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Christiaan Huygens

Un héroe de la ciencia olvidado.

(14 de abril de 1629 – 08 de julio de 1695)

 

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Por Andrés Eloy Mendoza.

Asociación Larense de Astronomía, ALDA.

 

 

        Christiaan Huygens, el matemático, físico y astrónomo neerlandés, solo tenía cuatro años de edad cuando Galileo Galilei (1564–1642) intentaba abrir el camino para la teoría heliocéntrica del Universo de Copérnico en su famoso juicio en 1633 y no lo logró. A Galileo muchos le pidieron que considerara la visión de Copérnico simplemente como una hipótesis matemática, lo cual en el momento se consideraba como una cosa meramente ficticia y que no se podía demostrar en la naturaleza. En aquellos tiempos Galileo no podía probar esta teoría por medios matemáticos.

 

 

No fue sino en 1729 cuando James Bradley probó el movimiento de la Tierra alrededor del Sol cuando descubrió la aberración estelar. Y el heliocentrismo fue corroborado en 1838 por Friedrich Bessel al observar el paralaje estelar, cosa que también había mencionado Galileo. Y fue Huygens, el heredero y sucesor científico de Galileo, quien luego produciría una de las más contundentes demostraciones de lo que una hipótesis matemática podía hacer para revelar la naturaleza física del mundo en su teoría de la onda de la luz.

 

 

        Christiaan Huygens nace el 14 de Abril de 1629 en La Haya y fue el segundo hijo del poeta y estadista Constantijn Huygens y su esposa Suzanna van Baerle. La familia Huygens tenía importantes puestos en la administración de la Casa de Orange (estatúderes de las provincias de la República). El padre de Christiaan era uno de los poetas y escritores más conocidos de Países Bajos y Christiaan recibió clases de su papá y de tutores privados. Según sus biógrafos, Christiaan comenzó a componer música a los 9 años de edad y desde muy joven tenía dominio del neerlandés, latín, griego, francés e italiano y así mismo ejecutaba ya el laúd, la viola y el clavicordio. Cuando tenía 14 años se interesó en la mecánica y se construyó un torno de madera el cual usaba para construir modelos de sistemas mecánicos. A los 15 años comenzó a estudiar matemáticas.

 

 

        En Mayo de 1645, Christiaan y su hermano Constantijn comenzaron a estudiar en la universidad de Leiden, la universidad más antigua de Países Bajos. Comenzaron a estudiar leyes para cumplir con los deseos de su padre pero también tomaron algunos de los cursos de artes liberales. Estos comprendían el estudio de los autores clásicos y sus escritos de historia, filosofía y ciencia, incluyendo las matemáticas. Christiaan fue alumno de Franz van Shootens, el matemático más conocido de entonces en Holanda y quien era amigo y exponente prominente de las ideas de Descartes. Descartes vivió y trabajó en la República Holandesa la mayor parte de su vida adulta, entre 1628 y 1649 y Christiaan se reunió con él en varias oportunidades cuando éste visitaba a la familia Huygens.

 

 

Estando en la universidad, Christiaan asimiló muy bien las ideas científicas y filosóficas de Descartes. No obstante, luego de dos años en la institución, Christiaan fue transferido a otra universidad, la cual había sido fundada recientemente por el príncipe Frederick Henry (William II) para continuar sus estudios de leyes. Esta decisión obedecía a que con un entrenamiento en leyes se podía aspirar a altos cargos administrativos en la República. De este modo, al igual que Galileo, Huygens se vio forzado a escoger entre una carrera segura, o ir contra la voluntad de su padre para seguir su interés en las matemáticas y la ciencia. Huygens continuó sus estudios de leyes pero se mantuvo en contacto con van Schootens todo este tiempo.

 

 

        En 1650 Frederick Henry muere y las provincias occidentales de la República Holandesa deciden prescindir de los estatúderes. Por ende la influencia de la Casa de Orange y quienes la apoyaban, tal como Constantijn Huygens disminuyó notablemente. Esto bloqueaba el camino para que Christiaan consiguiera un cargo gubernamental pero le permitía continuar con sus estudios de ciencia y esto fue lo que hizo. Aprendió de muchos de sus conocidos y de sus propios estudios mientras vivía y trabajaba en casa en La Haya, ya que la fortuna familiar le permitía trabajar en estas cosas ininterrumpidamente. Fue muy importante para su carrera su visita a París en 1655, donde conoció a muchos de los más importantes matemáticos franceses y participó en muchas discusiones de salón sobre trabajos contemporáneos en ciencias y artes. Allí se hizo amigo del poeta Jean Chapelain y del astrónomo Ismael Boulliau.

 

 

        Son muchos los aportes a las ciencias que hace Christiaan y en las matemáticas, uno de sus trabajos más conocidos es ayudar a fundar la disciplina de la “Probabilidad”, esto por sus estudios de juegos del azar. Pero también fue responsable de muchos otros avances matemáticos en su tiempo.

 

 

        Algunos piensan que Christiaan Huygens es un héroe olvidado porque su figura es quizás opacada por ese otro gran genio de la ciencia, como lo fue su contemporáneo Sir Isaac Newton. Sin embargo, Huygens es sin duda un pilar de esa revolución científica del Siglo XVII. Y no cabe la menor duda de que este hombre es uno de los talentos matemáticos más grandes que ha conocido la humanidad. Esto lo comenzó a demostrar desde muy joven. Por ejemplo, a los 17 años mostró que la curva catenaria formada por una cadena que cuelga desde ambos extremos, no es una parábola y así desafiaba la autoridad de Simon Stevin y nada menos que a Galileo. También resolvió muchos problemas matemáticos que le enviaba el fraile Marin Mersenne, quien tuvo una influencia muy estimulante en el joven Huygens y a quien llamaba “mi Arquímedes”. En 1650 Huygens produce su primer trabajo sobre cuerpos flotantes. Aunque esto no fue nunca publicado, era un trabajo extraordinario y una prueba de su genio matemático, pues contenía resultados que mucho más tarde redescubrirían los no menos famosos Bernoulli y Euler.

 

 

        En su vida científica y social, Huygens tiene muchas similitudes con Galileo. Huygens era un erudito en muchos aspectos y trabajó dentro de una comunidad de practicantes, los miembros de las Academias científicas de París y de Londres, además de estar envuelto con la vida de la Corte. Así como Galileo fue nombrado filósofo y astrónomo por los Medici, también Huygens fue llamado para crear la primera Académie Royale des Sciences al servicio del rey francés Louis XIV.

 

 

Vivió en Francia durante casi 20 años mientras recibía una pensión Real y durante este tiempo, presentaba sus trabajos no publicados (por ejemplo, sobre colisiones, el movimiento de los péndulos, la teoría de la luz…) ante la Academia Real.

 

 

        Huygens obtuvo mucho reconocimiento internacional entre matemáticos, científicos y astrónomos, teniendo contacto directo con grandes personajes como Isaac Newton y Henry Olderbourg, e incluso fue nombrado miembro de la Sociedad Real de Londres, un honor del cual siempre se sintió orgulloso. Al igual que Galileo, Huygens tuvo que probar cosas ante los tribunales cuando sus rivales científicos lo desafiaban y por ello tuvo que salir adelante a la luz pública a defender sus ideas. Al igual que Galileo, Huygens se vio implicado con frecuencia en disputas científicas; por ejemplo, sobre el reloj de péndulo, el cual según el príncipe Leopold de Medici, había sido creado previamente por Galileo, pero éste luego quedó satisfecho con la respuesta de Huygens. Así mismo Huygens fue acusado por el astrónomo florentino Eustachio Divine de inventar la idea de los anillos de Saturno. Irónicamente en cuanto a su producción científica, tanto Galileo como Huygens tendrían  casi el mismo destino: Huygens escribió sus trabajos más grandes – Horologium Oscillatorium y Treatise on Light – retirado de la vida pública en su hogar en Holanda debido a problemas de salud y Galileo escribió sus Dos Nuevas Ciencias mientras estaba en el exilio en sus años finales.

 

 

Huygens completó muchos de los descubrimientos importantes de Galileo. Por esta razón y con derecho, se le considera el fundador de la física matemática. En 1650 produjo un tratado sobre objetos que sobresalen sobre la superficie de un líquido, suplementando el trabajo previo de Galileo sobre objetos flotantes. In 1652 desarrolló su propia teoría sobre colisiones en su trabajo Sobre el Movimiento de Cuerpos como Resultado de un Impacto, en donde no solo el impulso o momento del movimiento se conserva pero también se asume la conservación de la energía; las leyes de colisiones que desarrolló más tarde, incorporaban leyes que Galileo había determinado previamente. Sabía a través de Mersenne que la teoría de Galileo sobre la velocidad de objetos en caída tenía preguntas sin responder, por ello se decidió  a tratar de explicar el movimiento con aceleración mejor que nadie y su gran trabajo, Horologium Oscillatorium (1673), fue la realización de ese sueño. En De vi centrífuga, Huygens dio precisión cuantitativa a las ideas de Galileo sobre la naturaleza de la aceleración centrípeta. También fue Huygens quien completó el estudio de la naturaleza isócrona de las oscilaciones de un péndulo matemático.

 

 

En cuanto a su fama como astrónomo, fue fundamental el que él trabajaba  muy bien la óptica y hacía microscopios y telescopios con lentes trabajados por él. Con uno de estos microscopios, Leeuwenhoek y Huygens fueron unos de los primeros seres humanos en observar células de esperma humana, un prerrequisito para entender la reproducción humana. Para explicar cómo aparecían microorganismos en agua previamente esterilizada al ser hervida, Huygens proponía que éstos eran lo suficientemente pequeños para flotar en el aire y luego flotaban ligeramente sobre el agua para reproducirse. Así proponía una alternativa a la generación espontánea, la noción de que la vida podía surgir en la uva fermentada o la carne que se pudre, independientemente de una vida prexistente. Y no fue sino hasta el tiempo de Louis Pasteur, dos siglos más tarde, cuando se pudo probar que esta especulación de Huygens era correcta.

 

 

Su fama como astrónomo era lograda no solo como resultado de su  invención del reloj de péndulo en 1656, pero también por su sorprendente descubrimiento en la primavera de 1655 de Titán, la primera de las lunas de Saturno, así como el descubrimiento de los anillos de Saturno en 1656. Ya que Huygens era un experto en trabajos con lentes y oculares, él se construyó su propio telescopio tan potente como los que usaban otros astrónomos en su época. Por ello, no hay razón para que él por encima de otros, hiciera estos descubrimientos tan asombrosos. Lo que él veía es lo mismo que veían los demás, pero saca a relucir su genio al ser capaz de interpretar sus observaciones y ver lo que otros no veían. Con una ingenuidad matemática, Huygens resolvió el enigma que había desvelado a los astrónomos durante décadas; por qué la apariencia de Saturno variaba en diferentes épocas presentando formas diferentes y mostrando como unas “orejas” o una “hoz”. Antes de Huygens, nadie había siquiera sospechado de la existencia de un anillo alrededor del planeta. Es cierto que Galileo también había descubierto algo inusual acerca de Saturno, pero su telescopio no tenía la suficiente potencia para ver los anillos con precisión. Así Huygens se convirtió en la primera persona desde Galileo en descubrir un cuerpo celestial y sus contemporáneos lo apodaban “Titán” por este logro. Cuando su trabajo El Sistema de Saturno fue publicado finalmente en 1659, era realmente el trabajo más importante en astronomía telescópica desde la época de Galileo.

 

 

Con los descubrimientos hechos con su telescopio era suficiente para  reservar su sitio en la historia, pero siguiendo los pasos de Eratóstenes, fue la primera persona en medir el tamaño de otro planeta. También fue el primero en especular que Venus estaba completamente cubierto de nubes y fue el primero en dibujar un rasgo de la superficie de Marte y al observar cómo esto desaparecía con cierta periodicidad, dedujo la longitud del día en el planeta rojo.

 

 

En 1690 culmina Huygens su trabajo más importante, “El Tratado sobre la Luz” (Traité de la Lumiére). Este trabajo teórico describe la luz en términos de excitaciones de ondas, dándole un tratamiento matemático de dinámicas de ondas. Con esta teoría Huygens podía explicar el movimiento de la luz a través de los lentes así como la birrefringencia de cristales.

 

 

Pero la teoría de Huygens no fue muy aceptada durante los primeros 100 años luego de su publicación debido a que contradecía las ideas de Newton, pero en 1801 su esencial acierto fue demostrado experimentalmente por Thomas Young en Inglaterra.

 

 

En el último período de la vida de Huygens aparecen los trabajos fundamentales de Newton y de Leibniz, a finales de los 1680. Huygens de nuevo visitó Inglaterra, en donde tuvo varios diálogos con Newton, con quien tenía diferencias filosóficas y científicas fundamentales, aunque los registros indican que la relación entre ellos siempre fue muy cordial en ambas partes. Huygens nunca aceptó del todo la teoría de la mecánica de Newton, ya que seguía siendo seguidor de los principios de Descartes en muchas cosas. Y así mismo Newton nunca pudo aceptar la teoría de ondas de Huygens con respecto a la luz.

 

 

En 1695 su salud se deteriora rápidamente y muere el 9 de Julio, dejando  sus documentos en la Universidad de Leiden. Sus instrumentos y los lentes de su telescopio permanecieron con la familia Huygens hasta 1754, cuando fueron vendidos en una subasta. Pero su legado queda para toda la humanidad en la ciencia que tanto amaba y que tanto nos enseña a entender. Cuando vemos a Saturno y hablamos de su luna Titán y del sistema de anillo de esta joya del cielo, sin saberlo estamos viendo la firma de Christiaan Huygens en el firmamento. 

 

 

BIBLIOGRAFIA.

 

Sagan, Carl. COSMOS. Carl Sagan Productions, Inc. ISBN 0-394-50294-9. 1980.

Christian Huygens: Un héroe olvidado. https://www.researchgate.net/publication/291355558_Christiaan_Huygens_A_Forgotten_Hero

La Vida de Christian Huygens: Notas Breves. https://phas.ubc.ca/~stamp/TEACHING/PHYS340/NOTES/FILES/14a-Huyghens.pdf