La multidisciplinariedad es una de las características principales de las Matemáticas y entre sus relaciones más populares encontramos la Física y Química. Lo que mucha gente ignora es que esta ciencia tiene una relación todavía más antigua con otra, y es gracias a este vínculo que nuestros antepasados comenzaron a explicar el cielo nocturno: la Astronomía. 

De hecho, todavía los astrónomos siguen descubriendo cuerpos celestes, lo que prueba que el vínculo entre Matemáticas y Astronomía es más fuerte de lo que parece, pero ¿en qué consiste exactamente esta unión? Con la aplicación de las Matemáticas se pueden construir modelos del movimiento de los astros, mapear el espacio exterior y registrar el descubrimiento de planetas. ¿Quieres saber más? Calibra tu telescopio y acompáñanos en una exploración fuera de este mundo. 

Matemáticas y Astronomía: ciencias hermanas

Si algo ha fascinado a nuestra especie son las estrellas: ahora ya sabemos que es imposible vivir en una —son hidrógeno y helio, es decir gas—, pero cuando el homo sapiens estaba en evolución y ni siquiera soñábamos con viajar al espacio, sirvieron de fuente de inspiración para contar historias. Además, los más observadores pronto se dieron cuenta de que el movimiento de las estrellas y otros cuerpos celestes influía en el comportamiento de los animales y el crecimiento de las cosechas, lo que sembró la duda sobre la relación que podían tener los puntitos brillantes con nuestro planeta.

Las sociedades primitivas usaron la aritmética para llevar un registro de los ciclos solares y lunares. Sin embargo, pasaron siglos antes de que en los antiguos reinos de Mesopotamia y Babilonia unieran Astronomía con Matemáticas: se utilizó el movimiento del Sol para predecir los eclipses y la posición de otros cuerpos celestes, en función de su grado de latitud y longitud. Se escribieron resultados y postulados en tablillas de arcilla, lo que permitió que este conocimiento llegara a los antiguos griegos, quienes lo aprovecharon para sus propios desarrollos astronómicos.  

Gracias al intercambio de información, Pitágoras, uno de los inventores de las Matemáticas, postuló que los planetas estaban conectados entre sí por esferas y Ptolomeo desarrolló un modelo del sistema solar con la Tierra al centro. De ahí, la relación entre las matemáticas y la astronomía solo se estrechó más con los años. 

Durante el Renacimiento, Galileo señaló que nuestro planeta no podía ser el centro del universo, sino que era el Sol —lo que le causó más de un problema—, además, observó que la velocidad a la que cae un objeto no es directamente proporcional a su peso. La gran revolución llegó unos años después de la mano de Isaac Newton, quien al estudiar el Cometa Halley,  ideó el cálculo. Al estudiar los cuerpos celestes a través del cálculo, el matemático y astrónomo pudo replicar en sus cuadernos, el movimiento de cualquier cuerpo celeste. 

Como si el descubrimiento anterior no fuera suficiente, Newton también explicó la gravedad —tomando como base las leyes de Kepler, quien estudió matemáticamente las órbitas de los planetas—, describió cómo se mueven los astros y sus ecuaciones se usan hoy para calcular las fuerzas gravitacionales.

Científico completo, o por qué los astrónomos deben saber matemáticas

Queda claro que varios de los máximos exponentes de ambas ciencias tenían amplios conocimientos de los dos campos de estudio, pero aunque no lo creas, los primeros astrónomos contrataban matemáticos para que los ayudaran a resolver cálculos complejos. Así, el astrónomo capturaba una secuencia (compuesta por la luz que emiten los cuerpos celestes) con la cámara de su telescopio, pero para procesar la información tenía que crear tablas y utilizar estadística y aritmética para procesar su descubrimiento. Por ello, los astrónomos deben tener una formación matemática sólida.  

Además, los astrónomos no pueden realizar experimentos en un laboratorio como otros especialistas: ¡es imposible encerrar el cosmos en un tubo de ensayo! Su principal fuente es la información que recolectan de la galaxia que está a 40 millones de años luz, así que tienen que recurrir a la lógica, la razón y los hechos para realizar su trabajo con precisión matemática. 

Eso sin olvidar que los astrónomos no solo usan las Matemáticas durante la exploración espacial. Para regresar una nave espacial al planeta emplean la aritmética y usan el cálculo avanzado, con el fin de evitar la colisión de satélites, naves espaciales o demás infraestructura crítica con basura espacial y otros objetos próximos a la Tierra (near-Earth object).

¿No que no?: las matemáticas aplicadas a la astronomía

Sabemos que hay gente que dice que las matemáticas son el lenguaje del universo, pero, ¿cuáles son sus aplicaciones específicas en la astronomía? ¿será posible que sean tan vastas como el espacio exterior? ¡Enfoca tu telescopio y averigüémoslo!

  1. Para registrar sus descubrimientos: quizá no lo sabes, pero los telescopios funcionan con ¡matemáticas! A través de un telescopio vemos la luz de los cuerpos celestes, que si bien hermosa, no nos dice mucho. Es a través de las matemáticas que podemos recopilar y transmitir información —en este caso luz—  para convertirla en un mensaje astronómico gracias a la aritmética y la estadística: desde identificar qué cuerpos celestes emiten luz, con qué intensidad y un larguísimo etcétera. 
  2. Para localizar y calcular la distancia relativa entre dos cuerpos celestes: la mayoría de las operaciones astronómicas se hacen con trigonometría esférica, que se centra en la localización y en el cálculo relativo de distancias entre cuerpos celestes. Por cierto, esta innovación fue lo que nos permitió proyectar nuestro esférico planeta sobre una superficie lisa, revitalizando herramientas como el astrolabio y la cartografía celeste. 
  3. Para alcanzar sus objetivos: ya sea que quieran determinar la trayectoria de un satélite, cohete, misil, nave espacial o transmitir señales al enviar datos comprimidos, los astrónomos emplean las matématicas. Por ejemplo, usan el álgebra para calcular la velocidad y seguir el movimiento, principio básico por el que opera el telescopio espacial Hubble.
  4. Para hacer nuevos descubrimientos: los astrónomos tienen amplios conocimientos de Programación y Matemáticas para explorar un territorio amplio y parcialmente desconocido, lo que ha propiciado hallazgos sorprendentes: ¿sabías que fue la matemática computacional lo que permitió que encontráramos el planeta Neptuno?
  5. Para que la exploración espacial sea retomada por las siguientes generaciones: los astrónomos usan las matemáticas para crear y desarrollar nuevas leyes sobre los cuerpos celestes, que serán de utilidad para los futuros aventureros intergalácticos. 

Después de revisar los puntos anteriores, podemos afirmar que las Matemáticas y la Astronomía se han influido mutuamente y su relación es más que especial: una vez que los astrónomos recopilan la información emplean métodos matemáticos para su procesamiento y posteriormente realizan cálculos y proyecciones sobre lo que nos deparan los astros. 

¡Prepárate para navegar por el universo!

Somos una especie confinada a la Tierra —aunque la Astrobiología trabaja a máxima velocidad para encontrar lugares habitables o vida inteligente en la galaxia— y la única forma en la que podemos explorar los confines misteriosos e inescrutables del cosmos (los agujeros negros, la transformación de una estrella en nebulosa oscura, los límites del universo) es con las matemáticas, herramienta que permite a los astrónomos estudiar cosas que están fuera de nuestro alcance. 

Te aseguramos que una vez que comienzas a aprender aritmética no solo estás ampliando tu intelecto, también comienzas a conectar con el universo. Básicamente estás aprendiendo un nuevo idioma y poco a poco entenderás los principios que gobiernan la galaxia, lo que posteriormente te permitirá descubrir sus secretos. 

Si queremos conocer la historia del universo es necesario aprender Matemáticas, pues así está escrita y solo sabremos la verdad interpretando estas cifras, secuencias y conjuntos. ¿Sabes qué es lo mejor? Que puedes comenzar tu aprendizaje del lenguaje de las estrellas desde tu computadora, agenda hoy una clase prueba de Matemáticas con BYJU’S FutureSchool.

Mientras esperas el llamado para comenzar una travesía interestelar, no dudes en compartirnos tus impresiones en los comentarios y aprovecha el tiempo para conocer más sobre las Matemáticas: desde su presencia en la naturaleza con la proporción áurea hasta la revolución social que implicó la incorporación del 0, con las demás entradas de nuestro blog. Hasta la próxima. 🙂  

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