El día del solsticio de verano, el 21 de junio, una pequeña multitud de personas se congregó justo delante de majestuosa basílica de San Petronio, en la Piazza Maggiore de Bolonia, en el norte de Italia. Se habían reunido para recordar la histórica observación pública del 1655 del tránsito del disco solar encima de la meridiana, aún incompleta, realizada por Giovanni Domenico Cassini, quizá el mayor astrónomo italiano de todos los tiempos.

El Ministerio de Cultura italiano e instituciones científicas como el Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) o la Universidad de Bolonia –la más antigua del mundo– celebran este año los 400 años del nacimiento de este eminente científico que cambió la historia de la astronomía.

La insignia más extraordinaria que dejó Cassini es una línea metálica que recorre en diagonal el pavimento a lo largo de casi 67 metros. No es un simple adorno: es la meridiana solar más grande del mundo, un instrumento científico monumental completado en 1657. Una de sus particularidades es que está dentro de una iglesia, la de San Petronio, donde en 1530, casi un siglo antes, el Papa Clemente VII coronaba a Carlos I de España como Carlos V, emperador del Sacro Imperio Romano Germánico. La celebración continuó durante días con banquetes, fuegos artificiales y espectáculos públicos. San Petronio era entonces, como lo es ahora, el corazón de una ciudad donde convergen poder, cultura y saber.

El equinoccio

Cada mediodía, un pequeño orificio a 27 metros de altura proyecta la imagen del Sol sobre el suelo de la iglesia, cruzando la línea justo cuando el astro alcanza su punto más alto en el cielo, el zenit. Pero esta línea no solo marca las horas y los minutos transcurridos a partir del momento del ocaso del sol del día anterior. También sirvió a Cassini para medir con enorme precisión el meridiano terrestre, más de un siglo antes de que el metro fuera definido como una fracción de esa misma medida. Además, le permitió confirmar los cálculos que sustentaban la reforma gregoriana del calendario, que había entrado en vigor pocas décadas antes, mediante el cálculo del momento exacto del equinoccio de primavera.

La meridiana de Cassini.

Pero lo más revolucionario y atrevido de su “heliómetro”, como llamó él a su meridiana, es que le permitió demostrar empíricamente la validez del modelo heliocéntrico copernicano apenas 30 años después del proceso contra Galileo. Lo pudo hacer midiendo el diámetro del disco solar y la velocidad con la que se movía durante el año, verificando la famosa segunda ley de Kepler, que Newton aún no había demostrado. Y lo hizo dentro de una iglesia en la segunda ciudad más importante del Reino pontificio.

De Galileo a la NASA

Cassini llegó a Bolonia con apenas 20 años, invitado por el aristócrata Cornelio Malvasía, quien le ayudó a obtener la cátedra de astronomía en la Universidad en 1650. Allí sucedió nada menos que a Bonaventura Cavalieri, discípulo de Galileo. Desde entonces, su carrera fue meteórica, tanto que llegó a ser el profesor mejor pagado del ateneo boloñés. Estudió el movimiento de rotación de Marte y Júpiter, lo que suponía otro golpe a la teoría geocéntrica de Ptolomeo que establecía que los planetas tenían que estar fijamente anclados a sus órbitas; descubrió la división de los anillos de Saturno que aún lleva su nombre; identificó varios satélites de este mismo planeta y describió la Gran Mancha Roja de Júpiter.

Curiosos se agolpan en el interior de la basílica de San Petronio para observar la imagen del sol sobre el suelo de la iglesia.

Su capacidad para medir incluso el período de rotación de los planetas con una precisión sin precedentes fue tan admirada que sus efemérides sobre las lunas de Júpiter se volvieron fundamentales para la navegación y el cálculo de la longitud en la superficie terrestre en una época en que los relojes aún eran inestables y podían acumular cada día más de 15 minutos de retraso.

De aquí la decisión de bautizar la sonda de la NASA/ESA que exploró Saturno a principios de este siglo, pasando cerca del otro planeta gigante, Júpiter, con el nombre de Cassini.

Una larga trayectoria

Este ingenioso astrónomo también tuvo la fortuna de observar las órbitas de tres cometas. En uno de ellos, pudo demostrar que la órbita era externa a la de la Luna, cuando los astrónomos aún no se ponían de acuerdo sobre si se trataba de fenómenos atmosféricos o astronómicos.

Ilustración de la sonda Cassini.

No sorprende que su fama llegara hasta París, donde el rey Luis XIV –el Rey Sol– quiso convertir el nuevo Observatoire en la joya científica de su corte. Cassini se trasladó allí en 1669, y aunque Bolonia conservó su plaza universitaria esperando su regreso, nunca volvió. En París, en 1673 se casó con Geneviève de Laistre, 18 años más joven que él, hija del teniente general del conde de Clermont, que era consejero del rey, y compró el castillo de Thury, cerca de Beauvais, que se convirtió en la residencia familiar. Fundó una dinastía de astrónomos que dirigió el Observatorio hasta la Revolución Francesa. Jean Dominique, como vino a conocerse después de adquirir la nacionalidad francesa, murió en 1712 completamente ciego.

Uno de sus logros más extraordinarios durante su dirección del Observatorio de París fue calcular la distancia entre la Tierra y el Sol gracias a la observación sincronizada de un planeta desde dos puntos diferentes de la Tierra. Una hazaña nada trivial en aquel entonces: para sincronizar los relojes, por así decirlo, utilizó el movimiento de los satélites de Júpiter, y para calcular la distancia entre las dos ciudades, sus estimaciones de la longitud del meridiano terrestre.

Gracias a este truco, Cassini y su colaborador Jean Richer pudieron observar un paralaje de Marte (es decir, un desplazamiento aparente muy leve en el cielo, como cuando miramos un dedo frente a nosotros mientras cerramos los ojos alternativamente), lo que les permitió deducir la distancia del planeta y, en consecuencia (gracias a la tercera ley de Kepler) la del Sol, que hoy llamamos “unidad astronómica”.

El diseño de este experimento por sí solo demuestra la naturaleza excepcional de este extraordinario científico. Es más, la observación de los satélites de Júpiter y cómo cambiaba su movimiento en función de la distancia del planeta a la Tierra permitió deducir por primera vez que la velocidad de la luz no era infinita, como se creía por aquel entonces.

Marcella Brusa, astrofísica de la Universidad de Bolonia, nos ayuda a entender el valor de sus investigaciones. “Las contribuciones de Cassini, más allá de sus descubrimientos sobre el sistema solar —prácticamente sobre todos los planetas—, deben interpretarse como expresión de su deseo de estudiar el mundo entero (que en aquella época era el sistema solar) y medir su vastedad. De aquí la importancia de la medición de la distancia entre la Tierra y el Sol. Hoy sabemos que esa distancia es insignificante comparada con el tamaño del universo, pero entonces supuso ampliar el universo conocido de golpe en un factor de diez o veinte”.

El otro elemento destacable de sus proezas científicas es su método, según esta astrónoma: “Investigaciones meticulosas, expediciones, mediciones múltiples, verificaciones… Justo lo que hacemos también hoy en día. El experimento que organizó con Jean Richer, enviado a la Guayana Francesa para observar el mismo fenómeno que él observaba desde París, es precursor del tipo de colaboraciones que hacen posibles los grandes avances científicos aún hoy, como la que permitió tomar la primera imagen de un agujero negro en 2019. En definitiva: Cassini representa la colaboración y la difusión del conocimiento como fuerza motriz de la ciencia”, concluye.