Giovanni Domenico Cassini y los anillos de Saturno

Giovanni Domenico Cassini nació en Perinaldo (Italia) el 8 de junio de 1625 y falleció en París (Francia) el 14 de septiembre de 1712. Cassini fue un astrónomo, geógrafo e ingeniero italiano que descubrió cuatro satélites de Saturno y observó un vacío en sus anillos que hoy lleva su nombre: la división de Cassini.

Giovanni Domenico Cassini
Retrato del astrónomo italiano Giovanni Domenico Cassini.

Cassini vivió muchos años en Francia y se convirtió en ciudadano francés. A veces es conocido como Jean-Dominique Cassini, la versión francesa de su nombre, pero no hay que confundirlo con su bisnieto, con mismo nombre y apellido. Cassini es el primero de una dinastía prominente de astrónomos.

Nombre Sucesión Nace Muere
Giovanni Domenico Cassini Cassini I 08/06/1625 14/09/1712
Jacques Cassini Cassini II 18/02/1677 16/04/1756
Cesar-Francois Cassini de Thury Cassini III 17/06/1714 04/09/1784
Jean-Dominique Cassini Cassini IV 30/06/1748 18/10/1845

En cuestiones teóricas, Cassini era muy conservador. Por ejemplo, no terminaba de aceptar la teoría heliocéntrica de Nicolás Copérnico, y se oponía enérgicamente a la teoría gravitatoria de Isaac Newton. Sin embargo, su mejor trabajo no fue teórico sino observacional, sobre todo referente al planeta Saturno.

Formación y profesión

Cassini era hijo de Jacopo Cassini y Julia Crovesi, aunque fue criado por un tío materno. Fue educado en Vallebona, en el Colegio de los Jesuitas de Génova y en la abadía de San Fruttuoso. Cuando era niño mostró una gran curiosidad intelectual y expresó interés por la poesía, las matemáticas y la astronomía.

Paradójicamente, la carrera de Cassini comenzó a raíz de un breve coqueteo con la astrología. Cassini aceptó en 1648 el encargo del marqués de Bismantova, Cornelio Malvasia, de calcular tablas astronómicas con propósitos astrológicos. Realizó el trabajo en el Observatorio de Panzano, cerca de Bolonia, donde conoció al astrónomo Giovanni Riccioli y al físico Francesco Grimaldi.

No obstante, tras leer el libro Disputationes adversus astrologiam divinatricem del pensador italiano Giovanni Pico della Mirandola renegó de esta disciplina.

En 1650, a la edad de 25 años, el senado de Bolonia nombró a Cassini profesor de astronomía, por lo que empezó a ejercer en la Universidad de Bolonia sucediendo al discípulo de Galileo Galilei: Bonaventura Cavalieri. Fue en esta universidad donde escribió un tratado sobre el cometa C/1652 Y1, en el que expresó sus puntos de vista contrarios a la «Revolución copernicana».

La meridiana de San Petronio

Cassini deseaba utilizar una línea meridiana de grandes dimensiones para realizar cálculos astronómicos. Lo que pretendía era medir la duración del año solar midiendo el tiempo que transcurría entre dos pasos sucesivos de Sol durante el equinoccio de primavera. Por eso bautizó a este instrumento con el nombre de «heliómetro». En efecto, se trata de un reloj solar.

Diseño de la meridiana de San Petronio, hecho por Cassini
Diseño de la meridiana de San Petronio, hecho por Cassini.

En la basílica de San Petronio de Bolonia había una meridiana que quedó destruida en 1653 durante la ampliación del edificio. Cassini aprovechó esta oportunidad para proponer la construcción de un instrumento solar más nuevo y mucho más grande, de 66,8 metros de longitud. En 1655 ya estaba terminada.

Foto de la meridiana de San Petronio
Foto de la meridiana de San Petronio.

Cassini observó el movimiento aparente del Sol, la oblicuidad de la eclíptica y las posiciones exactas de los solsticios y equinoccios. Estos datos formaron la base de las nuevas tablas del Sol que publicó en 1662. De otras observaciones también formuló la primera gran teoría de la refracción atmosférica.

El éxito de sus resultados le dieron muy buena reputación para trabajar en ingeniería y obras estructurales. El Papa Clemente IX lo contrató para trabajar en baluartes, gestión de ríos e inundaciones. Cassini redactó memorias para evitar la inundación del río Po, con descripciones sobre hidráulica aplicada. En 1663 fue nombrado superintendente de fortificaciones, y en 1665 inspector de Perugia.

Observaciones de Marte y Júpiter

En 1664, Cassini realizó una serie de observaciones significativas de las superficies planetarias de Marte y Júpiter que condujeron a importantes descubrimientos. Para ello usó telescopios con una distancia focal larga y una excelente definición que habían sido construidos por Giuseppe Campani y Eustachio Divini.

Cassini pudo determinar con valores muy cercanos a los conocidos actualmente los períodos de rotación de Marte y Júpiter. Sin embargo, sus resultados sobre el planeta Venus fueron muy ambiguos. También obtuvo información sobre el achatamiento polar de Júpiter y describió sus bandas y manchas.

A través de varias observaciones, Cassini desarrolló unas tablas acerca de los movimientos de los satélites de Júpiter. En 1668 publicó Ephemerides Bononiensis mediceorum syderum ex hypothesis, et tabulis, con datos usados durante décadas por astrónomos, hasta que en 1693 publicó tablas más precisas.

Vida en Francia

En 1666 los franceses fundaron la Academia de Ciencias de Francia, que aumentaba su prestigio reclutando eruditos y científicos extranjeros. Se fijaron en Cassini a raíz de su creciente número de descubrimientos planetarios y por sus tablas sobre los movimientos de los satélites de Júpiter. En 1667 habían elegido a Christiaan Huygens, y en 1668 lo eligieron a él y aceptó.

Tras discusiones diplomáticas en Italia, el Senado de Bolonia y el Papa Clemente IX autorizaron la aceptación de Cassini, pero insistieron en que el nombramiento sería temporal. El 25 de febrero de 1669, Cassini se trasladó a París. Este viaje significó el final de su carrera en Italia, ya que nunca regresó a su país natal de forma permanente, y en 1673 se naturalizó francés.

En la década de 1670, Cassini empezó a trabajar en el levantamiento topográfico de Francia. Para ello utilizó la técnica de triangulación de Gemma Frisius. El mapa fue continuado por su hijo, su nieto y su bisnieto, y publicado bajo el título «el mapa de Cassini». Fue el primer mapa topográfico de todo un país.

En 1671, Cassini se convirtió en gerente del Observatorio de París, cargo que ostentó hasta 1712. Este observatorio nació como complemento de la Academia de Ciencias de Francia con el objetivo de crear mapas útiles para la navegación marítima. El observatorio disponía de buenos instrumentos.

El Observatorio de París durante la época de Cassini
El Observatorio de París durante la época de Cassini.

Oficialmente, no existía el cargo de director en el Observatorio de París, aunque Cassini actuaba como tal. El primer director oficial de forma reconocida fue su nieto Cesar-Francois Cassini de Thury (Cassini III).

En 1674 Cassini se casó con Geneviève de Laistre, hija del teniente general del conde de Clermont. Cassini y su esposa Tuvieron dos hijos; el más joven, Jacques Cassini (Cassini II), se convirtió en astrónomo y sucedió a su padre, que se quedó ciego en 1710, en la supervisión y dirección del Observatorio de París.

Observaciones de Saturno

Cassini descubrió cuatro satélites de Saturno: Jápeto (1671), Rea (1672) y Tetis y Dione (21 de marzo de 1684). Observando las variaciones de brillo de Jápeto, dedujo que siempre muestra la misma cara a Saturno. En 1705 abandonó esta hipótesis, pero un siglo después William Herschel la confirmó.

En 1675, Cassini observó un vacío entre los anillos A y B del planeta Saturno. Este vacío hoy se conoce como la división de Cassini. Describió el sistema de anillos compuesto por enjambres de diminutas partículas que se mueven en dos anillos concéntricos de diferentes densidades.

Ilustración de Cassini de los anillos de Saturno
Ilustración de Cassini de los anillos de Saturno. Aunque observó el vacío entre los dos anillos en 1675, realizó el dibujo en 1676. También dibujó la banda de la atmósfera de Saturno.

El mapa lunar

Entre los años 1671 y 1679, Cassini observó la Luna y elaboró varios bocetos a partir de los cuales formó un gran atlas con las características de su superficie. Este mapa fue presentado a la Academia de Ciencias de Francia en 1679.

Atlas de la Luna de Cassini
Atlas de la Luna de Cassini publicado en 1679.

El paralaje de Marte

Durante la oposición de Marte del año 1672, Cassini planificó observaciones simultáneas de Marte desde París con el fin de determinar su paralaje. Las observaciones fueron realizadas por Jean Picard y él mismo desde París; y por Jean Richer desde Cayena, la capital de la Guayana Francesa.

La forma de la Tierra

A finales del siglo XVII se generó una controversia sobre la forma y las dimensiones de la Tierra. En 1669, Jean Picard midiío un arco del meridiano con cierta precisión basándose en la suposición de que la Tierra es una esfera.

No obstante, todo quedó en duda cuando Jean Richer informó que la longitud de un péndulo con una frecuencia de una vez por segundo era menor en Cayena que en París. Recordemos que Cayena está ubicada cerca del ecuador terrestre.

Richer lo atribuyó a un aplanamiento de la Tierra. De hecho, Christiaan Huygens e Isaac Newton habían llegado a la misma conclusión, aunque usando métodos distintos. Cassini no estuvo de acuerdo, ya que creía en la esfericidad del globo terrestre, y sugirió que la temperatura podría ser la causante.

Con el fin de resolver el problema que causó polémica, Cassini propuso una triangulación del meridiano entre las fronteras norte y sur de Francia. El resultado lo llevó a proponer que la Tierra era un esferoide alargado. Esta teoría fue defendida por su hijo y por su nieto, pero rechazada por su bisnieto.

Cronología resumida de la vida de Cassini

La siguiente tabla muestra de forma resumida los eventos más significativos de la vida de Cassini, ordenados cronológicamente.

Año Suceso
1625 Cassini nace en Perinaldo el 8 de junio.
1648 Calcula tablas astronómicas en el Observatorio de Panzano.
1650 Empieza a trabajar de profesor en la Universidad de Bolonia.
1653 Diseña un plan para reconstruir la meridiana de San Petronio.
1662 Publica datos precisos del movimiento aparente del Sol.
1663 Es nombrado superintendente de fortificaciones.
1664 Realiza observaciones sobre las superficies de Marte y Júpiter.
1665 Es nombrado inspector de Perugia.
1668 Publica datos precisos de los movimientos de los satélites de Júpiter.
Acepta la membresía de la Academia de ciencias de Francia.
1669 Se traslada a París (Francia).
1670 Empieza el levantamiento topográfico de Francia (mapa de Cassini).
1671 Se convierte en gerente del Observatorio de París.
Observa el satélite de Saturno Jápeto.
Empieza a crear un atlas de la Luna.
1672 Observa los satélites de Saturno Rea y Tetis.
1673 Se naturaliza francés.
1674 Se casa con Geneviève de Laistre.
1675 Observa un vacío entre los anillos A y B de Saturno.
1679 Presenta el atlas de la Luna.
1684 Observa el satélite de Saturno Dione.
1693 Publica datos más precisos de los movimientos de los satélites de Júpiter.
1712 Cassini fallece en París el 14 de septiembre.

Publicaciones de Cassini

En la biblioteca virtual del Observatorio de París se puede consultar buena parte de las obras de Cassini, que están digitalizados y disponibles.

  • 1668: Ephemerides Bononiensis mediceorum syderum ex hypothesis, et tabulis.
  • 1679: Grande carta della Luna.