A Isaac Newton se le atribuye la primera formulación de una teoría de la gravedad en la segunda mitad del siglo XVII —aparentemente inspirada en una manzana que cayó de un árbol—, pero Leonardo da Vinci también reconoció los aspectos fundamentales de la atracción de la gravedad más de cien años antes, según sostiene un nuevo estudio.

Crédito: MysteryPlanet.com.ar.

En un artículo publicado en la revista Leonardo, los investigadores echaron una nueva mirada a uno de los cuadernos de da Vinci, llegando a la conclusión de que el famoso genio florentino había ideado experimentos para demostrar que la gravedad es una forma de aceleración, calculando la constante gravitacional con alrededor del 97 por ciento de precisión.

Da Vinci, que vivió entre 1452 y 1519, estaba muy por delante de la curva en la exploración de estos conceptos. No fue hasta 1604 que Galileo Galilei teorizaría que la distancia recorrida por un objeto que cae era proporcional al cuadrado del tiempo transcurrido, y no fue hasta finales del siglo XVII que Sir Isaac Newton amplió eso para desarrollar una ley de gravitación universal, describir cómo los objetos se atraen entre sí.

El obstáculo principal del polímata del Renacimiento estaba limitado por las herramientas a su disposición. Por ejemplo, carecía de un medio para medir con precisión el tiempo a medida que caían los objetos.

El experimento de la jarra

El estudio publicado analizó diagramas en los cuadernos ahora digitalizados de da Vinci, incluidos bocetos de triángulos que muestran la relación entre el movimiento natural, el movimiento dirigido y la Equatione di Moti (‘ecualización del movimiento’); es decir, un reconocimiento de que la gravedad es un tipo de aceleración.

En el caso de Leonardo, esto implicaba pensar en la arena que brotaba de una jarra. Lo que el erudito se dio cuenta fue que si se tiraba de la jarra a lo largo de un plano horizontal a la misma velocidad que la fuerza que tiraba hacia abajo de los granos, la arena formaría la hipotenusa de un triángulo. Esta comprensión del cambio en la velocidad que experimenta un objeto que cae con el tiempo constituye un paso crucial en el camino para encontrar la constante gravitatoria en la Tierra.

Ejecutando los experimentos de Leonardo en un laboratorio moderno. Crédito: Caltech.

«Hace unos 500 años, Leonardo da Vinci intentó descubrir el misterio de la gravedad y su conexión con la aceleración a través de una serie de ingeniosos experimentos guiados únicamente por su imaginación y técnicas experimentales magistrales», escribieron los investigadores.

Da Vinci sabía que había encontrado algo, pero no estaba seguro de qué era. Parte de esa incertidumbre se debió a que suscribió la idea de Aristóteles de la fuerza continua conocida como ímpetu, que llena los proyectiles y les proporciona un impulso para moverse contra la gravedad. El principio de inercia —donde los objetos simplemente continúan viajando en una dirección hasta que se encuentran con una fuerza opuesta— aún no se había establecido en la ciencia de la época.

La gravedad, por su parte, fue explicada por Aristóteles como una tendencia de los materiales a disponerse según un orden natural. En otras palabras, la gravedad y los proyectiles voladores fueron explicados por dos teorías muy diferentes.

El triángulo establecido por Da Vinci. (Gharib et al., Leonardo, 2022)

Y si bien hubo errores en los cálculos de Leonardo, las recreaciones de sus experimentos en el laboratorio revelaron que su algoritmo calculó la esquiva constante gravitatoria (‘g’) con una precisión del 97 por ciento, en comparación con los métodos y ecuaciones modernos.

«Al desarrollar un enfoque de equivalencia geométrica para demostrar las leyes del movimiento, Leonardo mostró una percepción notable de la dinámica de los objetos que caen al evitar la necesidad de saber el valor exacto de ‘g’, siempre y cuando supongamos que ‘g’ representa la tasa de cambio de velocidad o aceleración», detallaron los investigadores.

Diagramas que muestran la investigación de Leonardo sobre la gravedad. Crédito: Gharib et al., Leonardo, 2022.

«Si llevó a cabo el experimento que describió en su manuscrito, entonces podría haber sido el primer ser humano que a sabiendas generó un efecto de fuerza ‘g’ sin estar en una condición de caída libre».

Los investigadores quedaron particularmente impresionados con los métodos de Leonardo, utilizando lo que estaba disponible para él en ese momento —principalmente geometría— y usándolo para investigar algo desconocido. Esa misma innovación todavía se puede aplicar a la ciencia hoy.

«No sabemos si Leonardo hizo más experimentos o investigó esta pregunta más profundamente», concluyó el autor principal Morteza Gharib del Instituto de Tecnología de California. «Pero el hecho de que estuviera lidiando con los problemas de esta manera, a principios del siglo XVI, demuestra cuán avanzado estaba su pensamiento».

Fuente: Caltech. Edición: MP.