Astronomia - Introdução aos movimentos celestes

• As leis de Kepler e Newton
• Movimentos planetários
• Aceleração gravitacional

A observação do céu é uma prática que certamente já estava presente no homem primitivo. Na verdade, como a Lua dominava o céu noturno, os primeiros calendários baseavam-se nas lunações, que são os períodos de tempo entre duas luas novas consecutivas. A partir da observação das fases da Lua e do tempo gasto para que se repetissem, mais tarde seriam criados os conceitos de semana - sete dias que refletem a duração aproximada de uma fase lunar - e de mês (uma lunação completa).

Egípcios e chineses se utilizavam de calendários celestes para controlar suas épocas de plantio. Para os antigos egípcios, a prática da agricultura era diretamente dependente dos períodos de enchentes no Vale do Nilo. Baseando-se na posição da estrela Sirius no céu e relacionando-a com os períodos das cheias do rio Nilo, elaboraram um calendário de três estações (enchente, semeadura e colheita) e 365 dias, o chamado Calendário Egípcio. Mais tarde, na Europa, a arte de navegar através dos mares mais distantes só se faria confiável e segura com o conhecimento dos céus, orientando-se pelas estrelas.

No Ocidente, a civilização grega lançou as bases da astronomia como ciência prática e matemática. Foi na Grécia, com Cláudio Ptolomeu (século 2 d.C.), que se construiu a síntese do primeiro grande modelo celeste, em que se julgava ser a Terra, além de esférica e imóvel, o centro de um universo que girava ao seu redor, provocando o aparente movimento de planetas que vemos no céu, e com as estrelas inseridas em uma esfera externa, servindo como um pano de fundo para o cenário. Era o geocentrismo. Até aquele momento só eram conhecidos os planetas Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno, além da Terra.

O sistema geocêntrico perdurou até o século 17 porque, afinal, para um observador que, estando na Terra, olha para o céu, a impressão é de que o Sol é que se move em torno da Terra. Curioso é observar que a ideia básica do heliocentrismo, com o Sol no centro do sistema orbital, já havia aparecido no trabalho do grego Aristarco de Samos, do século 3 a.C., mas não tinha alcançado popularidade naquele momento.

Copérnico

Em 1543, Nicolau Copérnico (1473-1543) publicou a sua teoria revolucionária, que resgatava a ideia do Sol na posição central do sistema, com a Terra e os demais planetas movendo-se ao seu redor. "De revolutionibus orbium celestium" foi a obra, publicada no ano da morte de Copérnico, que deu início às mudanças na maneira de o homem olhar para o céu.

Ainda enfrentando muitas resistências, a consolidação do sistema heliocêntrico acabaria ocorrendo apenas com as observações e cálculos de dois nomes importantes na história da ciência: Galileu Galilei (1564-1642) e Johannes Kepler (1571-1630).

A era científica da astronomia

Galileu aproveitou-se de um novo instrumento de observação recém-inventado: a luneta. Com ela, entre 1609 e 1610, inaugurou-se a era verdadeiramente científica da astronomia. Ao descobrir quatro luas em Júpiter, notou que estas mudavam de posição em relação ao planeta, demonstrando que deveriam girar em torno dele.

Tal descoberta evidenciou pela primeira vez que nem tudo deveria orbitar a Terra. Na mesma época, observaria a existência das fases de Vênus, que confirmariam o fato desse planeta possuir uma órbita interior à da Terra, tal como Copérnico havia previsto.

Os trabalhos de Galileu contribuíram também para o desenvolvimento da mecânica, pois ele foi pioneiro ao privilegiar o uso de métodos experimentais em seus estudos. Escreveu as relações básicas de movimento da cinemática e, em 1632, publicou uma obra descrevendo os movimentos de rotação e translação da Terra: "Diálogo Entre Dois Sistemas de Mundo".

Kepler

Praticamente ao mesmo tempo, ao estudar as anotações astronômicas deixadas pelo dinamarquês Tycho Brahe, Kepler formula a noção final de que os planetas, além de se moverem em torno do Sol, faziam-no em órbitas elípticas e não circulares, como se pensava até então. Foi ele também o pioneiro na utilização da matemática e da geometria para obter a comprovação ou não de sistemas (modelos) físicos, que desembocaram em suas três leis.

Religião e ciência

A Igreja combateu essas ideias, formuladas em um tempo de perseguição aberta aos infiéis e às noções contrárias à ideia de que a Terra fosse o centro do Universo conhecido. Durante muitos séculos, a cultura ocidental foi dominada pela ideia de que certas áreas do conhecimento eram proibidas ao conhecimento do homem, sendo, portanto, divinas. Assim, investigar o universo era assunto da Igreja e estas coisas não deviam ser compreendidas com o uso da razão, mas, sim, da fé.

Em 1600, a Inquisição condenaria o italiano Giordano Bruno a morrer na fogueira: Bruno era divulgador do modelo copernicano, e foi quem primeiro apresentou uma concepção de que o Universo seria aberto e infinito. Se era infinito, a Terra então não seria o seu centro, o que contrariava a doutrina da Igreja.

A Inquisição também perseguiu Galileu, que, ao defender o sistema heliocêntrico e escrever que os religiosos deveriam preocupar-se apenas com o céu moral e deixar o céu real para os físicos, comprou uma briga que desempenhou papel histórico fundamental. Esses episódios marcariam o início da separação definitiva entre os domínios da religião e da ciência.

Como a verdade é algo que não pode ser acobertada, pelo menos não por muito tempo, as novas teorias foram se consolidando aos poucos, enquanto eram aperfeiçoadas pelas novas descobertas e fundamentações da ciência moderna. O aperfeiçoamento dos equipamentos de observação celeste, como os telescópios de grande poder de aumento e do tipo refletor, possibilitou que a astronomia avançasse com passos largos. Muito ainda estava para ser descoberto.

Mais tarde, iríamos entender que o Sol também não passava de mais uma entre infinitas estrelas do cosmo e que nenhum astro ocupa um centro fixo no sistema: o próprio Sol gira em torno de um centro comum às demais estrelas de sua galáxia, a cada 230 milhões de anos, levando consigo o seu sistema de planetas.