El Instrumento de la Esfera Celeste

Instrumento real del Observatorio Antiguo de 北京 Běijīng.

Existen muchos objetos arqueológicos y tradicionales que representan a la China antigua. Pero de todos ellos la esfera armilar es, sin duda, el que mejor representa a la ciencia china antigua. Su gran belleza y complejidad no opacan su gran utilidad y precisión. Desde muy temprano en la historia, la astronomía jugó un papel fundamental en los asuntos de estado chinos. La esfera armilar nos muestra la gran comprensión que los chinos alcanzaron sobre la forma y movimientos del cosmos. 

¿Qué es una esfera armilar?

Una esfera armilar es un instrumento astronómico de la antigüedad. Se trata de un modelo a escala del universo representado desde la perspectiva terrestre. Se utilizaba para poder predecir la posición de los cuerpos celestes. Su desarrollo a lo largo de más de 20 siglos permitió una mejor comprensión de nuestro universo. Para poder realizar las predicciones era necesario que el instrumento contemplara todos los objetos celestes y sus movimientos, algo que requirió el trabajo de cientos de generaciones de científicos. Este instrumento fue inventado de forma independiente en China y Grecia. En China los registros más antiguos del uso de la esfera armilar se remontan al siglo IV a.e.c., mientras que en Grecia fue inventada en el siglo II a.e.c.

La esfera armilar consiste en una serie de anillos concéntricos, con carriles que permiten el movimiento de unos contra otros para representar los movimientos celestes. En China, luego de su perfeccionamiento durante la Dinastía 汉 Hàn (206 a.e.c.- 220 e.c.), además de ser un instrumento astronómico básico, se convirtió en toda una muestra de autoridad imperial.

La esfera armilar china

El instrumento utilizado por los científicos chinos para predecir las posiciones celestes fue llamado 浑仪 Hún yí, Instrumento de la Esfera Celeste. Este nombre está estrechamente relacionado con la teoría cosmológica china llamada 浑天 Hùn tiān, Esferas Celestes. Según esta teoría, el cielo tiene la forma de una esfera que rota, con sus ejes en los polos celestes, mientras que la Tierra es plana.

Elementos primordiales

El 浑仪 Hún yí posee 5 anillos básicos:

- Anillo del horizonte: representa la línea de horizonte terrestre. Cualquier cuerpo celeste ubicado por debajo de este anillo no podrá ser avistado en el cielo.

- Anillo del meridiano: es un anillo que pasa por el polo norte y sur celeste, cruzando por el cénit (punto más alto en el cielo con relación al observador) y que corta perpendicularmente al anillo del horizonte.

- Anillo del ecuador: este anillo representa el ecuador celeste, perpendicular al anillo del meridiano.

- Anillo de la eclíptica: este anillo representa el movimiento del sol a lo largo de un año.

- Anillo de observación: este anillo cuenta con un cilindro metálico que puede ser apuntado en cualquier dirección para observar un cuerpo celeste y calcular sus coordenadas.

Desarrollo

Por fortuna, contamos con numerosos escritos que mencionan los nombres de muchos de los astrónomos chinos que trabajaron en el perfeccionamiento de este instrumento. Si bien pueden resultarnos personajes completamente desconocidos, justamente por ello hemos decidido mencionar a los más destacados. Cada uno de los siguientes científicos introdujo importantes elementos al instrumento. Así como su legado no ha muerto, esperamos que sus nombres tampoco no caigan en el olvido.

Los primeros 浑仪 Hún yí estaban formados por un único anillo y tienen su origen en el siglo IV a.e.c. Rápidamente se sucedieron nuevos modelos con un mayor número de anillos. El primer 浑仪 Hún yí que demostró su gran poder de predicción fue el desarrollado por el astrónomo 落下闳 Luòxià Hóng (130-70 a.e.c.). Durante la dinastía 汉 Hàn se procedió al desarrollo de un calendario estándar para todo el imperio. 落下闳 Luòxià Hóng se valió de un 浑仪 Hún yí para la construcción del nuevo calendario de 365,25 días y 28 estaciones lunares (posiciones de la Luna en el cielo nocturno). El instrumento utilizado para la construcción de este calendario debió contar con el anillo ecuatorial celeste y al menos un segundo anillo, para permitir la predicción del movimiento de la Luna alrededor de la Tierra.

Posteriormente los astrónomos chinos descubrieron que el Sol y los planetas no se mueven igual que la Luna, sino que se mueven sobre la eclíptica. Los astrónomos 傅安 Fù ān y 贾逵 Jiǎ kuí agregaron el anillo de la eclíptica para poder predecir las posiciones del sol y los planetas. El diseño del 浑仪 Hún yí hidráulico creado por el famoso científico 汉 Hàn, 张衡 Zhāng Héng (78-139 e.c.) contaba ya con todos los anillos básicos.

Durante la Dinastía 唐 Táng (618-906 e.c.) se realizaron importantes mejoras al instrumento. El 浑仪 Hún yí era capaz de predecir la posición del fondo de estrellas, el Sol, la Luna y 5 planetas visibles a simple vista. Complejas modificaciones fueron realizadas para poder predecir los eclipses. Como la órbita de la Luna no es igual que la eclíptica, cada año hay dos puntos en donde la órbita de la Luna se cruza con la órbita del Sol (esto puede verse claramente en el instrumento ya que el Sol y la Luna tienen cada uno un anillo que representa su órbita). En este punto, si el Sol y la Luna coinciden se produce un eclipse. Sin embargo, estos dos puntos no son fijos, sino que cambian de posición en un ciclo de 18,6 años. El modelo 唐 Táng cambiaba estos puntos de intersección año a año y permitía predecir eclipses.

También durante la Dinastía 唐 Táng, se adaptó el instrumento para que fuera capaz de compensar el movimiento de precesión de la Tierra. Los astrónomos 一行 Yīxíng y 梁令瓒 Liáng Lìngzàn llamaron al nuevo instrumento 黄道游仪 Huáng dào yóu yí, Instrumento de Movimiento Eclíptico, que no era ni nada más ni nada menos que una nueva versión del instrumento de la esfera celeste extremadamente preciso. Esta nueva versión incluyó también el añadido de algunos anillos que ayudaban a calcular las coordenadas celestes fácilmente. La idea era muy buena, pero el uso de tantos anillos impedía poder observarlos fácilmente, especialmente la Luna, que era uno de los más estudiados. Tantos anillos también dificultaban mucho el movimiento del instrumento, volviendo tedioso su uso.

Los restos

Si bien hay escritos y referencias a estos instrumentos, no hay restos arqueológicos claros. El instrumento más antiguo conservado es de la Dinastía 明 Míng (1368-1644 e.c.), que por fortuna se conserva completo.

El 浑仪 Hún yí es un instrumento desarrollado por las mejores mentes de la China antigua. Alcanzó un grado de precisión tan alto que, hoy en día, podría perfectamente ser utilizado como un instrumento de observación astronómica amateur. 

Notas

(1)  El apellido de 落下闳 Luòxià Hóng es 落下 Luòxià, lo cual es poco común, ya que los apellidos chinos suelen estar constituidos por un solo carácter. A estos apellidos constituidos por dos caracteres se los denomina 复姓 fù xìng.