig. 02. La Cruz del Sur

Interesado en los cometas

En el decenio de 1660, cuando Halley era un niño, tuvo lugar un avistamiento de cometas en el cielo de Inglaterra, de una frecuencia inusual. Años más tarde, en 1679, Halley visitó al ya anciano Hevelius, máxima autoridad en cometas de la época. Una visita que probablemente estimuló su interés por ellos. Entre 1680 y 1682, se produjeron nuevas apariciones que despertaron el interés no sólo de los científicos, sino también de las clases populares. En aquella época, todavía, estos cuerpos celestes eran considerados augures de catástrofes y desgracias. Como portadores de malas noticias, su aparición provocaban alarma pública y temores en el pueblo llano. En concreto, el cometa de 1682, lo pudo ver Halley.

Ese mismo año contrajo matrimonio con Mary Tooke, con quien vivió durante 55 años, por lo que buscó un trabajo remunerado. No era el mejor momento. Su fama había provocado los celos de su jefe, Flamsteed, que se opuso a su nombramiento como profesor en Oxford. No fue hasta 1704 que fue nombrado titular de Geometría [Fig.3]. Amigo personal de Isaac Newton -tuvo una influencia fundamental y jugó un papel destacado en la publicación de su Principia- pensaba que la teoría de la gravitación de éste se podía aplicar a cualquier cuerpo celeste. Incluido aquellos que parecían no obedecer a ninguna ley, como los cometas. Que con sus movimientos erráticos, aparecían y desaparecían sin aparente orden. Se puso mano a la obra y, con la ayuda de Newton, recopiló todos los datos que pudo sobre los cometas conocidos, trazando su itinerario en el cielo. No se equivocó, “la unidad en la variedad y la variedad en la unidad es la ley del Universo” que ya había anunciado el padre de la Física.

 

Fig. 03. Isaac Newton

 

Los principios del Principia

En 1684, Halley, visitó a Newton. Lo hacía para plantearle un problema. El de saber la trayectoria que seguirían los cuerpos celestes, si la fuerza entre ellos disminuyera con el cuadrado de la distancia. Le contó que R. Hooke presumía de haber descubierto las leyes del movimiento de los cuerpos, pero que Wren no le creyó y había ofrecido un premio al que encontrara la solución. Cuando Newto lo hubo oído, no tardó en responder:

- En órbitas elípticas, naturalmente.

- Pero, ¿cómo lo sabes?

- ¿Que cómo?, porque lo he calculado.

Habían transcurrido casi 20 años desde la supuesta caída de la manzana. Aquella que había hecho pensar a Newton en la posibilidad de que, la fuerza que la había hecho caer, era la misma que hacía que la Luna girase alrededor de la Tierra y, también, de que los planetas lo hiciesen alrededor del Sol. Era muy probable. Más que probable. El problema estaba en que era muy difícil de calcularla. Se trata de una fuerza cuyo valor decrece con el cuadrado de la distancia. Lo nunca pensado. No obstante se puso a determinarla y lo consiguió. Por eso sabía que la trayectoria sería elíptica. Al pedirle Halley la demostración, comprobó que la había extraviado. Newton no era, precisamente, un ejemplo de orden. Pero se comprometió a volver a hacerla. Y así fue. Días después Halley recibió una carta de nueve páginas con toda la demostración y cálculos (Ciencia es todo aquello sobre lo cual siempre cabe discusión, Ortega y Gasset) .

Halley, comprendiendo al instante la importancia de la demostración, animó a Newton a que publicara un libro con sus conclusiones. Se ofreció a corregir las pruebas, incluso, a pagar de su propio bolsillo los gastos de la edición. Su padre, que se había casado en segundas nupcias, murió ese año de 1684 en extrañas circunstancias, por lo que Halley había heredado. Gracias a su generosidad, el 5 de julio de 1687, se publicaba en tres tomos el libro Principios Matemáticos de la Filosofía Natural, el tratado más importante de la Historia de la Ciencia y uno de los libros cumbres de la Humanidad [Fig4].

 

Fig. 04. El libro Principios Matemáticos de la Filosofía Natura

Cometa Halley

Aunque autores como G. Borelli y R. Hooke pensaban que las trayectorias de los cometas eran parabólicas, Halley, basándose en Newton tenía la seguridad de que eran elípticas. Elípticas con una gran excentricidad. En el año1696 había comprobado que los cometas de 1531, 1607 y 1682 tenían órbitas muy similares. Era evidente que se trataban de diferentes a apariciones de un mismo cometa y no de cometas distintos. Un cometa con un período de rotación de unos 76 años, aunque su valor podía variar si su trayectoria pasaba cerca de los planetas Júpiter y Saturno. La causa era porque, debido a sus grandes masas, la intensidad de sus campos gravitatorios podía modificar la trayectoria y el período del cometa. De hecho, ha llegado a ser de 79,3 años. Se trata de una prueba más de que todo gran avance en ciencia, es resultado de una nueva audacia de la imaginación.

Con esos cálculos, Halley predijo que el cometa sería visible en 1758 o 1759. Lo hizo en un trabajo que publicó en 1705 en la revista Philosophical Transactions, de la prestigiosa Royal Society of London for Improving of Natural Knowledge. Su título era Astronomiae Cometicae Sinopsis. Aventuraba que el cometa se haría visible en diciembre de 1758. Naturalmente sabía que los campos gravitatorios de otros planetas podía alterar su trayectoria y, por tanto, su periodo. Como así fue. Años más tarde, el matemático A. Clairaut, estudió los efectos gravitatorios de Saturno y Júpiter sobre el cometa. Como sabemos el cometa se vio el día de Navidad de 1758 y alcanzó su perihelio (punto más cercano al Sol) a finales de marzo. Clairaut había calculado que se produciría el 13 de abril de 1759. Menos de un mes de error. No está mal. Por desgracia, Halley, no vivió para verlo.

Desde entonces, dicho cometa, el más famoso de todos, lleva su nombre. El nombre del hombre que dominó a los cometas. No era cierto que escaparan a las leyes del cielo. Sólo ocurría que sus órbitas eran tan excéntricas y alargadas, que algunos tardaban en aparecer miles de años y permanecían a la vista humana sólo durante muy cortos períodos de tiempo. Sí. Los científicos no persiguen la verdad; es la verdad la que los persigue a ellos. Hoy sabemos que es el mismo del que hablan los registros en el año 2467 a. de C. y en el 468 a. de C. Una de las más famosas apariciones del Halley tuvo lugar en el año 1066, justo antes de la batalla de Hastings, con la que se iniciaba la presencia normanda en Inglaterra y el reinado de Guillermo el Conquistador. Del efecto que en la sociedad de la época produjo su presencia en los cielos es buena muestra el tapiz de Bayeux del siglo XI [Fig.5].

 

 

Fig. 05. Tapiz fr Bayeux.

Desde que en 1456 fuera observado por P. Toscanelli, sus apariciones adquirieron importancia astronómica. En 1531, el matemático P. Apiano detectó que su cola apuntaba siempre en sentido opuesto al Sol. En 1607, J. Kepler, calculó que estaba a una distancia cuatro veces superior a la de la Luna. Como sabemos, en 1682, fue visto por Halley quien, en 1695, empezó sus cálculos utilizando los datos de su jefe J. Flamsteed. 

 

 

Capitán Halley

Las actividades investigadores de Halley no se limitaron a su cometa. En 1686 publicó el primer mapa meteorológico del que se tiene noticia y quince años después, otro sobre la declinación magnética en el Atlántico. Para ello utilizó los datos que obtuvo de la primera expedición marítima exclusivamente científica de la historia. La realizó entre 1698-1700 con el barco Paramour Pink. En 1693 publicaba las primeras tablas estadísticas de mortalidad de la población. En 1710, manejando el catálogo de estrellas de Ptolomeo (revista AAE nº 87, ene-feb 2001), descubrió que algunas “estrellas fijas” habían cambiado de posición. Tenían movimiento propio. En concreto tres: Sirio, Proción y Arturo. Un movimiento apenas perceptible, dada la gran distancia que nos separa de ellas y el corto periodo de tiempo de observación. Lo nunca visto ni imaginado. Ni las estrellas fijas permanecían en reposo. Estos cielos ya no eran lo que fueron. Cosas de la ciencia.

En 1712 le propuso a Flamsteed publicar el catálogo de sus observaciones. El Astrónomo Real se negó, alegando que no estaba completo. De todas forma, Halley, imprimió 400 ejemplares. Tres años más tarde su autor había logrado apropiarse de casi 300 que quemó personalmente. Nunca fueron bien las cosas entre Halley y Flamsteed. En 1720, ya muerto Flamsteed, fue nombrado Astrónomo Real y Director del Observatorio de Greenwich. También publicó algunos estudios sobre las estrellas variables y las nebulosas conocidas. Poco antes había propuesto una sugerencia de Kepler. Aprovechar el tránsito de Venus por delante del Sol, previstos en 1761 y 1769, para medir con exactitud la distancia Tierra-Sol. Se emplearía el desplazamiento de las observaciones (paralaje) debido a la órbita de nuestro planeta. Se trataba de una escala para el sistema solar que, con el tiempo, resultaría fructífera.

Dedicó el resto de su vida a realizar observaciones meticulosas de la Luna. En 1736, moría su esposa y, cinco años después, lo hacía su único hijo. En 1743, con 86 años, sentado en su sillón favorito y con un vaso de vino en la mano, moría el 14 de enero. Según Flamsteed le gustaba fumar, beber brandy y tener modos de marino. Dicen que le gustaba que le llamaran “Capitán Halley”. Un capitán audaz, imaginativo y prolífico. Como casi todos los grandes hombres de ciencia. Con su soplo de fantasía.

 

A la espera de 2062

En 1758 eran muchos los astrónomos profesionales que esperaban la llegada del cometa, predicha por Halley. Pero quien primero lo vio fue un aficionado, J. G. Palitzsch, en la noche del 26 de diciembre. Se pudo registrar su presencia en los cielos nocturnos hasta junio de 1759, pudiéndose comprobar que Halley tenía razón. La atracción gravitatoria del Sol llegaba hasta el afelio del cometa, a 35 UA de nuestra estrella. Es decir, tres veces más allá que el planeta Saturno, que era el más alejado de los conocidos hasta entonces. Toda una invitación a la imaginación. Acababa de extenderse los límites del Sistema Solar.

Con posterioridad se le ha vuelto a ver en 1835, 1910 y 1986. En 1986 [Fig.6] se pudieron enviar las primeras sondas espaciales a un cometa. En total cinco. Dos japonesas (Sakigake y Suisei), dos soviéticas ( Vega I y Vega II) y una de la Agencia Espacial Europea (Giotto), que el 14 de marzo de 1986 pasó a menos de 600 km del núcleo del cometa [Fig7]. Las fotografías que se le hicieron nos permitieron averiguar algo sobre él. Era muy oscuro, muy ligero y medía 16 km x 8 km x 8 km. Su densidad es unas cuatro veces menor que la del agua líquida. Interesante.

Fig. 06. El cometa Halle en su paso de 1986.		Fig. 07. Núcleo del cometa Halley fotografiado en 1986.

El pasado 15 de enero aterrizaba la sonda espacial Stardust y, en su canasto, más de 100 partículas de material interestelar y otras 1000 recogidas de la cola del cometa Wild 2. Se tomaron mediante una especie de raqueta con aerosol [Fig.8]. De esta forma no se produce la contaminación de la muestra. De su estudio podremos saber más y mejor acerca de: cómo se formaron los planetas, si las moléculas de carbono necesarias para el desarrollo de la vida llegaron a la Tierra a lomos de un cometa o qué tipo de transformaciones experimentan cuando atraviesan nuestra atmósfera a gran velocidad. Son muchos los secretos que están encerrados en las microestructuras de estas partículas, que en conjunto no alcanzan el miligramo de masa (0,000 001 kg). Resulta apasionante imaginar lo que podrá averiguar el hombre en el año 2062, cuando de nuevo se vuelva a encontrar con el cometa Halley [Fig.9]. (La ciencia será siempre una búsqueda, jamás un descubrimiento real. Es un viaje, nunca una llegada, Karl Popper).

Fig. 8. Reentrada de la cápsula Stardust en la atmósfera terrestre.		Fig.9. Encuentro con el cometa Halley en el año 2062.

 Asociación Astronómica de España