Tres años después de la muerte de Copérnico, nació el dinamarqués Tycho Brahe (1546-1601), el último gran astrónomo observacional antes de la invención del telescopio. Usando instrumentos fabricados por él mismo, Tycho hizo extensas observaciones de las posiciones de planetas y estrellas, con una precisión en muchos casos menor que 1 minuto de arco (1/30 del diámetro del Sol).
El excelente trabajo de Tycho como observador le facilitó la obtención del patrocinio del rey de Dinamarca, Frederic II, y así Tycho pudo construir su propio observatorio, en la isla báltica de Hveen.
Luego de la muerte del rey, su sucesor se desentendió de Tycho y retiró sus privilegios. Así, en 1597 Tycho fue forzado a dejar Dinamarca, y viajó a Praga, a trabajar como astrónomo de corte para el emperador de Bohemia.
Tycho Brahe no creía la hipótesis heliocéntrica de Copérnico, pero fueron sus observaciones de los planetas las que llevaron a las leyes de Kepler del movimiento planetario.
En 1600 (un año antes de su muerte), Tycho contrató para ayudarlo en el análisis de los datos sobre los planetas, recabados durante 20 años, a un joven y hábil matemático alemán llamado Johannes Kepler.
Cuando Tycho murió, Kepler "heredó" su puesto y sus datos, a cuyo estudio se dedicó en los 20 años seguientes.
El planeta para el cual había un mayor número de datos era Marte. Kepler consiguió determinar las diferentes posiciones de la Tierra luego de cada período sidéreo de Marte, y así conseguió trazar la órbita de la Tierra. Encontró que esa órbita se aproximaba muy bien a un círculo excéntrico, esto es, con el Sol un poco apartado del centro.
Kepler consiguió también determinar la órbita de Marte, pero al intentar ajustarla con un círculo no tuvo éxito. Continuó insistiendo en esa tentativa por varios años, y en cierto punto encontró una órbita circular que concordaba con las observaciones con un error de 8 minutos de arco. Pero sabiendo que las observaciones de Tycho no podían tener un error de ese tamaño (a pesar de significar tan solo un error de 1/4 del tamaño del Sol), Kepler, con la integridad que le era característica, descartó esa posibilidad.
Finalmente, pasó a la tentativa de representar la órbita de Marte con una curva oval, y rápidamente descubrió que una elipse ajustaba muy bien a los datos. La posición del Sol coincidía con uno de los focos de la elipse. Quedó así explicada también la trayectoria casi circular de la Tierra, con el Sol apartado del centro.
Siendo P el período sidéreo del planeta, a
el semi-eje mayor de la órbita, que es igual a la distancia media
del planeta al Sol, y K una constante, podemos expresar la
ley como:
Si medimos P en años (el período sideral de la
Tierra), y a en unidades astronómicas (la distancia media
de la Tierra al Sol), entonces K = 1, y podemos escribir la
ley como:
Galileo comenzó sus observaciones telescópicas en 1610, usando un telescopio construído por él mismo. No cabe a Galileo el crédito de la invención del telescopio, sin embargo. Lentes y anteojos ya eran conocidos desde cerca de 1350, y Galileo había oído hablar de un telescopio construído por el holandés Hans Lippershey, en 1608. Galileo supo de ese instrumento en 1609, y sin haber visto el telescopio de Lippershey construyó el suyo propio, con 3 aumentos, en 1609. En seguida construyó otros instrumentos, y el mejor tenía 30 aumentos. Galileo también fue el primero en utilizar el telescopio para observar sistemáticamente el cielo, haciendo varios descubrimientos importantes, como:
Este último descubrimiento de Galileo fue particularmente importante porque mostró que podían haber centros de movimiento que a su vez también estaban en movimiento; por lo tanto el hecho de que la Luna gire en torno a la Tierra no implicaba que la Tierra estuviese inmóvil.
Este descubrimiento también
fue fundamental porque, en el sistema ptolomaico, Venus está siempre
más próximo a la Tierra que el Sol, y como Venus está
siempre próximo al Sol, nunca podría tener toda su cara iluminada
mirando hacia nosotros, y por lo tanto debería siempre aparecer
en face creciente. Al ver que Venus muchas veces aparece en fase casi totalmente
llena, Galileo concluyó que este planeta debe viajar alrededor del
Sol, pasando algunas veces por frente a él y otras veces por detrás,
y no orbitar en torno a la Tierra.
Introducción
a la Astronomía y la Astrofísica