Leonardo Da Vinci va calcular la constant de la gravetat 170 anys abans que Newton

Quan no pintava obres mestres o inventava màquines voladores, Leonardo da Vinci dedicava el seu temps a reflexionar sobre els misteris de la gravetat. El pensador renaixentista es considerava un home de ciències i un artista en la mateixa mesura i passava incomptables hores investigant com “l’atracció d’un objecte cap a un altre” podia afectar fenòmens com el vol de les aus o la caiguda de l’aigua.

Recentment, un equip de científics ha descobert que Leonardo va dur a terme experiments detallats per dilucidar la naturalesa de la gravetat uns cent anys abans que Galileu i prop de dos segles abans que Newton convertís la seva investigació en una ciència exacta. L’estudi de les idees i l’experimentació gravitatòries del pensador s’ha publicat al mes de febrer a la revista Leonardo.

“No hi havia res que el pogués parar”, afirma en una entrevista el Dr. Morteza Gharib, un dels autors de l’article sobre l’estudi i professor d’aeronàutica a l’Institut Tecnològic de Califòrnia. “El seu pensament estava molt més avançat. No podia esperar el futur”.

Més que un artista

La Dra. Z. Jane Wang, una professora de física a la Universitat Cornell no vinculada al nou estudi i estudiosa d’algunes de les anàlisis pioneres de Da Vinci, afirma que el treball revela un home decidit a descobrir un principi universal de la natura que expliqués la dinàmica general de la caiguda dels objectes. Dir que Leonardo va ser un artista “és quedar-se curt”, comenta la Dra. Wang. Per ser més precisos, afegeix, hauríem de qualificar-lo d’home renaixentista “per antonomàsia”, representant d’una època que es va dedicar en cos i ànima a revifar no només l’art i la literatura, sinó també la ciència i l’exploració de la natura.

Leonardo da Vinci sempre ha estat conegut per la seva inventiva tècnica i la seva versatilitat, pels seus esbossos de màquines voladores i vehicles de combat. També va assolir progressos en geologia, òptica, anatomia, enginyeria i hidrodinàmica, la branca de la ciència que estudia el comportament dels fluids.

Walter Isaacson, a la seva biografia de Da Vinci, assenyala que, com a bon observador de la natura, va parar molta atenció a la manera com les aus desplacen el seu centre de gravetat quan giren, canvien de direcció i maniobren enmig del vent. Afegeix que Leonardo es va adonar que l’atracció gravitatòria evitava que els mars es desprenguessin de la terra.

Un triangle misteriós

El Dr. Gharib explica que va conèixer els experiments de Leonardo sobre la gravetat mentre examinava una versió en línia del Còdex Arundel, una obra anomenada així en honor del comte d’Arundel, el col·leccionista britànic que la va adquirir cap a principis del segle XVII. Da Vinci va compondre aquest compendi de centenars de documents entre el 1478 i el 1518, l’any anterior al seu decés —és a dir, entre els 26 i 66 anys—. Actualment, el còdex es troba a la Biblioteca Britànica. En formen part la seva famosa escriptura especular, així com diagrames, dibuixos i textos sobre temes diversos de l’art i la ciència.

El que va cridar l’atenció del Dr. Gharib és el que anomena “un triangle misteriós” de la part de dalt de la pàgina 143. Li va semblar estrany perquè, a l’esbós de Leonardo, hi apareix una gerra al costat. De la boca del recipient en ragen una sèrie de cercles que dibuixen la hipotenusa del triangle. El Dr. Gharib va emprar un programa informàtic per capgirar el triangle i l’escriptura inversa de les zones adjacents. Tot d’un plegat, la imatge estàtica va cobrar vida. “S’hi veia moviment”, recorda el Dr. Gharib. “El veia a ell abocant coses”. Va ser un moment de revelació que va desvelar l’experiment precoç de Leonardo.

Normalment, es considera que l’efecte de la gravetat provoca la caiguda en línia recta dels objectes, bé sigui una pilota que es deixa anar o la suposada poma de Newton. Observant el dibuix de Leonardo, el Dr. Gharib es va adonar que el pensador renaixentista havia aconseguit dividir els efectes de la gravetat en dues parts que revelaven un aspecte de la natura que normalment resta ocult.

El primer efecte era la tracció descendent natural. El segon s’hi afegia quan qui subjectava la gerra la desplaçava per una trajectòria recta paral·lela a terra abocant sorra o algun altre element al seu pas. Al dibuix, Leonardo va anotar el punt de partida del moviment de la gerra, atribuint-hi una A majúscula. Tot seguit, per indicar el material que en queia, va afegir-hi una sèrie de línies verticals que davallaven des de la línia superior del triangle. La sèrie s’allargava a mesura que la gerra s’allunyava del punt de partida. La seva longitud creixent definia la hipotenusa del triangle.

Força i acceleració

Aquesta composició convertia en increments visibles la naturalesa oculta de la gravetat. El Dr. Gharib afirma que l’experiment de la gerra revela que la gravetat és una força constant que resulta en una acceleració progressiva, un guany gradual de velocitat. Leonardo va il·lustrar aquest guany dibuixant el contingut de la gerra caient cada cop més avall. Va aconseguir desconstruir la gravetat.

Els investigadors assenyalen que Leonardo va escriure al còdex que havia observat núvols que avançaven ràpidament mentre se’n desprenien grans de calamarsa. Els autors creuen que aquesta imatge li va servir d’inspiració per a l’experiment.

El Dr. Gharib comenta que “la part fascinant” de la gesta de Leonardo és que li va permetre calcular una constant de la natura, la constant gravitatòria, que avui dia la física representa amb la lletra G. Aquesta constant quantifica la força exacta de tracció de la gravetat i, per tant, amb quina rapidesa pot accelerar un objecte.

Malgrat la simplicitat del seu disseny experimental de fa 500 anys, Da Vinci va calcular la constant gravitatòria amb un marge de precisió del 10% respecte del valor modern, explica el Dr. Gharib. “Et quedes de pasta de moniato”, comenta l’investigador. “És la bellesa del que fa Leonardo”.

Els investigadors afirmen que Galileu i Newton van poder abordar millor la qüestió gravitatòria perquè disposaven d’eines matemàtiques millors i mètodes més precisos per mesurar el temps de caiguda dels objectes.

Secrets pendents

El Dr. Gharib coincideix amb la Dra. Wang: considera Da Vinci molt més que un artista i suggereix que la seva fama com a científic pioner es podria multiplicar si més experts amb coneixements tècnics examinessin el Còdex Arundel i altres fonts. A la seva biografia, Isaacson assenyala que a l’actualitat es conserven més de 7.200 pàgines de notes i esbossos de Da Vinci.

El Dr. Gharib comenta que no té clar si vol submergir-se més profundament en el Còdex Arundel per por a sentir-se temptat a centrar-se exclusivament en l’estudi de la ment de Leonardo Da Vinci. “Soc com un nen a una botiga de joguines”, diu. “Em fa por fins i tot fer-hi un cop d’ull”. Explica que el Còdex Arundel ha estat examinat per molts historiadors de l’art, però molt pocs científics. “És un llibre obert que encara no han estudiat, no han passat temps explorant-lo”, comenta. “Hi ha tantíssimes altres coses per descobrir...”.