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Propuso el modelo heliocéntrico, que colocaba al Sol en el centro del sistema solar, en lugar de la Tierra. Esto marcó el inicio de la revolución científica y cambió la comprensión del cosmos.
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Desarrolló las leyes del movimiento planetario, proporcionando una descripción matemática precisa de la órbita de los planetas alrededor del Sol
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Utilizó un telescopio para observar el cielo y realizó descubrimientos importantes, como las lunas de Júpiter y las fases de Venus. Sus observaciones apoyaron la teoría heliocéntrica de Copérnico.
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Formuló las leyes del movimiento, propuso un modelo matemático que describía la fuerza de atracción gravitacional entre dos cuerpos, explicaron tanto el movimiento de los objetos en la Tierra como en el cielo, unificando la física terrestre y celestial
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Calculó en 1705, aplicando las leyes de Newton, que un cometa volvería a aparecer en 1758. El cometa apareció como estaba predicho. Desafortunadamente, Halley murió en 1742 y nunca vio su predicción hecha realidad.
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Formuló la teoría de la relatividad general, que cambió la comprensión de la gravedad y la relación entre espacio y tiempo
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Descubrió que el Universo se expande, cuando observo el corrimiento al rojo en la luz de galaxias distantes y logró estimar su tamaño y edad. Este descubrimiento lo llevó A formular la teoría del Big Bang que propone al universo desde un estado inicial
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En 1974, Hawking propuso la existencia de la radiación Hawking, una radiación térmica emitida por agujeros negros debido a efectos cuánticos cerca del horizonte de sucesos. Esta idea revolucionó la comprensión de los agujeros negros y su relación con la mecánica cuántica