El siglo XVII fue un momento muy propicio para las ciencias, con avances en los campos de la física, las matemáticas, la química y las ciencias naturales. En el espacio de un siglo, se observaron varios planetas y lunas por primera vez, se hicieron modelos precisos para predecir los movimientos de los planetas, y se concibió la ley de la gravitación universal.
En medio de esto, el nombre de Christiaan Huygens se destaca entre el resto. Como uno de los científicos preeminentes de su tiempo, fue fundamental en el desarrollo de relojes, mecánica y óptica. Y en el campo de la astronomía, descubrió los anillos de Saturno y su luna más grande: Titán. Gracias a Huygens, las generaciones posteriores de astrónomos se inspiraron para explorar el Sistema Solar exterior, lo que condujo al descubrimiento de otras lunas de Cronia, Urano y Neptuno en el siglo siguiente.
Vida temprana:
Christiaan Huygens nació en La Haya el 14 de abril de 1629, en una familia holandesa rica e influyente. Christiaan fue el segundo hijo de Constantijn Huygens y Suzanna van Baerle, quien nombró a Christiaan en honor a su abuelo paterno. Constantijn, un famoso poeta, compositor y asesor de la Casa de Orange, era amigo de muchos filósofos contemporáneos, incluidos Galileo Galilei, Marin Mersenne y René Descartes.
Las conexiones y afiliaciones personales de su padre le permitieron a Christiaan recibir una educación integral en artes y ciencias y lo llevaron a convertirse en un inventor y astrónomo. Hasta los dieciséis años, Christiaan estudió en el hogar y recibió una educación liberal, estudiando idiomas, música, historia, geografía, matemáticas, lógica, retórica, y también baile, esgrima y equitación.
Educación:
En 1645, Christiaan fue enviada a estudiar derecho y matemáticas en la Universidad de Leiden, en el sur de los Países Bajos. Después de dos años, Huygens continuó sus estudios en el recién fundado Colegio de Orange en Breda, donde su padre era curador, hasta que se graduó en 1649. Mientras su padre esperaba que él fuera diplomático, el interés de Christiaan en las matemáticas y las ciencias eran evidentes.
En 1654, Huygens regresó a la casa de su padre en La Haya y comenzó a dedicarse por completo a la investigación. Gran parte de esto tuvo lugar en otra casa de su familia en la cercana Hofwijck, donde pasó gran parte del verano. Huygens desarrolló una amplia gama de corresponsales en este momento, que incluía a Mersenne y al círculo de académicos con los que se había rodeado en París.
En 1655, Huygens comenzó a visitar París en múltiples ocasiones y participó en los debates celebrados por la Academia Montmor, que se había hecho cargo del círculo de Mersenne después de su muerte en 1648. Mientras estaba en la Academia Montmor, Huygens abogó por el método científico y la experimentación sobre los métodos tradicionales. ortodoxias y lo que él vio como actitudes aficionadas.
En 1661, Huygens hizo su primera visita a Inglaterra, donde asistió a una reunión del grupo Gresham College, una sociedad de científicos influenciados por el nuevo método científico (como lo propuso Francis Bacon). En 1663, Huygens se convirtió en miembro de la Royal Society, que sucedió al Grupo Gresham, y se reunió con académicos tan influyentes como Isaac Newton y Robert Boyle, participando en muchos debates y discusiones con otros de su clase.
En 1666, Huygens se mudó a París y se convirtió en uno de los miembros fundadores de la nueva Academia de Ciencias de Luis XIV. Mientras estuvo allí, utilizó el Observatorio de París para hacer sus mayores descubrimientos en el campo de la astronomía (ver más abajo), realizó correspondencia con la Royal Society y trabajó junto al astrónomo Giovanni Cassini (quien descubrió las lunas de Saturno, Japeto, Rea, Tetis y Dione). .
Su trabajo con la Academia le otorgó una pensión más grande que la de cualquier otro miembro y un departamento en su edificio. Además de visitas ocasionales a Holanda, vivió en París de 1666 a 1681 y conoció al matemático y filósofo alemán Gottfried Wilhelm Leibniz, con quien mantuvo relaciones amistosas por el resto de su vida.
Logros en astronomía:
A partir de 1652-53, Huygens comenzó a estudiar lentes esféricos desde un punto de vista teórico, con el objetivo final de comprender los telescopios. En 1655, en colaboración con su hermano Constantijn, comenzó a pulir y pulir sus propios lentes, y finalmente diseñó lo que ahora se llama el ocular Huygenian: un telescopio ocular que consta de dos lentes.
En la década de 1660, su trabajo con lentes le permitió reunirse socialmente con Baruch Spinoza, el famoso filósofo, erudito y racionalista holandés, que los cimentó profesionalmente. Utilizando estas mejoras que introdujo en las lentes, que a su vez utilizó para construir sus propios telescopios, Huygens comenzó a estudiar los planetas, las estrellas y el universo.
En 1655, usando un telescopio refractor de 50 poderes que él mismo diseñó, se convirtió en el primer astrónomo en identificar los anillos Saturns, que midió correctamente la forma de cuatro años después. En su trabajoSystema Saturnium (1659), afirmó que Saturno estaba "rodeado por un delgado anillo plano, que no se tocaba en ninguna parte e inclinado hacia la eclíptica".
También en 1655 se convirtió en el primer astrónomo en observar la mayor de las lunas de Saturno: Titán. En ese momento, llamó a la luna Saturni Luna (Latín para "la luna de Saturno") que describió en su tratado titulado De Saturni Luna Observatio Nova (“Una nueva observación de la luna de Saturno ").
En el mismo año, usó su telescopio moderno para observar la Nebulosa de Orión y la subdividió con éxito en diferentes estrellas. También produjo la primera ilustración de la misma, que también publicó en Systema Saturnium en 1659. Debido a esto, la región interior más brillante fue nombrada Región de Huygenian en su honor.
Poco antes de su muerte en 1695, Huygens completó Cosmotheoros, que se publicó póstumamente en 1698 (debido a sus proposiciones bastante heréticas). En él, Huygens especuló sobre la existencia de vida extraterrestre en otros planetas, que él imaginó que sería similar a la de la Tierra. Tales especulaciones no eran infrecuentes en ese momento, gracias en parte al modelo copernicano (heliocéntrico).
Pero Huygens entró en mayor detalle, afirmando que la disponibilidad de agua en forma líquida era esencial para la vida y que las propiedades del agua deben variar de un planeta a otro para adaptarse al rango de temperatura. Tomó sus observaciones de puntos oscuros y brillantes en las superficies de Marte y Júpiter como evidencia de agua y hielo en esos planetas.
Al abordar la posibilidad de desafíos bíblicos, argumentó que la vida extraterrestre no estaba confirmada ni negada por la Biblia, y cuestionó por qué Dios crearía los otros planetas si no se suponía que se poblarían como la Tierra. También fue en este libro que Huygens publicó su método para estimar distancias estelares, basado en la suposición (luego probada incorrecta) de que todas las estrellas eran tan luminosas como el Sol.
En 1659, Huygens también declaró lo que ahora se conoce como la segunda de las leyes del movimiento de Newton en forma cuadrática. En ese momento, dedujo lo que ahora es la fórmula estándar para la fuerza centrípeta, ejercida por un objeto que describe un movimiento circular, por ejemplo, en la cuerda a la que está unida. En forma matemática, esto se expresa como Fc = mv² / r, donde m la masa del objeto, v la velocidad yr el radio.
La publicación de la fórmula general para esta fuerza en 1673, aunque relacionada con su trabajo en relojes de péndulo y no en astronomía (ver más abajo), fue un paso significativo en el estudio de las órbitas en astronomía. Permitió la transición de la tercera ley de movimiento planetario de Kepler a la ley de gravitación cuadrada inversa.
Otros logros:
Su interés, como astrónomo, en la medición precisa del tiempo también lo llevó al descubrimiento del péndulo como regulador de los relojes. Su invención del reloj de péndulo, que prototipó a fines de 1656, fue un gran avance en el cronometraje, permitiendo relojes más precisos que los disponibles en ese momento.
En 1657, Huygens contrató a fabricantes de relojes en La Haya para construir su reloj y solicitó una patente local. En otros países, como Francia y Gran Bretaña, tuvo menos éxito, y los diseñadores llegaron a robar su diseño para su propio uso. Sin embargo, el trabajo publicado de Huygen sobre el concepto aseguró que se le acredite la invención. El reloj de péndulo de estilo Huygens más antiguo conocido data de 1657 y se puede ver en el Museo Boerhaave en Leiden (que se muestra arriba).
En 1673, Huygens publicó Horologium Oscillatorium sive de motu pendulorum (Teoría y diseño del reloj de péndulo), su trabajo principal en péndulos y horología. En él, abordó los problemas planteados por científicos anteriores que consideraron que los péndulos no son isócronos, es decir, su período depende del ancho de su oscilación, con oscilaciones anchas que toman un poco más de tiempo que las estrechas.
Huygens analizó este problema utilizando métodos geométricos (un uso temprano del cálculo) y determinó que el tiempo que toma es el mismo, independientemente de su punto de partida. Además, resolvió el problema de cómo calcular el período de un péndulo, describiendo la relación recíproca entre el centro de oscilación y el punto de pivote. En el mismo trabajo, analizó el péndulo cónico, un peso sobre una cuerda que se mueve en un círculo que utiliza el concepto de fuerza centrífuga.
A Huygens también se le atribuye el desarrollo de un reloj de primavera de equilibrio, en el mismo período que Robert Hooke (1675). La controversia sobre quién fue el primero ha persistido durante siglos, pero se cree ampliamente que el desarrollo de Huygen se produjo independientemente del de Hooke.
Huygens también es recordado por sus contribuciones a la óptica, especialmente por su teoría ondulatoria de la luz. Estas teorías se comunicaron por primera vez en 1678 a la Academia de Ciencias de París y se publicaron en 1690 en su "Traité de la lumière" (“Tratado sobre la luz"). En él, argumentó una versión revisada de las vistas de Descartes, en la que la velocidad de la luz es infinita y se propaga por medio de ondas esféricas emitidas a lo largo del frente de onda.
También publicado en 1690 fue el tratado de Huygen sobre la gravedad, "Discours de la cause de la pesanteur ” (“Discurso sobre la causa de la gravedad"), Que contenía una explicación mecánica de la gravedad basada en vórtices cartesianos. Esto representó una desviación de la teoría de la gravedad de Newton, que, a pesar de su admiración general por Newton, Huygen consideraba que carecía de cualquier principio matemático.
Otros inventos de Huygens incluyeron su diseño de un motor de combustión interna en 1680 que funcionaba con pólvora, aunque nunca se construyeron prototipos. Huygens también construyó tres telescopios de su propio diseño, con distancias focales de 37.5, 55 y 64 metros (123, 180 y 210 pies), que luego se presentaron a la Royal Society.
Muerte y legado:
Huygens regresó a La Haya en 1681 después de sufrir una grave enfermedad depresiva, que lo había afectado durante toda su vida. Intentó regresar a Francia en 1685, pero la revocación del Edicto de Nantes, que permitió a los protestantes franceses (los hugonotes) la libertad de practicar su religión, lo impidió. Cuando su padre murió en 1687, heredó Hofwijck, que hizo su hogar al año siguiente.
En 1689, hizo su tercera y última visita a Inglaterra, viendo a Isaac Newton una vez más para un intercambio de ideas sobre movimiento y óptica. Murió en La Haya el 8 de julio de 1695, después de sufrir problemas de salud, y fue enterrado en la Grote de Sint-Jacobskerk - Great o St. James Church, una histórica iglesia protestante en La Haya.
Por el trabajo de su vida y sus contribuciones a muchos campos de la ciencia, Huygen ha sido honrado de varias maneras. En reconocimiento por su tiempo en la Universidad de Leiden, se construyó el Laboratorio Huygens, que es el hogar del departamento de Física de la universidad. La Agencia Espacial Europea (ESA) también creó el edificio Huygens, que se encuentra frente al Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial (ESTEC) en el parque Space Business en Noordwijk, Países Bajos.
La Universidad Radbound, ubicada en Nijmegen, Países Bajos, también tiene un edificio que lleva el nombre de Huygens, que es uno de los principales edificios del departamento de ciencias de la universidad. El Christiaan Huygens College, una escuela secundaria ubicada en Eindhoven, Países Bajos, también se nombra en su honor, al igual que el Programa de Becas Huygen, una beca especial para estudiantes internacionales y holandeses.
También está el ocular ocular de dos elementos para telescopios diseñado por Huygens, que se conoce como ocular huygeniano. En su honor también se nombró un paquete de procesamiento de imágenes de microscopio, conocido como Huygens Software. En honor tanto a Christiaan como a su padre, otro reconocido erudito y científico holandés, las instalaciones de la Supercomputadora Nacional de los Países Bajos en Amsterdam crearon la Supercomputadora Huygens.
Y debido a sus contribuciones al campo de la astronomía, muchos objetos celestes, características y vehículos han sido nombrados en honor a Huygens. Éstas incluyen Asteroide 2801 Huygens, el cráter Huygens en Marte, y Mons Huygens, una montaña en la Luna. Y, por supuesto, está la sonda Huygens, el módulo de aterrizaje utilizado para examinar la superficie de Titán, como parte de la misión Cassini-Huygens a Saturno.
La revista Space tiene muchos artículos interesantes sobre Christiaan Huygens y sus descubrimientos. Por ejemplo, aquí hay uno que reconoce el cumpleaños número 375 de Christiaan Huygens, un artículo sobre el Titán de la Luna de Saturno y detalles sobre la misión del Huygen y lo que reveló sobre la atmósfera de Titán.
Astronomy Cast también tiene un podcast informativo sobre el tema, Episodio 230: Christiaan Huygens y Episodio 150: Telescopios, el siguiente nivel
Para obtener más información, consulte la página de exploración del sistema solar de la NASA en Christiaan Huygens y una biografía de Christiaan Huygens.
