Entre la ciencia y la leyenda, el experimento de Galileo desde la Torre de Pisa

El campanario de la Catedral Primacial de Santa María Asunta de Pisa, universalmente conocido como la Torre Inclinada, es el símbolo de la ciudad y de Italia en general. Su fama es ilimitada, y también se dice que fue el famoso escenario y laboratorio de un importante experimento del científico pisano Galileo Galilei.

Se trata delexperimento de los gravi o de la caída de los gravi, sobre el que aún hoy se discute si realmente se llevó a cabo, o más bien se trata de una mera especulación mental. El experimento se basaba en una teorización de Aristóteles, el filósofo que había formulado explicaciones para numerosos fenómenos físicos en la Atenas del siglo IV a.C.; entre ellas, una de sus proposiciones fundamentales era que no hay efecto sin causa y, por extensión, no hay movimiento sin fuerza que lo mueva. Aristóteles sostenía que la velocidad de un objeto es proporcional a la fuerza motriz e inversamente proporcional a la resistencia del medio.

Aplicando estas ideas a la caída de los cuerpos, el filósofo acabó concluyendo que los distintos cuerpos caen a distintas velocidades y, más concretamente, que cuanto mayor es el peso, mayor es la velocidad de caída. Esta afirmación era coherente con el fenómeno realmente observado, y siguió siendo una creencia durante mucho tiempo, y aún hoy goza de gran favor.

Pero en realidad se trataba de una teoría errónea que fue criticada en varias ocasiones, ya en el siglo VI d.C. por el filósofo bizantino Juan Filoponio, y después con más vehemencia en los siglos XVI y XVII, cuando la ciencia del movimiento estaba cada vez más avanzada. El intelectual Benedetto Varchi ya había cuestionado la idea aristotélica en 1544 al publicar su tratado Questione sull’alchimia: “[...Aunque la costumbre de los filósofos modernos es siempre creer, y nunca probar todo lo que está escrito en los buenos autores, y especialmente en Aristóteles, no es, sin embargo, que no era más seguro, y más No es, sin embargo, que no fuese más seguro, y más agradable, hacer otra cosa, y a veces descender a la experiencia en algunas cosas, como son los verbos de gracia en el movimiento de las cosas graves, en las cuales Aristóteles y todos los demás filósofos, sin dudarlo nunca, han creído y afirmado que cuanto más grave es una cosa, más rápidamente desciende, lo cual la prueba demuestra que no es verdad. [...]”.

Sin embargo, hay que esperar hasta Galileo Galilei para ver refutada definitivamente la visión aristotélica. El entonces joven científico ocupó la cátedra de matemáticas de la Universidad de su ciudad entre 1589 y 1592 y, como profesor, mostró enseguida su pedagogía contra el dogma: “El método que seguiremos será el de hacer depender lo que se dice de lo que se dice, sin dar nunca por verdadero lo que se quiere explicar. Este método me fue enseñado por mis matemáticos, mientras que no es suficientemente observado por ciertos filósofos cuando enseñan elementos físicos... En consecuencia, los que aprenden, nunca conocen las cosas por sus causas, sino que sólo las creen por fe, es decir, porque Aristóteles las dijo. Si, pues, lo que dijo Aristóteles es verdad, son pocos los que investigan; les basta con ser considerados más doctos porque tienen en sus manos más textos aristotélicos [...] que una tesis sea contraria a la opinión de muchos no me importa en absoluto, siempre que corresponda a la experiencia y a la razón”.

Y fue durante su período pisano cuando Galilei compuso De motu antiquiora. En este texto, que permaneció manuscrito durante mucho tiempo y sólo se imprimió en el siglo XIX, Galilei recopiló sus conferencias sobre el problema del movimiento, empezando a dar cuerpo a sus formulaciones sobre la teoría de la gravedad. Aún hoy se discute si se trataba de un mero ejercicio mental o si, como cuenta la historia, lo probó realmente tomando la Torre de Pisa como laboratorio.

Fue Vincenzo Viviani, su discípulo favorito y biógrafo, quien escribió sobre el experimento en su obra Racconto istorico della vita di Galileo Galilei: “y entonces, para gran consternación de todos los filósofos, muchas de las conclusiones del propio Aristóteles sobre el tema del movimiento, que hasta entonces se habían tenido por absolutamente claras e indubitables, fueron convencidas por él de su falsedad, por medio de la experiencia y con sólidas demostraciones y discursos; como, entre otras, que las velocidades de los móviles de la misma materia, desigualmente graves, moviéndose por los mismos medios, no conservan por lo demás la proporción de sus gravedades que les asignó Aristóteles, sino que, por el contrario, todos se mueven con igual velocidad, lo que se demostró por repetidos experimentos, realizados desde la altura del Campanile de Pisa con la intervención de los demás lectores y filósofos y de toda la escuela; y que tampocomenos las velocidades del mismo movedor por diferentes medios conservan la proporción recíproca de las resistencias o densidades de los mismos medios, deduciéndose esto de los manifiestos absurdos que se seguirían en consecuencia contra el sentido mismo”.

Pero el famoso experimento con el “gravi”, que tanto la tradición como el biógrafo afirman que se llevó a cabo desde la Torre de Pisa, es considerado casi unánimemente como una mera leyenda, e incluso si se hubiera llevado a cabo, aparentemente habría refutado la tesis galileana porque, como señaló conscientemente el propio Galileo, “sólo un espacio completamente sometido al aire y a cualquier otro cuerpo” podría demostrar la veracidad de lo que afirmaba, pero en aquella época no existían ni espacios ni bombas capaces de restar resistencia al aire. Aunque tal experimento no era factible en aquella época, el científico pudo investigar el fenómeno con distintos enfoques utilizando la lógica y también empíricamente.

Galileo, que sostenía que pesos diferentes caen a la misma velocidad, llevó a cabo con éxito una elucubración que cuestionaba la formulación aristotélica, ya que existían contradicciones inherentes a esta última que el científico pisano había señalado. Suponiendo que la teoría de Aristóteles fuera cierta, es decir, que un cuerpo ligero cae más lentamente que otro más pesado, si estuvieran ligados, tendrían que caer a la velocidad media entre ambos, ya que el objeto pesado sería frenado por el ligero. Pero al mismo tiempo, si los dos cuerpos se sumaran, resultaría un tercero aún más pesado y su movimiento de caída tendría que acelerarse. Esta paradoja, con una contradicción evidente entre los tiempos de caída, lleva a considerar que la hipótesis aristotélica es imposible y, por tanto, errónea.

Galileo subrayaría más tarde el concepto en un experimento que afirmó haber realizado, comparando la caída de una bala de artillería y la de una bala de mosquete. Y que, para simplificar, resumimos utilizando unidades de medida distintas de las propuestas por Galileo. Imaginemos que la bola de artillería es diez veces más pesada que la bala; lanzada al mismo tiempo desde la misma altura de 100 metros, según la fórmula aristotélica, la más pesada debería tocar el suelo cuando la bala sólo habría recorrido diez metros. En cambio, Galileo señaló que la distancia de llegada al suelo entre ambas era mínima.

Aunque en su época fue imposible que Galileo realizara correctamente el experimento “gravi”, varios siglos después, en 1971, el astronauta Dave Scott lo reiteró de una forma de gran impacto escenográfico: durante la misión Apolo 15, dejó caer simultáneamente sobre la superficie lunar un martillo y una pluma, que impactaron en el suelo al mismo tiempo, debido a la ausencia de atmósfera, demostrando que el científico pisano no se había equivocado en absoluto.

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