Cassini, Gian Domenico (Jean-Dominique) (Cassini I)

(n. Perinaldo, Imperia, Italia, 8 de junio de 1625; m. París, Francia, 14 de septiembre de 1712),

astronomía, geodesia.

El primero de una familia de astrónomos que se establecieron en Francia y fueron prominentes en la dirección de las actividades de la escuela francesa de astronomía hasta la Revolución, Cassini era el hijo de Jacopo Cassini, un toscano, y Julia Crovesi. Criado por un tío materno, estudió en Vallebone y luego en el colegio jesuita de Génova y en la abadía de San Fructuoso. Mostró una gran curiosidad intelectual y estaba especialmente interesado en la poesía, las matemáticas y la astronomía. Al principio se sintió atraído por las especulaciones astrológicas, pero la lectura del panfleto Disputationes Joannis Pici Mirandolae adversus astrologiam divinatricem de Pico della Mirandola lo persuadió de la frivolidad de esa pseudociencia. Sin embargo, paradójicamente, el comienzo de su carrera científica se benefició de la reputación que adquirió por su conocimiento de la astrología. El marqués Cornelio Malvasia, un rico astrónomo aficionado y senador de Bolonia que calculaba efemérides con fines astrológicos, lo invitó a trabajar en su observatorio en Panzano, cerca de Bolonia.

Al aceptar este puesto, Cassini inició la primera parte de su carrera, que duró hasta su partida a Francia en febrero de 1669. Gracias a la ayuda del marqués, hizo uso, a partir de 1648, de varios instrumentos que le permitieron iniciar sus primeras investigaciones. También pudo completar su educación bajo la tutela de dos excelentes científicos, los jesuitas boloñeses Giovan Battista Riccioli—que estaba terminando su gran tratado, el Almagestum novum (1651)— y Francesco Maria Grimaldi, que más tarde se hizo famoso por su descubrimiento del fenómeno de la difracción, publicado en su obra póstuma De lumine (1665). Aunque no se puede determinar con exactitud su influencia en el joven Cassini, parece que lo convencieron de la importancia de la observación precisa y sistemática y de la necesidad de una mejora paralela de los instrumentos y métodos. Probablemente también contribuyeron, menos felizmente, a que desconfiara de las nuevas teorías, especialmente del sistema de Copérnico, y a reforzar en él las tendencias conservadoras que mostró a lo largo de su vida.

Con sus primeras obras Cassini ganó la estima de sus conciudadanos hasta tal punto que en 1650 el senado de Bolonia, por recomendación de su patrón, lo designó para ocupar la cátedra principal de astronomía en la universidad, que había estado vacante desde la muerte de Bonaventura Cavalieri en 1647. Cassini estaba activamente interesado en la astronomía planetaria y en 1653 escribió a Pierre Gassendi solicitando observaciones precisas sobre los planetas superiores. En 1652-1653 el paso de un cometa atrajo su atención. En el relato de sus observaciones, aceptó que la tierra está en el centro del universo, que la luna posee una atmósfera y que los cometas, que están situados más allá de Saturno, se forman como resultado de emanaciones que se originan en la tierra y los planetas. Pero afirmó más tarde que la comparación con otras observaciones pronto lo llevó a rechazar la última teoría, de inspiración aristotélica, y a adoptar la de Apolonio de Myndos; así, ahora consideraba a los cometas como cuerpos celestes análogos a los planetas, pero describiendo trayectorias de excentricidad muy grande.

Una circunstancia feliz le permitió revelar sus habilidades prácticas. Dado que la determinación de ciertos datos astronómicos esenciales está vinculada al movimiento del sol (solsticios, oblicuidad de la eclíptica, etc.) y, por lo tanto, requiere la observación diaria de la altura de ese cuerpo en el momento de su paso al meridiano, los astrónomos durante mucho tiempo habían tratado de aumentar la precisión de estas observaciones empleando estructuras altas, en particular iglesias, como soportes para grandes relojes de sol, llamados meridianos. Tal fue el caso de la iglesia de San Petronio de Bolonia, donde un meridiano importante había sido construido en 1575 por un predecesor de Cassini en la cátedra de astronomía de la universidad, Egnatio Danti. Desafortunadamente, las modificaciones estructurales necesarias por la ampliación de la iglesia habían dejado inutilizable este meridiano al bloquear el orificio por el que entraban los rayos solares. En 1653, Cassini, deseando emplear un instrumento de este tipo, esbozó un plan para un meridiano nuevo y más grande, pero que sería difícil de construir. Sus cálculos eran precisos; la construcción tuvo éxito a la perfección; y su éxito hizo de Cassini una brillante reputación.

Durante los años siguientes Cassini hizo con este meridiano numerosas observaciones sobre la oblicuidad de la eclíptica, sobre la posición exacta de los solsticios y los equinoccios, sobre la velocidad del movimiento aparente del sol y la variación de su diámetro, e incluso sobre la refracción atmosférica; para todos estos fenómenos proporcionó mediciones cada vez más precisas. Sus observaciones principales, publicadas en el Espécimen observationum Bononiensium… (1656), están dedicadas a la reina Cristina de Suecia, entonces exiliada en Italia. En publicaciones posteriores se basó en otras de las medidas que hizo por medio del meridiano de San Petronio.

Las actividades de carácter más técnico, sin embargo, obligaron a Cassini a abandonar en cierta medida la investigación astronómica. Como experto oficial delegado por las autoridades boloñesas, participó en 1657 en el arreglo, dirigido por el Papa Alejandro VII, de una disputa entre las ciudades de Bolonia y Ferrara sobre el curso del río Reno. En esta ocasión compuso varias memorias sobre la inundación del río Po y sobre los medios para evitarla; además, también llevó a cabo experimentos en hidráulica aplicada. En el transcurso de los años siguientes fue encargado de varias misiones adicionales e importantes funciones técnicas. En 1663 fue nombrado superintendente de fortificaciones y en 1665 inspector de Perugia.

En 1663 Cassini defendió las opiniones de las autoridades papales ante el gran duque de Toscana en el momento de las controversias sobre la regularización de las aguas del río Chiana. Regresó a Toscana en 1665 con el mismo propósito, con el título de superintendente de las aguas de los estados eclesiásticos. Solicitado por el Papa para tomar las órdenes sagradas, se negó a hacerlo y se esforzó por conciliar el ejercicio de sus funciones en la corte papal con su enseñanza en la Universidad de Bolonia. Estaba decidido a no renunciar a su actividad puramente científica, por lo que aprovechó sus numerosos viajes para participar en ciertas reuniones de la Academia del Cimento en Florencia, para hacer observaciones sobre insectos y para llevar a cabo experimentos de transfusión de sangre en Bolonia.

La astronomía, sin embargo, siguió siendo su preocupación. En 1659 presentó un modelo del sistema planetario que estaba de acuerdo con la hipótesis de Tycho Brahe; en 1661 desarrolló un método, inspirado en el trabajo de Kepler, para mapear fases sucesivas de eclipses solares; y en 1662 publicó nuevas tablas del sol, basadas en sus observaciones en San Petronio. También elaboró la primera gran teoría de la refracción atmosférica basada en la ley del seno. Aunque su modelo de la atmósfera era incorrecto, las tablas que hizo en 1662 se emplearon más tarde con éxito en la construcción de las efemérides, antes de ser corregidas de acuerdo con las observaciones hechas por Jean Richer en Cayena en 1672. En 1664, Cassini publicó una observación de un eclipse solar realizado en Ferrara. El estudio de los cometas, sin embargo, continuó manteniendo su interés especial. En 1664-1665 observó uno de ellos en presencia de la reina Cristina y formuló en esta ocasión una nueva teoría (de acuerdo con el sistema tychoniano) en la que la órbita del cometa es un gran círculo cuyo centro está situado en la dirección de Sirio y cuyo perigeo está más allá de la órbita de Saturno.

Ahora se abre una nueva y fértil dirección para las observaciones de Cassini. A través de su amistad con los famosos fabricantes de lentes romanos Giuseppe Campani y Eustachio Divini, Cassini, a partir de 1664, pudo obtener de ellos potentes telescopios celestes de gran distancia focal. Usó estos instrumentos, muy delicados y extremadamente precisos para la época, con gran habilidad, e hizo en varios años una serie notable de observaciones sobre las superficies planetarias, que lo llevaron a importantes descubrimientos. En julio de 1664 detectó la sombra de ciertos satélites en la superficie de Júpiter y, por lo tanto, pudo estudiar la revolución de los satélites y demostrar la del planeta; el período que atribuyó a este último, 9h 56m, está cerca del valor actualmente aceptado. Al mismo tiempo, describió todo el grupo de bandas del planeta, así como sus manchas, y observó su aplanamiento. Este descubrimiento lo involucró en polémicas que, lejos de disminuir su actividad, lo incitó a continuar su investigación y sus observaciones. A principios de 1666 observó las manchas en Marte e investigó la rotación de ese planeta, cuyo período calculó a 24h 40m (tres minutos menos que el valor actualmente aceptado). Hizo las mismas observaciones con respecto a Venus en 1667, pero de una forma menos precisa.

Cassini también trabajó en el establecimiento de tablas de movimientos de los satélites de Júpiter, una tarea que Galileo había emprendido principalmente para obtener una solución al problema de la determinación de longitudes. Aunque Galileo no pudo desarrollar completamente estas tablas debido a la falta de observaciones lo suficientemente precisas y completas, y aunque su sucesor directo, Vincenzo Renieri, fracasó de manera similar, Cassini tuvo éxito en esta empresa y publicó en 1668 su Ephemerides Bononienses mediceorem siderum. Estas efemérides fueron empleadas durante varias décadas por astrónomos y navegantes, hasta que fueron reemplazadas por las tablas más precisas que Cassini publicó en París en 1693; en particular, fueron utilizadas por Olaus Römer en su demostración, en 1675, de que la luz tiene una velocidad finita.

La fama que estas mesas, así como sus importantes descubrimientos sobre los planetas, le dieron a Cassini fue cambiar su destino y abrirle una nueva y brillante carrera en París, en el recién fundado Académic Royale des Sciences. Deseando mejorar el prestigio de la Academia, Colbert se esforzó por atraer a Francia varios famosos extranjeros científicos. Así, después de haber reclutado a Christian Huygens antes de que la Academia se abriera, en 1667, ofreció la membresía de Cassini como corresponsal regular.

Cassini aceptó, y en 1668 Colbert propuso que viniera a París por un período limitado, en condiciones financieras atractivas, para ayudar a establecer el observatorio, cuya construcción acababa de comenzar. Varias personas participaron en esta negociación, incluido el astrónomo Adrien Auzout; los términos establecidos fueron una pensión anual de 9.000 libras (el propio Huygens recibió solo 6.000 libras), alojamiento gratuito y un subsidio de viaje de 1.000 escudos. Después de una segunda discusión diplomática, el senado de Bolonia y el Papa autorizaron a Cassini a finales de 1668 a aceptar la invitación, manteniendo tanto los diversos títulos que había adquirido en Italia como sus correspondientes emolumentos. De hecho, su salida de Bolonia el 25 de febrero de 1669 no marcó el comienzo de una larga misión en el extranjero, sino el final de su carrera italiana.

Cassini llegó a París el 4 de abril y fue recibido muy cordialmente por el rey cinco días después. Inmediatamente comenzó a participar en las actividades de la Academia, tomando un papel activo en las empresas ya en marcha. Como tenía un interés particular en la construcción del observatorio, se esforzó en vano por modificar los planos, que habían sido concebidos por Claude Perrault y aprobados por la Academia. Cassini pensó en permanecer en Francia solo por el breve tiempo acordado y luego reanudar sus deberes y estilo de vida anteriores; por lo tanto, al principio hizo poco esfuerzo para acostumbrarse a la vida francesa. Además, hablaba francés con vacilación, y su carácter más bien autoritario y su situación privilegiada, debido al favor de la Corona, provocaron una hostilidad considerable desde el momento de su llegada.

Sin embargo, poco a poco se acostumbró a hablar francés. Estaba encantado con las condiciones de vida y de trabajo que se le ofrecían. La ambición de organizar y dirigir el importante programa de investigación de la Academia fortaleció su determinación. Con todo esto, Cassini logró superar gran parte de la oposición que había encontrado y ganar una colaboración esencial. En septiembre de 1671 se trasladó al apartamento preparado especialmente para él en el nuevo observatorio, donde comenzaban las obras. Aunque este establecimiento en teoría había sido colocado bajo la responsabilidad colectiva de los astrónomos de la Academia, Cassini asumió la dirección efectiva de la misma. Luego decidió establecerse en Francia, y el 14 de julio de 1673 obtuvo los beneficios de la ciudadanía francesa. En 1674 se casó con Geneviève de Laistre, la hija del teniente general del condado de Clermont, cuya dote de valiosas tierras incluía el castillo de Thury en el Oise, que se convirtió en la residencia de verano de la familia. De este matrimonio Cassini tuvo dos hijos; el menor, Jacques, lo sucedió como astrónomo y geodésico bajo el nombre de Cassini II.

El importante trabajo que Cassini realizó en Francia abarcó aspectos muy diversos. Algunos estaban relacionados con la continuación de sus proyectos italianos y con la explotación de los nuevos caminos que había abierto; otros apuntaron hacia nuevas direcciones que salieron a la luz por las discusiones entre los académicos y por las posibilidades que ofrecía el nuevo observatorio.

Mientras permanecía fiel a ciertos métodos tradicionales (hizo construir un gnomon en el gran salón del observatorio), Cassini se esforzó por seguir el rápido progreso de la tecnología y utilizar invenciones y mejoras recientes: lentes de gran distancia focal, el micrómetro y la fijación de oculares a instrumentos de medición. Un gran subsidio oficial permitió la compra de nuevos instrumentos que se emplearon para observaciones realizadas regularmente en el observatorio, así como para preparar las efemérides, mejorar el mapa celeste y en varias investigaciones: se utilizaron más en el curso de las numerosas expediciones geográficas, geodésicas y astronómicas llevadas a cabo bajo el patrocinio del observatorio. Estos instrumentos incluían cuadrantes, octantes, ecuatoriales, telescopios y brújulas azimutales y dispositivos originales como un mástil principal y una torre de madera de 120 pies de altura erigida en la parte superior del observatorio para permitir el uso de las lentes más potentes.

Cassini continuó el trabajo de observación iniciado en Italia utilizando un objetivo hecho por Campani con una distancia focal de diecisiete pies que había traído de Italia, así como otros aún más potentes (hasta una distancia focal de 136 pies), encargado a Campani o Divini, o a fabricantes de lentes franceses. En septiembre de 1671 descubrió un segundo satélite de Saturno, Jápeto (VIII), y explicó que las variaciones en su brillo se debían a que siempre giraba la misma cara hacia Saturno. En 1672 observó un tercer satélite, Rhea (V), y el 21 de marzo de 1684, otros dos, Tetis (III) y Dione (V). Además, sus notables habilidades como observador le permitieron discernir una banda en la superficie del planeta y descubrir, en 1675, que su anillo está subdividido en dos partes, separadas por una banda estrecha (división de Cassini). Sugirió que las dos partes están constituidas por la agregación de un gran número de corpúsculos, cada uno de los cuales es invisible y se comporta como un pequeño satélite; esta hipótesis ha sido verificada por espectroscopia. Entre 1671 y 1679 observó las características de la superficie lunar y dibujó un atlas que le permitió dibujar un gran mapa de la luna, que presentó a la Academia en 1679. En 1683 observó, siguiendo a Kepler, la luz zodiacal y tuvo el mérito de considerar este fenómeno como de orden cósmico, no meteorológico. Es cierto, sin embargo, que lo vinculó en parte a una teoría completamente falsa de la estructura solar.

En 1680 la aparición de un cometa particularmente espectacular llevó a Cassini de vuelta a uno de sus temas favoritos. Sin embargo, mientras Newton sacó argumentos decisivos de esta ocasión para su teoría gravitacional, Cassini vio en ella la confirmación de la coherencia de su método de estudio de trayectorias cometarias y de su teoría que limita estas trayectorias a una banda de la bóveda celeste, el zodiaco cometario.

Las tablas de los eclipses de los satélites de Júpiter que Cassini había publicado en 1666 se utilizaron para la determinación de longitudes en el curso de numerosas expediciones mundiales emprendidas por astrónomos franceses (en Dinamarca, la costa de Francia, Cayena, Egipto, las Islas de Cabo Verde y las Antillas, entre otros lugares). Como iniciador del nuevo método, Cassini hizo las observaciones en París para servir como controles y coordinó los resultados en un gran planisferio. Más allá de sus implicaciones geográficas, la expedición de Richer a Cayena en 1672-1673 tuvo varios objetivos astronómicos, de los cuales el más importante fue la determinación del paralaje de Marte durante su oposición de 1672; se logró a través de las observaciones simultáneas realizadas por Richer en Cayena y por Cassini y Jean Picard en París. El resultado obtenido, 25, les permitió fijar el paralaje del sol en 9,5 (en lugar de 8,8) y calcular por primera vez con una aproximación razonable la distancia media tierra-sol y las dimensiones de las órbitas planetarias. Los miembros de esta expedición también pudieron estudiar la refracción atmosférica cerca del ecuador y corregir las tablas publicadas previamente por Cassini. Por último, Richer observó que la longitud de un péndulo con una frecuencia de una vez por segundo es menor en Cayena que en París, un hecho inesperado cuya interpretación provocó ardientes polémicas durante dos tercios de un siglo. Mientras que Richer pensó que este fenómeno podría explicarse por el aplanamiento de la tierra y mientras Huygens, seguido rápidamente por Newton pero a través de un enfoque diferente, llegó a esta misma conclusión, Cassini creía en la esfericidad de la tierra e intentó explicar el fenómeno por diferencias de temperatura. La resolución del debate requirió mejores medidas de arcos de meridiano que las tomadas por Picard entre París y Amiens de 1668 a 1670. En 1683 Cassini obtuvo un acuerdo de Colbert y el rey para extender la medida anterior (un arco de aproximadamente 1°21) a un arco de 8°30 entre las fronteras norte y sur de Francia. Asistido por varios colaboradores, inmediatamente se comprometió a extender el meridiano de París hacia el sur, mientras que Philippe de la Hire llevó a cabo la misma operación hacia el norte. Pero en 1684, la muerte de Colbert y la difícil situación del tesoro público interrumpieron estas actividades en un momento en que Cassini solo había llegado a las cercanías de Bourges. No fue hasta 1700 que el rey decidió reanudar el proyecto. Con la ayuda de varios colaboradores, entre ellos su hijo Jacques y su sobrino Giacomo Filippo Maraldi, Cassini midió el arco de meridiano de París a Perpiñán y, además, llevó a cabo varias operaciones geodésicas y astronómicas asociadas, de las que informó a la Academia. El resultado de esta última gran expedición dirigida por Cassini le llevó a adoptar la hipótesis del alargamiento del esferoide terrestre, que fue visto favorablemente por los cartesianos. Sus sucesores directos, además, debían defender esta hipótesis con cierta obstinación.

El carácter tradicionalista mostrado por la posición de Cassini en esta controversia es característico de la mayoría de sus concepciones teóricas. Aunque parece que en 1675 precedió por poco a Römer en la formulación de la hipótesis de la velocidad finita de la luz para explicar ciertas irregularidades en los movimientos aparentes de los satélites de Júpiter, pronto rechazó esta explicación y, como cartesiano decidido, combatió la teoría de Römer, que tenía el apoyo de Huygens. Del mismo modo, Cassini fue un oponente decidido de la teoría de la gravitación universal. Además, aunque parece haber renunciado al sistema planetario de Tycho Brahe, su copernicanismo se mantuvo muy limitado, especialmente cuando propuso reemplazar las elipses keplerianas por curvas de cuarto grado (óvalos de Cassini), un locus de puntos cuyo producto de las distancias a dos puntos fijos es constante.

A principios del siglo XVIII, las actividades de Cassini declinaron rápidamente, y su hijo Jacques lo reemplazó gradualmente en sus diversas funciones. Sus últimos dos años se entristecieron por la pérdida total de la vista.

Los juicios sobre el trabajo de Cassini varían mucho. Mientras que muchos historiadores, siguiendo a Jean-Baptiste Delambre, lo acusan de haber encontrado sus mejores ideas en los escritos de sus predecesores y de haber orientado la astronomía francesa en una dirección autoritaria y retrógrada, otros insisten en la importancia de su trabajo como observador y organizador de la investigación en el Observatorio. Aunque el control de Cassini restringió los estudios del Observatorio y aunque luchó contra la mayoría de las nuevas teorías, su comportamiento no parece tan uniformemente tiránico y siniestro como lo describió Delambre. No era un teórico; sin embargo, era un observador talentoso y sus descubrimientos indiscutibles son suficientes para ganarle una alta posición entre los astrónomos de la generación pre-newtoniana.

BIBLIOGRAFÍA

I. Obras Originales. La mayoría de las publicaciones y memorias de Cassini figuran en el Catálogo General de libros impresos de la Bibliothèque Nationale, XXIV (París, 1905), cols. 678-682, o en la Tabla générale des matures continuesin l’Histoire et dans les Mémoires de l’académic Royal des Sciences, I-III (París, 1729-1734). Las listas casi completas se dan en A. Fabroni, Vitae Italorum doctrina excellentium, IV (Pisa, 1779), 313-335, y V. Riccardi, Biblioteca matematica italiana, I (Bolonia, 1887), cols. 275-285; este último, que ha sido repr. en facsímil (Milán, 1952), no cita los artículos en el Journal des Savants o en las Transacciones Filosóficas.

Una gran parte de las publicaciones de Cassini posteriores a su llegada a Francia se recopilan en Compendio de observaciones realizadas en varios viajes por orden de S. M. para perfeccionar la astronomía y la geografía con varios tratados astronómicos de Caballeros de la Académie Royale des Sciences (París, 1693), y en Mémoires de l’Académie Royale des Sciences depuis 1666 jusqu’en 1699 (París, 1730), vol. VIII («Oeuvres divers»). Muchos MSS de Cassini o iniciados por él se conservan en los Archivos del Observatorio de París y en la Bibliothèque de l’Institut.

II.Literatura secundaria. Sobre Cassini o su obra, véase F. Arago, Biographical Notes, III (París, 1855), 315-318; F. S. Bailly, Histoire de l’astronomie moderne, II 111 (París, 1779); J. B. Biot, en Biographie universelle, VII (París. 1813), 297-301, y en nueva edición., VII (París, 1844), 133-136; J. D. Cassini IV, Mémoires pour servir à l’histoire des sciences et à celle de l’Observatoire de Paris… (París, 1810); J. de Laland, 2nd ed., I (París, 1771). 217-220, y Bibliografía astronómica (París, 1802); J. B. J. Delambre, en Histoire de l’astronomie moderne. II (París. 1821), 686-804, y tabla, I, LXVII–LXIX: A. Fabroni, en Vitae Italorum docirina excellentium, IV (Pisa, 1779), 197-325, B. Fontenelle, «Elogio de J. D. Cassini», en Histoire del’Académie biennale des Sciences 1712 (París, 1714), e ibíd., 84-106; F. Hoefer, en Nouvelle biographical générale, IX (París, 1835), cols. 38-51; C. G. Jöcher, in Allgemeines gelehrten Lexicon, III (Leipzig, 1750), cols. 1732-1733; J. F. Montucla, Histoire des mathématiques, 11 (París, año VII), 559-567; y J. P. Nicéron. in Mémoires pour servir à l’histoire des hommes illustres…, VII (París, 1729), 287-322.

RenÉ Taton