¿Se observó o se predijo por primera vez la libración lunar? En cualquier caso, ¿quién era la parte responsable?

La velocidad variable de la Luna sobre la esfera celeste se conoce desde la antigüedad. Los babilonios realizaron ~7 siglos de observaciones astronómicas diarias desde alrededor del 700 a. Esos datos fueron la base de las tablas astronómicas de Hiparco , que Ptolomeo usó para crear las fórmulas de los movimientos celestes en el Almagesto .

Sin embargo, observar realmente la libración de la Luna habría sido complicado antes del desarrollo del telescopio. Thomas Harriot fue la primera persona en hacer un dibujo de la Luna a través de un telescopio, el 26 de julio de 1609, más de cuatro meses antes que Galileo Galilei.

Según Wikipedia, la libración lunar en longitud fue descubierta por Johannes Hevelius a principios de la década de 1640 y publicada en 1647. Hevelius fue el último astrónomo en realizar un trabajo significativo sin telescopios, aunque finalmente los utilizó.

Guillermo Gilberto

hizo el primer intento de mapear las marcas de la superficie de la Luna en la década de 1590. Su carta, hecha sin el uso de un telescopio, mostraba contornos de parches claros y oscuros en la cara de la Luna.

Wikipedia dice

A Galileo Galilei se le atribuye a veces el descubrimiento de la libración lunar en latitud en 1632, aunque Thomas Harriot o William Gilbert podrían haberlo hecho antes.

Newton presentó un análisis bastante detallado del movimiento lunar en los Principia , pero algunos de sus cálculos eran bastante inexactos debido a varias aproximaciones que hizo para simplificar los cálculos. ¡La teoría lunar es difícil!

Antes de Newton, es poco probable que alguien pensara que la Luna se veía afectada por el bloqueo de las mareas. Por supuesto, se sabía que las mareas estaban conectadas con los ciclos de la Luna, pero en realidad no había ninguna teoría sólida sobre cómo funcionaba eso.

Tenga en cuenta que antes de Newton, era estándar considerar que la mecánica celeste y la mecánica terrestre se regían por sistemas de leyes separados. Como mencioné aquí , la intuición sobresaliente de Newton fue que un solo esquema podía describir tanto el movimiento terrestre como el celestial.

Entonces, antes de Newton, se suponía que el movimiento de la Luna se debía a influencias celestiales. La noción de que la Tierra influyó en la Luna fue una idea muy radical.

Las leyes de Kepler, publicadas en su Astronomia Nova, eran puramente empíricas. Era razonable suponer que otros cuerpos del Sistema Solar también se movían en órbitas elípticas, pero tuvimos que esperar varias décadas para que los Principia de Newton dieran una base teórica sólida a esa idea. De manera similar, era razonable suponer que la rotación de la Luna sobre su eje (en relación con las estrellas) era bastante uniforme (como la de la Tierra), pero hasta Newton no existía una teoría sólida que estableciera que la rotación de los cuerpos celestes debería obedecer la ley de conservación del momento angular.

Así, las observaciones de la libración lunar llegaron antes que la teoría necesaria.

Para comprender la respuesta proporcionada a continuación, debemos reformular ligeramente la pregunta original. Quizás una mejor manera de poner "se predijo primero la libración" es decir, directamente, primero se observó la libración, luego se avanzó una teoría que explica su ocurrencia. Aunque la observación de la libración está documentada en 1632 por Galileo, y observada y documentada de forma independiente en 1647 por Hevelius, la pregunta abre una vista inicialmente invisible de la historia con respecto a quién desarrolló por primera vez una teoría de la libración. Leer porciones relevantes de la correspondencia preservada de Newton, claramente Newton estaba trabajando en profundidad en el problema de la libración alrededor de 1670, más o menos. Aproximadamente desde 1670 y, más o menos, la década siguiente, el tema de la libración lunar fue objeto de discusión entre Newton y Huygens, así como con Halley y Mercator, entre otros. La historia de los acontecimientos muestra que, en un grado no pequeño, en su vida posterior, Newton estaba tratando de precisar la primacía de su trabajo con respecto a la libración. Parece haber un aire de intriga con respecto a cuándo se explicó por primera vez la libración, otros intentaban afirmar que eran los primeros en la fila. La visión general del cosmos ptolemaico-aristotélico es cambiada por las presentaciones de Newton en Principia Mathematica,y en cuanto a la libración, Newton quería una piedra angular sólida y honesta que estableciera la fecha de su obra como la primera. Pero aparentemente no hay evidencia existente de que la libración lunar haya sido predicha y luego confirmada por observación.

Alan Gabby analiza el descubrimiento de la libración lunar por parte de Hevelius y el desarrollo de la teoría al respecto por parte de Newton, en un ensayo titulado Innovación y continuidad en la historia de la astronomía: el caso de la luna giratoria. Este ensayo forma parte de una antología más amplia, Estudios de Filosofía e Historia de la Filosofía, Volumen 24, Revolución y Continuidad: Ensayos de Historia y Filosofía de la Ciencia Moderna Temprana, editado por Peter Barker y Roger Ariew. El editor es Prensa de la Universidad Católica (1991).

Gabby da el siguiente relato en la página 96 y siguientes:

Galileo dio su explicación de la paralaje lunar en el Diálogo de 1632, y en correspondencia de 1637-38 (aunque probablemente desconocido para Newton) anunció más efectos libratorios paralácticos. La libración en latitud y longitud fue descubierta por Hevelius, quien produjo los primeros mapas de libración en Selenographia (1647). En 1648, a Hevelius se le ocurrió la idea de explicar la libración longitudinal haciendo que la Luna esté siempre orientada hacia su punto excéntrico, no hacia la Tierra. Esta idea se le ocurrió de manera independiente a Riccioli, quien la publicó en Almagestum novum(1651), junto con mapas de libración y un estudio general del tema. Sin embargo, Riccioli no estaba satisfecho con la hipótesis excéntrica, ya que las libraciones observadas no eran exactamente las predichas a partir del valor aceptado para la excentricidad lunar, una debilidad que Hevelius reconoció, aunque prefería mantener la hipótesis hasta que surgiera algo mejor.

Gabby da una descripción detallada de la participación de Newton en el desarrollo de una comprensión de la libración lunar y su ocurrencia. Mercator, en su Institutionum astronomicarum libri duo, (1676) proporciona la primera versión de la teoría de la libración de Newton tal como se la contó Newton, tanto en persona (presumiblemente en conversaciones con Mercator en las reuniones de la Royal Society) como más tarde por carta. Al parecer, Newton tenía listo un texto para su publicación sobre el tema en 1673. Como afirma Gabby,

La carta de Newton a Oldenburg para Huygens del 23 de junio de 1673... sugiere fuertemente que la teoría en sí ya existía a más tardar en esa fecha.

Claramente, Newton tenía la teoría a mano antes de mediados de 1673, pero los detalles de la época no están disponibles. Sin embargo, el propio recuerdo de Newton del inicio de la teoría fue documentado por Newton unos 40 años después en la tercera edición de sus Principia Mathematica. Esos detalles provienen, en cierto modo, de un borrador de esa edición que indica que Newton puede haber estado inseguro, precisamente, de la fecha. Sin su correspondencia conservada, y la de otros, así como las comunicaciones y la publicación de Mercator, esos detalles posiblemente no habrían quedado claros. Su anotación en el borrador fue para la eliminación de "anno 1675" con respecto a la fecha en la que le había dado a Mercator detalles de la teoría de la libración. Gabby toma nota en particular,

Ya sea que la eliminación de Newton de "anno 1675" signifique un recuerdo incierto de la fecha de algo que ocurrió al menos cuarenta años antes, o una decisión de mencionar solo la fecha de publicación, parece seguro vincular la teoría de la libración lunar de Newton, su primera publicación contribución a la astronomía, con los años 1673—75.

Pero, ¿tenía Newton otra razón para establecer esta fecha para la primacía de su obra? ¿Por qué Newton, ahora en su vejez, sería tan insistente en la veracidad de esta fecha? Gabby hace el siguiente comentario:

¿Qué impulsó estos esfuerzos persistentes en la vejez de Newton para corregir la redacción de lo que ahora nos damos cuenta de que es una reivindicación de prioridad para la primera publicación? Me parece que Newton había leído u oído hablar (no puedo decir cuándo) de la teoría de la libración lunar en longitud que [Giovanni Domenico] Cassini había publicado en 1693. La teoría de Cassini parece datar también de alrededor de 1675 y también empleó, aunque ninguna con demasiada claridad, el modelo de una luna que gira uniformemente alrededor de un eje inclinado a 7,5° con respecto al eje orbital (y a 2,5° con respecto al eje de la eclíptica), y que se mueve de manera no uniforme en su órbita. Sin duda fue GD Cassini (cuyas notables contribuciones al estudio observacional de las rotaciones ultralunares Newton reconoció y usó) quien era el rival extranjero implícito reclamante de la libración de la luna a quien Newton deseaba negar prioridad en la tercera edición delPrincipios...

Esta fue una pregunta muy interesante. Sin embargo, las cosas no siempre son lo que parecen... No se puede probar lo negativo, pero aparentemente no hay constancia de una predicción de libración lunar, y luego una observación que la confirme. Más bien, primero se observó la libración lunar, y luego se avanzó una teoría para su ocurrencia.

Según Wood , Galileo fue el primero en observar la libración en longitud y latitud y tomar notas de ella, descrita en su Siderus Nuncius.

Dado que las observaciones exactas y las comparaciones requieren fotos o imágenes detalladas, parece poco probable que esta libración se haya observado antes. Una lectura interesante sobre la discusión entre los principales científicos alrededor de 1600 se encuentra en este artículo de Jarosław Włodarczyk . Las dificultades descritas allí para obtener incluso una comprensión decente de un mapa de la luna en ese momento, incluso con (los primeros) telescopios, hacen que parezca poco probable que se haya descubierto antes.

La ausencia de cualquier conversación de confirmación, especialmente textos o correspondencia donde, por ejemplo, Kepler está involucrado, me hace creer que no ha sido predicho previamente, al menos no por nadie de quien Kepler, Galileo o Gilbert tuvieran conocimiento, a pesar del conocimiento de la Luna. velocidad variable en su órbita.