Anders Celsius
(27 de noviembre de 1701, Upsala, Suecia – 25 de abril de 1744, Upsala, Suecia.)
Astrónomo, físico, matemático, profesor universitario, inventor, químico y meteorólogo sueco, creador de la escala termométrica que lleva su nombre. Se enfocó de lleno en la física y la astronomía, áreas en las que sobresalió siendo considerado uno de los científicos más destacados del siglo XVIII.
Por Roger A. Jiménez A.
Asociación Larense de Astronomía, ALDA.
La familia de Anders Celsius estuvo colmada de grandes científicos que fueron destacadas figuras en astronomía, matemáticas y ciencias botánicas entre otras áreas. Su abuelo materno fue Anders Spole (1630 - 1699), un astrónomo nacido en Barnarp, Suecia, que había estudiado en Uppsala y cuya trayectoria lo llevó a relacionarse con muchos astrónomos importantes como Tycho Brahe. Spole fue profesor de astronomía en la Universidad de Lund; como científico y astrónomo apoyó las teorías de Giovanni Domenico Cassini y de Isaac Newton sobre la forma de la Tierra. Uno de los estudiantes de Spole en Uppsala fue Nils Celsius (1658 - 1724), quien culminaría siendo un destacado astrónomo y padre de Anders.
Nils era hijo de Magnus Celsius (abuelo paterno de Anders), reconocido matemático y astrónomo, quien descifró las runas de Staveless. El hermano de Nils, Olof Celsius (tío de Anders), fue el creador de una escuela botánica en Uppsala y un catedrático famoso por su conocimiento sobre musgos.
Durante sus estudios en Uppsala, Nils Celsius se enamoró y terminó casándose con una de las hijas de Spole, Gunilla Maria Spole (1672 - 1756), de cuya unión nacería Anders Celsius el 27 de noviembre de 1701.
Anders Celsius creció con acceso a una gran biblioteca familiar, que logró sobrevivir al incendio de la casa familiar en 1702. Esto le dio acceso temprano a una copia de la edición de 1687 de los Principia de Isaac Newton. Su enseñanza académica en matemáticas y astronomía fue deficiente al principio, pero a la edad de doce años logró resolver todos los problemas matemáticos en un libro de texto universitario. Comenzó su educación secundaria en Uppsala el 12 de junio de 1711. Después de graduarse de la escuela secundaria, Celsius estudió astronomía, matemáticas y física experimental en la Universidad de Uppsala y adquirió un profundo aprecio por las matemáticas principalmente gracias a Anders Gabriel Duhre (alrededor de 1680 - 1739), quien visitó Uppsala entre 1724 – 1725 y dio un curso de conferencias. El profesor de matemáticas en Uppsala en este momento era Elof Steuch (1687 - 1772), quien parece haber tenido poca habilidad matemática o interés en el tema, ya que fue profesor de griego en la Universidad de Lund antes de ser designado para la cátedra de matemáticas en Uppsala. Celsius estaba tan descontento con la enseñanza de las matemáticas que pensó que se especializaría en derecho, pero todo cambió después de asistir al curso de Duhre.
Celsius había realizado, desde principios de la década de 1720, observaciones para Erik Burman (1692 - 1729), el sucesor de Nils Celsius como profesor de astronomía en Uppsala, y habiendo sido instruido sobre meteorología y física experimental por Burman, Celsius publicó sus dos primeros artículos en 1724, ambos relacionados con los barómetros. Postulado por Burman, Celsius fue subsecretario de la Royal Society of Sciences en Uppsala desde 1724, llegando a ocupar el cargo de secretario tras la muerte de este en 1729.
La Universidad de Uppsala se erguía ahora como un centro muy fuerte en matemáticas y astronomía con Klingenstierna y Celsius, ambos académicos de clase mundial. El 12 de diciembre de 1727 Celsius presentó y aprobó su tesis de astronomía Disputatio astronomy ca de motu vertiginis lunae, bajo la tutoría de Burman, y el 21 de mayo de 1728 hizo lo mismo con su tesis Dissertatio gradualis de existentia mentis, bajo la tutoría de Johan Hermansson, profesor de derecho, filología y política.
Después de graduarse, Celsius se convirtió en profesor suplente de matemáticas, mientras que el profesor, Samuel Klingenstierna (1698 - 1765), estaba en el extranjero. De hecho, tanto Klingenstierna como Celsius habían sido candidatos para la cátedra vacante de matemáticas en la Universidad de Uppsala, pero Klingenstierna había sido nombrado, principalmente debido a una carta de recomendación muy fuerte de Christian Wolff, alumno de Gottfried Leibniz. Klingenstierna había recibido una beca de viaje para visitar los centros europeos de aprendizaje y no pudo ocupar la cátedra de matemáticas en Uppsala hasta que regresó en 1731, por lo que tuvo que pagarle a Celsius de su propio bolsillo por asumir los deberes de la cátedra de matemáticas.
Cuando Erik Burman murió en 1729, Celsius se hizo cargo de sus conferencias sobre astronomía además de sustituir al profesor de matemáticas. Esta experiencia le permitió ser nombrado profesor de astronomía en Uppsala en 1730, cargo que ejercería hasta 1744. En el trascurso de estos años, realizó diversas investigaciones relacionadas con el ámbito de la astronomía.
En los primeros años de la década de 1730, emprendió un viaje por Europa en el cual visitó los observatorios astronómicos más destacados de la época, llegando a trabajar con reconocidos astrónomos. En 1732, recibió de la Universidad de Uppsala el permiso para viajar, específicamente, el 23 de mayo de ese año. No viajó solo, porque tuvo como compañero de viaje a Jonas Meldercreutz (1714 - 1785), un joven matemático que sería designado para la cátedra de matemáticas en Uppsala después de que Klingenstierna se retirara en 1751. Una de las tareas que emprendieron Celsius y Meldercreutz fue visitar sociedades científicas y academias, con el objetivo de establecer vínculos con la Royal Society of Sciences en Uppsala. Durante sus viajes, Celsius realizó varias observaciones astronómicas con un cuadrante que compró en Berlín.
En 1733, publicó 316 de sus observaciones sobre la aurora boreal mientras estuvo en Nuremberg, en su trabajo, intentó explicar la aurora boreal como un fenómeno atmosférico, aunque su explicación sería desechada, en su tiempo hizo época. En el mismo año, también en Nuremberg, publicó una revista astronómica con el astrónomo y editor Michael Adelbulner titulada Commercium litterarium ad astronomiae incrementum inter huius scientiae amatores communi consilio institutum. Incluía información sobre futuros fenómenos astronómicos dignos de observación, junto con noticias y reseñas. Después de las quejas iniciales de que la noticia era demasiado antigua (debido a la lentitud de publicación de la época), Celsius comenzó a admitir las observaciones de los lectores, pero la revista dejó de publicarse dos años después, probablemente después de 45 números. A fines de 1733 viajó a Bolonia, donde ayudó a Eustachio Manfredi con sus observaciones. Su obra fue publicada en el libro de Manfredi, Liber de gnomon meridian Bononiensi, en 1736. Después de Bolonia viajó a Roma donde nuevamente hizo observaciones. Celsius amaba Italia y le escribió a su madre, diciéndole que deseaba poder cambiar Uppsala por una ciudad italiana para no tener que irse nunca.
Cuando Celsius llegó a París a fines de 1734, la comunidad científica estaba en medio de una discusión sobre la forma de la Tierra. A diferencia de su abuelo, Celsius apoyó a Pierre de Maupertuis, quien defendió el argumento teórico de Newton de una Tierra achatada. La Académie des Sciences había decidido enviar dos expediciones, una a Perú cerca del Ecuador y otra al Círculo Polar Ártico, para medir la longitud de un grado del arco meridiano. La Academia solicitó a Celsius que hiciera las observaciones correspondientes en Suecia, pero éste tuvo que rechazar su solicitud ya que no contaba con el apoyo financiero ni los instrumentos necesarios. Celsius, por lo tanto, se unió a la expedición del Círculo Polar Ártico, encabezada por Maupertuis, y probablemente fue por su sugerencia que se decidió ir a Laponia. Su abuelo había dirigido una expedición con un objetivo similar en 1694, pero sin éxito.
Celsius fue enviado en un viaje corto a Londres para encargar un sector cenital a Graham, un venerado fabricante de instrumentos de la época. Durante su visita a Londres, Celsius asistió a una reunión de la Society of Antiquaries y publicó en Philosophical Transactions of the Royal Society.
La expedición a Laponia partió de Dunkerque, Francia, en abril de 1736. Además de Celsius y Maupertuis, los matemáticos y astrónomos Alexis Clairaut, Pierre Charles Le Monnier (1715 - 1799) y Charles-Étienne Camus estaban entre el grupo. Llegaron a Torne en el verano de 1736. Allí midieron una red de triángulos a lo largo del río Torne (orientados de norte a sur). Durante el invierno, la diferencia se estableció utilizando el sector cenital en los extremos norte y sur de la red. La expedición volvió a París en el verano de 1737. Maupertuis describe las contribuciones de Celsius en su libro La Figure de la Terre, publicado por Maupertuis en 1738, donde muestra los hallazgos, cálculos, resultados y conclusiones de la expedición, la cual confirmó la teoría de Newton de que la Tierra se achataba en los polos.
Celsius participó en el debate que siguió, donde Jacques Cassini y sus seguidores pusieron en duda la precisión de las observaciones realizadas durante la expedición. Celsius los defendió en De Observationibus Pro Figura Tellius Determinanda en Gallia Habitis, Disquisitio (1738), refutando todas sus alegaciones. En él, Celsius muestra que, en sus medidas anteriores del meridiano de Francia, Cassini había cometido errores mayores que los que él acusaba de haber cometido. Esto fue confirmado por una medición posterior del meridiano francés y los resultados de la expedición de Perú confirmaron los hallazgos de la expedición de Laponia.
Debido al éxito de la expedición a Laponia, Celsius recibió una pensión de 1.000 libras al año del gobierno francés. También obtuvo cierto reconocimiento internacional, lo que generó un mayor número de intercambios entre Uppsala y el resto de Europa. Cuando regresó a Uppsala, Celsius trabajó para mejorar la posición de la astronomía en Uppsala y Suecia, que había estado en declive.
Inició y supervisó la construcción del nuevo Observatorio de Uppsala, en Svatbäck Street (el anterior, construido por su abuelo Spole, se había quemado en el incendio de 1702). La instrumentación y óptica para el observatorio la compró adecuada a los estándares de la época, la mayoría de esta colección de equipos los encargó a Graham, en Londres. El observatorio fue terminado en 1740 y Celsius fue nombrado director del mismo. Desde ese momento, vivió en el edificio del observatorio.
Celsius continuó sus estudios astronómicos durante su tiempo en Uppsala, a veces en colaboración con sus contactos en París. Estudió la sincronización de los eclipses de las lunas de Júpiter (De Satelliti Bus Jovis, 1741) y propuso una teoría para la evolución de las estrellas (pensaba que las estrellas alguna vez fueron planetas como Marte, que comenzó a brillar una vez que se evaporó toda el agua), entre otros temas.
Celsius también se esforzó en crear un catálogo de estrellas y para ello escribió Constellatione Leonis, en 1741 y Constellatione Tauri, en 1743, entre otras obras. Tenía la intención de comenzar con las constelaciones del zodiaco ya que era necesaria una determinación más precisa de estas para mejorar las tablas solar, lunar y planetaria. Desafortunadamente, el Observatorio de Uppsala no estaba bien preparado para esta tarea, ya que las estrellas del zodíaco nunca se elevan por encima del horizonte y la observación en las brillantes noches de verano era problemática. Por otro lado, la vista hacia el sur estaba oscurecida por la catedral y el cerro. Durante mucho tiempo Celsius dudó sin saber si instalar el instrumento clásico para este trabajo en el observatorio o en su casa en Sävja.
Celsius es conocido como el inventor de la escala centesimal del termómetro. Aunque este instrumento es un invento muy antiguo, la historia de su gradación es de lo más caprichosa. Durante el siglo XVI era graduado como "frío" colocándolo en una cueva y "caliente" exponiéndolo a los rayos del Sol estival o sobre la piel caliente de una persona.
En el siglo XVIII, el físico alemán Daniel Gabriel Fahrenheit (en 1714) y el francés René Antoine Ferchault de Réaumur (en 1730), lo graduaron basándose en la temperatura del hielo en su punto de fusión y en la del vapor de agua al hervir, pero la escala alemana iba de 32 a 212 grados, mientras que la francesa lo hacía de 0 a 80 grados.
En la década de 1740, Celsius llevó a cabo los estudios en relación con la escala de temperatura que lo inmortalizaría. Para entonces, había estudiado las numerosas escalas de temperatura de la época durante sus viajes por Europa con la esperanza de crear una escala internacional.
En 1742, Celsius presentó a la Academia de Ciencias Sueca su informe Observationer om twänne beständiga Grader på en Termometer, en el propuso sustituir la escala del científico alemán Daniel Gabriel Fahrenheit, por otra cuyo manejo era más sencillo. El aspecto más importante de la escala propuesta por Celsius, fue la identificación de dos puntos fijos fácilmente reproducibles. La escala centesimal que creó, iba de 0 a 100 grados y para su medición, adicionalmente, inventó el termómetro de mercurio. El punto correspondiente a la temperatura 0º C coincidía con el punto de ebullición del agua, mientras que la temperatura a 100º C equivalía a la temperatura de congelación del agua a nivel del mar. La escala, por tanto, indicaba un descenso de temperatura cuando el calor aumentaba (al contrario de como es conocida actualmente).
En este informe, Celsius explica el por qué de la elección de los puntos fijos termométricos. Para ello, justificar su elección, basado en una serie de experimentos donde demostró que el punto de congelación no cambiaba al variar la latitud o la presión y que el punto de ebullición no dependía del tiempo de ebullición ni del origen del agua. Celsius sabía que Fahrenheit había demostrado que el punto de ebullición dependía de la presión, por lo que experimentó con diferentes condiciones y concluyó que "el cambio de una pulgada en la lectura del barómetro equivale aproximadamente a un cambio de un grado en el punto de ebullición", que es notablemente preciso para el tiempo. Afirmó que el punto de ebullición del agua es confiable como un punto fijo solo con una presión barométrica definida, que propuso que fuera 25,3 pulgadas de mercurio. En una de las notas contenidas en este informe, dice:
“Entonces uno puede estar seguro de que varios de estos termómetros colocados en el mismo aire, siempre mostrarán el mismo grado, por ejemplo, un termómetro hecho en París, mostrará la misma temperatura que un termómetro hecho en Uppsala”.
Tres años después de la presentación y adopción de esta escala, su compatriota el científico Carl von Linné (conocido como Carlos Linneo) la invertiría (0 grados centígrados para el punto de congelación del agua, mientras que 100 grados para el punto de ebullición).
Los últimos trabajos de Celsius fueron la escala centígrada termométrica y el catálogo estelar de la constelación de Tauro, en 1742 y 1743 respectivamente. Su salud se había venido deteriorando a causa de sus expediciones en duras condiciones, junto a sus continuas y numerosas observaciones en el frío de la noche. Para finales de 1743, el científico sueco terminó por contraer tuberculosis aguda, enfermedad que aceleró su ya marcado deterioro. Murió el 25 de abril de 1744 a las 7am, cuando apenas contaba con cuarenta y dos años. Fue enterrado en el viejo cementerio de Uppsala. Sus restos reposan actualmente en la Catedral de Gamla, en Uppsala.
Notas adicionales:
Celsius se desempeñó e hizo múltiples aportes en astronomía, física, matemática, química y meteorología.
Su aporte en el ámbito de las ciencias no se reduce a la escala termométrica, también fue el primer científico en plantear la relación entre el fenómeno de las auroras y el magnetismo. Junto con Olof Hiorter (1696 - 1750), fue uno de los primeros en encontrar una correlación entre las desviaciones de la brújula y las auroras boreales. Sus numerosas y detalladas observaciones sobre este fenómeno, enriquecidas con sus análisis y conclusiones sobre sus causas y efectos, permitirían su estudio años más tarde.
Otro aporte de este científico en el ámbito astronómico fueron sus estudios sobre eclipses y estrellas, el cual incluyó un catálogo detallado de 300 estrellas y su sistema.
También fue autor de importantes aportes en el campo de la geodesia, Celsius concedió suma importancia al desarrollo de las ciencias naturales.
El termómetro de Celsius se conoció durante años como "termómetro sueco" por la comunidad científica, y tan sólo se popularizó el nombre de "termómetro Celsius" a partir del siglo XIX. Aunque su uso cotidiano es hoy habitual en medio mundo, en el ámbito científico la escala centígrada se vería desplazada por la escala de Kelvin (ideada en 1848 por Lord Kelvin), que comienza en el cero absoluto (-273,15 ºC).
En cierta ocasión Celsius escribió que anteriormente se había adorado más a la guerra que a la astronomía, pero que en su época la investigación científica estaba mejor considerada que la guerra. Con esa creencia se cimentó un período brillante para la historia cultural sueca.
Anders Celsius, fue junto con Emanuel Swedenborg, Carl von Linné y Carl Wilhelm Scheele, una de las destacadas figuras del círculo de grandes científicos que introdujeron en Suecia las nuevas tendencias de las ciencias naturales, la investigación experimental y la visión newtoniana del mundo.
Membresías:
• Academia Alemana de las Ciencias Naturales Leopoldina.
• Real Academia de las Ciencias de Suecia.
• Academia Prusiana de las Ciencias.
• Royal Society.
Reconocimientos:
• La escala de temperatura centígrada se denomina Celsius en su memoria.
• El cráter lunar Celsius lleva este nombre en su honor.
Referencias:
https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Celsius/
https://www.biografiasyvidas.com/biografia/c/celsius.htm
https://historia-biografia.com/anders-celsius/
