1. HISTÓRIA DA ASTRONOMIA     PIBID 2/ Física          UEL                         GILBERTO C. SANZOVO                    ...
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1.1. Astronomia                  Pré-HistóricaMais antigos registros  ~ 10.000 anos                 pinturas rupestres (...
Primeiros conhecimentos  movimentos do Sol, Lua e Planetas  relação com        a claridade (dia) e a escuridão (noite) e...
Eles verificaram, também que, com o passar dos dias, a trajetória do Sol ia se         modificando lentamente, afastando-s...
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OBSERVATÓRIOS-TEMPLOS    EOBSERVATÓRIOS (era pré-telescópica)
Observatórios da Antiguidade  observatórios-templos  eram, com freqüência,        transformados em locais de cultos e ce...
Imagem do Stonehenge [Fonte: http:// www.space.about.com]
Observatório-Templo da Mesopotâmia (2.000 aC) onde os terraços eram      destinados a ritos religiosos e observações astro...
Observatório de Chomsung Dae, Coréia  estrutura simples, em forma de                colméia e uma abertura central no tet...
Observatório-Templo de Jaipur , Índia ( ~ 1.700 aC)  [Fonte: Astronomia, Rio Gráfica Editora, 1986]
~ 300 aC  O grego Ptolomeo I Sotero construiu, na Alexandria, um observatório          Erastótenes utilizou-se desse obs...
1.561  Observatório de Kassel (Alemanha) , erigido por Guilherme IV .         funcionou ativamente por mais de 30 anos d...
Face mutável da Lua  influências na Antiguidade (e atualmente ???).   A lua nova era considerada melhor ocasião para rea...
Principais Centros de   Astronomia no       Mundo Antigo          e suas             Contribuições
Centros astronômicos antigos (Fonte: J. Herrmann, in “ Astronomy Atlaes” , 1973)
1. CIVILIZAÇÃO BABILÔNICAInício (3º Milênio aC) ;          Apogeu (entre 600 e 500 aC) ;                  Declínio (no ult...
•   Observação mais antiga de um eclipse solar  15 junho de 763 aC                (a periodicidade dos eclipses já era co...
2. CIVILIZAÇÃO EGÍPCIA•   Ao contrário da civilização babilônica, os egípcios adotaram o calendário solar.        No 4º Mi...
Foto aérea das pirâmides de Gizé. tirada de um balão, por Eduard Spelterini,       em 21/11/1904). [Fonte: http://pt.wikip...
3. CIVILIZAÇÃO CHINESA•   A história da astronomia chinesa desde o 3º Milênio aC foi compilada na obra        “Calendário ...
Imagem mostrando a esfera celeste da China Antiga(Fonte: J. Horvartt, in “O ABCD da Astronomia e Astrofísica” , 2008)
4. CIVILIZAÇÕES DA AMÉRICA E AMÉRICA CENTRAL    •     Do 3º ao 4º Milênio aC, os Maias tiveram um enorme desenvolvimento  ...
•     No Perú, a Astronomia Inca teve grande desenvolvimento. Eles conheciam o          período sinódico dos planetas com ...
Edifício em forma de observatório conhecido como “El Caracol”, Yucatan, México.    Conhecido desde o Século 13 da era cris...
Pedra Asteca ou esfera representativa do Calendário Asteca mostrando as        estações e os movimentos das estrelas e dos...
5. CIVILIZAÇÃO GREGA Cultura grega  desenvolvimento intenso da Astronomia.     No início a Terra era visualizada como pos...
ANAXÁGORAS [ ~ 500 – ~ 425 aC ]      Sol  tocha incandescente muito maior do que o Peloponeso. DEMÓCRITO [ ~ 460 – ~ 370 ...
•       Com esse modelo, a Terra era rodeada sucessivamente por esferas que           suportavam a Lua, Mercúrio, Vênus, o...
ERASTÓTENES (DE CIRENE) [ 276 – 200 aC ]    •     Ocupou cargo de bibliotecário-chefe em Alexandria (posto acadêmico de   ...
Esquema de Erastótenes para cálculo da dimensão da Terra      (Fonte: S. Singh, in “Big Bang” , 2008)
•   Comparou o tamanho da sombra projetada pela Terra sobre a Lua, em um       eclipse lunar, para verificar que o diâmetr...
•   Deduziu a distância até a Lua a partir da sua dimensão. Com um braço esticado       ele notou que a Lua ficava totalme...
•   Deduziu a distância até o Sol usando o fato de que a Terra, a Lua e o Sol       formam um triângulo reto quando a Lua ...
•    Erastótenes deduziu um ângulo equivalente a 87o . Como a distância             Terra-Lua, por ele determinada, foi 32...
HIPARCUS (DE NICÉIA) [ 160 - 125 aC ]•     Foi, provavelmente, o maior astrônomo da Era pré-cristã.       Construiu um ob...
CLAUDIO PTOLOMEO [ ~ 87 – 170 dC]Compilou todo o conhecimento astronômico de sua época em 13 tomos       conhecidos como “...
•      Apesar de complexo, o Sistema Geocêntrico de Ptolomeo previa as posições          e os movimentos aparentes de todo...
O modelo geocêntrico de Ptolomeo(Fonte: J. Herrmann, in “Astronomy Atlaes” , 1973)
INÍCIO         DA NOVA            ASTRONOMIA
NICOLAU COPÉRNICO (Mikolaj Kopernik) [1473 – 1543]•   Nascido de uma próspera família polonesa, Copérnico foi nomeado     ...
•     Os 7 axiomas da Teoria Heliocêntrica :      1. Os corpos celestes não compartilham de um centro comum.      2. O cen...
O modelo heliocêntrico de Copérnico[Fonte: J. Herrmann, in “Astronomy Atlaes” , 1973]
TYCHO BRAHE [1546 – 1601] •    Proveniente da nobreza dinamarquesa, Tycho ganhou fama por dois motivos: 1.   Em 1566 envol...
•   Tycho tinha , à sua disposição, o Observatório de Uranibourg construído por        Frederico II (o observatório chegav...
JOHANNES KEPLER [1571 – 1630]•   Com a morte de Tycho, Kepler passou a ocupar o cargo de Astrônomo da Corte Imperial de   ...
•   Em 1610, um amigo (von Wackenfels) deu a Kepler a notícia mais empolgante até então     recebida: na Itália, Galileo e...
Movimentos real e aparente dos planetas. [Fonte: Astronomia: Uma Aventura na                       Ciência, Editora Globo,...
GALILEO GALILEI [1564 – 1642]•      Considerado o pai da Ciência Moderna, Galileo desempenhou um papel          fundamenta...
Luneta de Galileo em exposição em Florença (ITA).                        [Fonte: www.wikipedia.com]1610  Publicação dos r...
Mapas mostrando as irregularidades na superfície lunar, de acordo com as   observações de Galileo [Fonte: S. Singh, in “Bi...
Observadas com regularidades, as manchas solares permitiam concluir que o    Sol rotacionava em torno de um eixo próprio. ...
Ao publicar “Dialogo sobre dois Sistemas”, Galileo teve mais problemas com a        Inquisição. Foi obrigado a se exilar e...
ISAAC NEWTON [1642 – 1727]•    Nascimento em circunstâncias trágicas: seu pai morrera alguns meses antes        e sua mãe ...
•   Contribuições mais significativas:          Criação do Cálculo Diferencial e Integral.          Leis da Cinemática e...
• Algumas conseqüências para a Astronomia do trabalho de Newton    E. Halley determinou a órbita precisa do Cometa de 168...
1844  F. W. Bessel prevê a existência de uma companheira para Sirius ao                estudar perturbações em sua órbita...
Segunda Metade do Século XIX  Introdução da fotografia e dos métodos       fotométricos às observações astronômicas.
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Primeira aula de Astrofísica

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Primeira aula de Astrofísica

  1. 1. 1. HISTÓRIA DA ASTRONOMIA PIBID 2/ Física UEL GILBERTO C. SANZOVO UEL/Departamento de Física
  2. 2. 1. HISTÓRIA DA ASTRONOMIAAstronomia  ramo da Ciência que se preocupa com o estudo dos fenômenos celestes  observação dos astros e a criação de teorias sobre os seus movimentos, sua constituição, origem e evolução  mais antiga das Ciências. Homem Primitivo em sua luta pela sobrevivência  observação e tentativa da compreensão dos fenômenos celestes fenômenos celestes  movimentos do Sol, da Lua, dos Planetas, as fases da Lua, os eclipses, aparecimento de cometas, etc.Com a evolução do Homem Primitivo  utilização dos conhecimentos das estrelas e demais astros para sua orientação em viagens sobre a superfície da Terra e sobre os oceanos.
  3. 3. 1.1. Astronomia Pré-HistóricaMais antigos registros  ~ 10.000 anos  pinturas rupestres (principalmente nas cavernas)  esculturas  túmulos  gravações em pedras e construções megalíticas, etc (agrupamentos estelares, como as Plêiades, Ursa Maior, Ursa Menor, etc) Várias regiões da Europa  conjuntos de blocos de rochas orientados, quase sempre, na direção do nascer do Sol. Carnac  França Callanish  Escócia Stonenhenge  Inglaterra (essas construções provam que os povos que as construíram possuiam conhecimentos sobre os movimentos do Sol, Lua e Estrelas)  3000 aC. Indícios de que esses povos podiam prever eclipses e fases da Lua
  4. 4. Primeiros conhecimentos  movimentos do Sol, Lua e Planetas  relação com a claridade (dia) e a escuridão (noite) e com as mudanças do clima e temperatura que estavam afetos diretamente à sua sobrevivência.Movimento do Sol em relação ao horizonte  nossos ancestrais notaram que após surgir no nascente (levante, oriente ou leste), o Sol descrevia uma trajetória com o passar do tempo, alcançando um máximo de afastamento do horizonte, e dele depois se aproximando outra vez até desaparecer no poente (ocaso, ocidente ou oeste). Surgiu, então a primeira unidade útil de tempo : o DIA
  5. 5. Eles verificaram, também que, com o passar dos dias, a trajetória do Sol ia se modificando lentamente, afastando-se para o Norte ou para o Sul. Em determinadas épocas, seu nascer e ocaso atingiam um máximo afastamento para o Norte e, em outras épocas, o Sol nascia e se punha com um afastamento máximo para o Sul.Consequência natural  os períodos de claridade e escuridão tinham diferentes durações: em certas ocasiões as durações do dia e da noite eram iguais (equinócios); em outras, a diferença de duração entre o dia e a noite (nos solstícios) alcançava um valor máximo.Equinócios  a temperatura era mais amena e também o clima  início das estações da primavera e do outono.Solstícios  a temperatura aumentava (e diminuía) muito  início do verão (e inverno) . Homem criou uma nova unidade de tempo para o seu calendário  o ANO
  6. 6. Eles verificaram, também que a Lua apresentava um comportamento semelhantes àquele do Sol em termos de movimento diárioEla nascia e se punha sempre em pontos diferentes do horizonte alterando suaposição para Norte ou para Sul bem mais rápido do que o Sol, voltando a nascerno mesmo ponto a cada 28 dias, aproximadamente, enquanto que o Sol fazia issoem cerca de 365 dias.Verificaram também, que os afastamentos máximos da Lua com respeito aohorizonte eram de cerca de 10º para o Norte e ~ 10º para o Sul e que assumiaaproximadamente o mesmo valor em aproximadamente 18 anos e meio.O Homem constatou, também que, na medida em que a Lua executava o seumovimento em relação às estrelas, ia modificando seu aspecto (fases)  depoisde cerca de 29 ou 30 dias a Lua voltava a apresentar uma mesma aparência. Estabeleceu-se uma nova unidade de tempo  o MÊS
  7. 7. Eles verificaram, também que os eclipses estavam relacionados com os movimentos do Sol e da Lua  podiam ser previstos para épocas futurasObservação das Estrelas  também se movimentavam em relação ao horizonte mas que, ao contrário do Sol e da Lua, suas trajetórias não se modificavam com o passar do tempo, permanecendo invariantes os seus pontos de nascer e ocaso.Observaram que havia estrelas que nunca se escondiam no horizonte, permanecendo visíveis todas as noites do ano, executando trajetórias circulares em torno de um ponto comum do Céu  o Polo Celeste.Observaram que as estrelas não modificavam suas posições relativas  formavam agrupamentos ou configurações inalteráveis no tempo  as Constelações.As constelações visíveis, próximas do horizonte leste antes do nascer do Sol , à cada dia, à mesma hora, eram observadas mais altas no Céu, ocorrendo o contrário com aquelas constelações e estrelas perto do horizonte oeste  descobriram, com isso, que o movimento do Sol em relação às estrelas está inclinado em relação à direção de seu movimento diurno.
  8. 8. O Homem Primitivo também verificou a existência e o movimento dos “Errantes” (Planetas) por entre as estrelas. Todos esses fenômenos eram conhecidas pelo Homem Pré-histórico  sabemos isso ao analisarmos os primeiros registros históricos!Invenção da Escrita  maior desenvolvimento da Astronomia  um número muito maior de pessoas puderam ter acesso a estes conhecimentos e, a partir deles, realizar novas observações e descobertas, bem como tentar criar explicações para os fenômenos observados.
  9. 9. OBSERVATÓRIOS-TEMPLOS EOBSERVATÓRIOS (era pré-telescópica)
  10. 10. Observatórios da Antiguidade  observatórios-templos  eram, com freqüência, transformados em locais de cultos e centros divinatórios (China, Babilônia, Egito, Índia, Perú e México). ~ 2.500 a ~ 3.000 aC  conjunto de pedras, o “Stonehenge”, construído muito provavelmente no período neolítico, localizado em Salisbury, na Inglaterra. Não se sabe qual povo a construiu [Druídas , local de oferendas e sacrifícios ] ( Era um observatório-templo ???) O historiador S. Singh aponta uma idade ainda maior ( ~ 5.000 aC)Possíveis interpretações 1.963  Gerald Hawkins  influente estudo argumentando que o monumento era útil para predizer eclipses e as estações do ano usando, para tal, o alinhamento do Sol por entre as pedras (???) 1.963  Fred Hoyle  observatório representando o Sistema Solar (???)
  11. 11. Imagem do Stonehenge [Fonte: http:// www.space.about.com]
  12. 12. Observatório-Templo da Mesopotâmia (2.000 aC) onde os terraços eram destinados a ritos religiosos e observações astronômicas. [Fonte: Astronomia, Rio Gráfica Editora, 1986]
  13. 13. Observatório de Chomsung Dae, Coréia  estrutura simples, em forma de colméia e uma abertura central no teto.[Fonte: Astronomia: Uma aventura na Ciência, Edtora Globo, ano impreciso]
  14. 14. Observatório-Templo de Jaipur , Índia ( ~ 1.700 aC) [Fonte: Astronomia, Rio Gráfica Editora, 1986]
  15. 15. ~ 300 aC  O grego Ptolomeo I Sotero construiu, na Alexandria, um observatório  Erastótenes utilizou-se desse observatório para estudar as passagens do Sol pelo plano equatorial. ~ 140 aC  Observatório da Ilha de Rhodes, construído por Hiparcus  Famoso catálogo de estrelas revisto e ampliado por Ptolomeo. Ano de 1.260  na Pérsia, observatório construído por Hulaghu Khan. Em 1.400  Observatório de Samarcanda (Ásia Central, atual Uzbequistão), inaugurado pelo príncipe persa Ulagha Beigh  elaboração do catálogo de estrelas de Samarcanda.Ano de 1.471  na Europa, Observatório de Nuremberg, projetado e construído pelo matemático e astrônomo alemão Regiomontano.
  16. 16. 1.561  Observatório de Kassel (Alemanha) , erigido por Guilherme IV .  funcionou ativamente por mais de 30 anos durante os quais acumulou numerosos registros de planetas. 1572  Observatório do Colégio Romano, construído pelo jesuíta Clávio (1537- 1612)  observações planetárias.8 de Agosto de 1576  Início da construção do Observatório de Tycho Brahe na Ilha de Hveen, Dinamarca.  Observatório mais importante da era pré-telescópica.
  17. 17. Face mutável da Lua  influências na Antiguidade (e atualmente ???).  A lua nova era considerada melhor ocasião para realizar empreendimentos  A lua cheia era temida como uma época em que os espíritos ficavam livres para vaguear na Terra e causar problemas e loucuras entre as pessoas.O termo “lunático” vem de luna, termo latino para Lua. Imagem da Lua. [Fonte: Astronomia: Uma aventura na Ciência, Edtora Globo, ano impreciso]
  18. 18. Principais Centros de Astronomia no Mundo Antigo e suas Contribuições
  19. 19. Centros astronômicos antigos (Fonte: J. Herrmann, in “ Astronomy Atlaes” , 1973)
  20. 20. 1. CIVILIZAÇÃO BABILÔNICAInício (3º Milênio aC) ; Apogeu (entre 600 e 500 aC) ; Declínio (no ultimo século da Era Cristã). duração média entre duas fases lunares iguais (Lunação ou Mês Sinódico) = 29,530641 dias (N. Annu, fins do Séc III aC); = 29,530594 dias (A. Kidinnu, ~ 380 aC) Valor moderno aceito para a lunação = 29,530589 dias. • Descoberta do Ciclo de Saros (= 223 meses sinódicos = 18 anos e 11,3 dias) Uma das mais significativas contribuições do povo babilônico  marca intervalo entre eclípses completamente idênticos.
  21. 21. • Observação mais antiga de um eclipse solar  15 junho de 763 aC (a periodicidade dos eclipses já era conhecida no Séc III aC). • Confecção do calendário lunar (1 ano era constituído de 12 meses de 30 dias). Para corrigir a defasagem com respeito à duração do ano solar (365,25 d), eles adicionavam 1 mês a mais, de vez em quando. A partir de 383 aC eles passaram a adicionar 7 meses a cada 19 anos criando o chamado Ano Luni-solar.• Divisão do dia a partir do por do Sol. Até 1.760 aC conhecia-se a sua divisão em 24 horas .• Constelações mais importantes  receberam suas denominações no 3º Milênio aC. A Moderna Astronomia adotou a maioria desses nomes para designar as constelações zodiacais.
  22. 22. 2. CIVILIZAÇÃO EGÍPCIA• Ao contrário da civilização babilônica, os egípcios adotaram o calendário solar. No 4º Milênio aC eles já sabiam que o ano solar continha 365 dias, com 12 meses de 30 dias e 5 dias complementares.• Início do ano egípcio  Ortho-helíaco de Sirius; ou seja, pela data da sua primeira aparição após o período de invisibilidade. • Esse fato coincidia com o início das cheias do rio Nilo. Observações posteriores revelaram um atraso equivalente a 1 dia a cada 4 anos, de modo que o ortho-helíaco e as cheias do Nilo não coincidiram em um período de 1.400 anos (Período Sothíaco).• Constelações estelares  divisão zodiacal em 36 decanos, cada qual regido por divindades particulares.
  23. 23. Foto aérea das pirâmides de Gizé. tirada de um balão, por Eduard Spelterini, em 21/11/1904). [Fonte: http://pt.wikipedia.com ].
  24. 24. 3. CIVILIZAÇÃO CHINESA• A história da astronomia chinesa desde o 3º Milênio aC foi compilada na obra “Calendário de 3 ciclos”, de Liu HSIN.• O antigo calendário chinês é parecido com o babilônico e é conhecido desde o Séc II aC. Era Luni-solar com ciclos bisextos de 19 anos.• Os astrônomos da corte chinesa observaram fenômenos celestes extraordinários, cuja descrição conhecemos até hoje. Essas “Crônicas Astronômicas” representam uma valiosa fonte de investigação uma vez que elas confirmam a aparição de novas estrelas, de cometas, etc.• Fins do 3o Milênio aC  os astrônomos Hi e Ho foram condenados à morte por descuido de suas obrigações ao não anunciarem, com tempo hábil, o início de um eclipse solar que marcava, para o povo chinês, o início de certos cultos importantes.
  25. 25. Imagem mostrando a esfera celeste da China Antiga(Fonte: J. Horvartt, in “O ABCD da Astronomia e Astrofísica” , 2008)
  26. 26. 4. CIVILIZAÇÕES DA AMÉRICA E AMÉRICA CENTRAL • Do 3º ao 4º Milênio aC, os Maias tiveram um enorme desenvolvimento astronômico . Muitas de suas observações são conhecidas até hoje (p.ex., o eclipse lunar de 15 fevereiro de 3.379 aC). Eles conheciam com grande precisão, os períodos sinódicos dos planetas, a periodicidade dos eclípses, etc.• O calendário maia tem início possivelmente em 8 de junho de 8.498 aC. A partir daí se contava com as seguintes unidades: 1 kin = 1 dia; 1 uinal = 20 kin; 1 tun = 18 uinal; 1 katun = 20 tun, e 1 baktun = 20 katun ou 144.000 dias. Eles reconheciam o ano de 365 dias (com 18 meses de 20 dias e 1 mês intercalado de 5 dias) e o período tzolkin equivalente a 260 kin.
  27. 27. • No Perú, a Astronomia Inca teve grande desenvolvimento. Eles conheciam o período sinódico dos planetas com exatidão admirável. Segundo R. MULLER & L. LOCKE, as anotações encontradas assinalavam 115,8 dias para Mercúrio, 584,8 d para Vênus e 398,88 d para Júpiter (Os valores modernos são 115,88, 583,92 e 398,88 dias, respectivamente).• Calendário inca: 365 dias divididos em 12 meses de 30 dias (+ 5 dias intercalados).ASTECAS (México)  Matemática com base no número 20 (vinte)  Conhecimento sobre a duração do ano (365 dias divididos em 18 meses de 20 dias cada)  Sabiam determinar, com precisão, os solstícios .  Fases e eclipses da Lua.  Reconheciam as posições de diversas constelações, tais como Plêiades e Ursa Maior (ou Grande Ursa).  Conheciam, com precisão, a revolução de Vênus.
  28. 28. Edifício em forma de observatório conhecido como “El Caracol”, Yucatan, México. Conhecido desde o Século 13 da era cristã, foi construído durante o ápice da civilização Maia. [Fonte: http://pt.wikipedia.com ]
  29. 29. Pedra Asteca ou esfera representativa do Calendário Asteca mostrando as estações e os movimentos das estrelas e dos planetas [Fonte: NASA Exploration: To the edge of the Universe, 1986]
  30. 30. 5. CIVILIZAÇÃO GREGA Cultura grega  desenvolvimento intenso da Astronomia. No início a Terra era visualizada como possuindo a forma de um disco em cujo centro achava-se o Olimpo e, no seu entorno, estavam os oceanos e o mar universal.Com o tempo, ganhou força a idéia de uma Terra esférica. Entre as principais evidências, destacavam-se:  observação dos navios ao se aproximarem ou se afastarem da costa;  o fato de que a sombra da Terra que cai sobre a Lua nos eclipses é sempre circular (Aristóteles, 384-322 aC), e  as diferentes alturas dos astros quando observados simultaneamente, no horizonte, de diferentes lugares. PITÁGORAS (DE SAMOS ) [ ~ 540 aC ]  Utilizando sua paixão pela Matemática, demonstrou que os números e as equações podiam ser usadas na formulação de teorias científicas.
  31. 31. ANAXÁGORAS [ ~ 500 – ~ 425 aC ] Sol  tocha incandescente muito maior do que o Peloponeso. DEMÓCRITO [ ~ 460 – ~ 370 aC ]  afirmava que a Via Láctea consistia de um número muito grande de estrelas.ARISTÓTELES (DE ESTAGIRA) [ ~ 384 a ~ 322 aC ]• Influenciou os rumos da Ciência por mais de 2.000 anos.• Explicou que as fases da Lua dependem do quanto da parte da face iluminada pelo Sol está voltada para a Terra.• Explicou os eclipses: um eclipse do Sol ocorre quando a Lua passa entre a Terra e o Sol; um eclipse da Lua acontece quando ela está na sombra da Terra.• Aristóteles argumentou a favor da esfericidade da Terra através da observação de que a sombra da Terra na Lua durante um eclipse lunar é sempre arredondada.• Universo esférico e a Terra, também esférica e imóvel achava-se no lugar mais privilegiado: o centro desse Universo. Os astros, considerados esféricos, imaculados e inalteráveis, moviam-se uniformemente em torno da Terra descrevendo trajetórias circulares, suportadas por esferas de cristal.
  32. 32. • Com esse modelo, a Terra era rodeada sucessivamente por esferas que suportavam a Lua, Mercúrio, Vênus, o Sol, Marte, Júpiter e Saturno. Por fim, encontrava-se a esfera das estrelas fixas realizando uma volta por dia em torno da Terra.• Esse modelo de Universo de Aristóteles era movido por uma força motriz necessária ao movimento de todas as esferas. As esferas tinham contacto entre si de modo que o movimento da esfera das estrelas fixas era transmitido de esfera a esfera e determinava o movimento dos planetas, até a esfera da Lua. ARISTARCO (DE SAMOS) [ ~ 310 a ~ 230 aC ] • Filósofo grego com idéias muito avançadas para o seu tempo • Ao que tudo indica, foi o primeiro a sugerir que a Terra possui, ao mesmo tempo, movimento de rotação diário em torno de seu eixo, e movimento de translação em torno do Sol, demorando 1 ano para percorrer esse movimento. • Aristarco também acreditava que a órbita da Terra em torno do Sol não representava mais que um ponto, comparado com a dimensão da esfera das estrelas fixas.
  33. 33. ERASTÓTENES (DE CIRENE) [ 276 – 200 aC ] • Ocupou cargo de bibliotecário-chefe em Alexandria (posto acadêmico de maior prestígio no mundo antigo)• Utilizando a altura do Sol como base de medida, encontrou 7,2o para a distância angular entre Siena (atual Assuã, sul do Egito) e Alexandria. Segundo suas medições, a distância entre as 2 cidades era de 5.000 estádios. Com isso, ele encontrou o perímetro da Terra como sendo (5.000 x 360o)/ 7,2º = 250.000 estádios = 39.250 km. (valor atual ~ 40.100 km)(1 estádio olímpico= distância padrão em que eram disputadas as corridas = 185 m) (1 estádio egípcio = 157 m). Importante: Independentemente do resultado obtido (2% de erro) , vale salientar que Erastótenes desenvolveu um meio científico de medir a dimensão da Terra.
  34. 34. Esquema de Erastótenes para cálculo da dimensão da Terra (Fonte: S. Singh, in “Big Bang” , 2008)
  35. 35. • Comparou o tamanho da sombra projetada pela Terra sobre a Lua, em um eclipse lunar, para verificar que o diâmetro da Lua era ¼ do diâmetro da Terra que ele mesmo havia determinado . A diâmetro da Lua , 3.200 km, segundo Erastótenes (Fonte: S. Singh, in “Big Bang” , 2008)
  36. 36. • Deduziu a distância até a Lua a partir da sua dimensão. Com um braço esticado ele notou que a Lua ficava totalmente encoberta pelo tamanho da unha do seu dedo indicador.• Verificou que a proporção entre a altura da unha e o comprimento do braço era, aproximadamente a mesma existente entre o diâmetro da Lua e sua distância até a Terra. Como o comprimento do braço é 100 vezes maior que o tamanho da unha, a distância até a Lua é cerca de 100 vezes o seu diâmetro. Distância até a Lua , 320.000 km, na visão de Erastótenes (Fonte: S. Singh, in “Big Bang” , 2008)
  37. 37. • Deduziu a distância até o Sol usando o fato de que a Terra, a Lua e o Sol formam um triângulo reto quando a Lua se encontra na metade de sua fase. Na meia-Lua, mediu o ângulo formado entre a Terra, a Lua e o Sol e, usando trigonometria, encontrou a distância entre a Terra e o Sol. Distância Terra-Sol, segundo a visão de Erastótenes (Fonte: S. Singh, in “Big Bang” , 2008)
  38. 38. • Erastótenes deduziu um ângulo equivalente a 87o . Como a distância Terra-Lua, por ele determinada, foi 320.000 km ele encontrou: dTS = 320.000 km/cos(87o) = 611.400 km • Sabemos, atualmente que o ângulo vale 89,85o . Como a distância (média) Terra-Lua vale 384.400 km encontramos: dTS = 384.400 km/cos(89,85o) = 146.800.000 km• Salientamos novamente  os resultados obtidos pelo grego não é importante e sim o seu raciocínio lógico com base na trigonometria.
  39. 39. HIPARCUS (DE NICÉIA) [ 160 - 125 aC ]• Foi, provavelmente, o maior astrônomo da Era pré-cristã.  Construiu um observatório na Ilha de Rhodes onde fez observações por mais de 40 anos.  Compilou um catálogo que dispunha a posição e o brilho (magnitude aparente) de 850 estrelas.  na escala de Hiparcus, a magnitude estelar era dividida em 6 categorias, sendo que as estrelas de primeira magnitude eram as mais brilhantes e aquelas de magnitude 6 eram as mais fracas, visíveis a olho nu. Deduziu a direção correta dos pólos celestes e o movimento de precessão da Terra  variação da direção do eixo de rotação da Terra em virtude da influência gravitacional da Lua e do Sol, que leva cerca de 26.000 anos para completar um ciclo.
  40. 40. CLAUDIO PTOLOMEO [ ~ 87 – 170 dC]Compilou todo o conhecimento astronômico de sua época em 13 tomos conhecidos como “ Mathematik Syntaxis” ou “ Megale Syntaxis”. Na Europa , a sua obra ficou conhecida com a denominação arábica “Almagesto”.De acordo com o Almagesto, os 7 planetas, entre os quais também figuravam a Terra e a Lua, moviam-se sobre 7 esferas em torno da Terra, que ocupava o centro do sistema. De dentro para fora sucediam-se a Lua, Mercúrio, Vênus, o Sol, Marte, Júpiter e Saturno.A Terra não ocupava o centro exato de cada órbita; ou seja, as órbitas planetárias eram excêntricas. Somente o Sol e a Lua moviam-se em círculos; os demais planetas percorriam epiciclos cujos centros deslizavam sobre outro círculo conhecido como deferente.
  41. 41. • Apesar de complexo, o Sistema Geocêntrico de Ptolomeo previa as posições e os movimentos aparentes de todos os planetas conhecidos com erro máximo de 1 grau.• O modelo foi utilizado durante 13 séculos. Manteve-se sem contestação até o Século XVI. Algumas críticas  Afonso X, rei de Castela e Leão (1.221 – 1.284)  “ Se o Senhor Todo-poderoso me tivesse consultado antes de iniciar a Criação, certamente eu teria recomendado alguma coisa mais simples” Nicole d´Oresme, Capelão de Carlos V da França  declarou abertamente que a idéia de um Universo centrado na Terra ainda não tinha sido completamente comprovada Cardeal Nicolau de Cusa (Alemanha, Séc. XV)  sugeriu que a Terra não era o centro do Universo . Evitou sugerir que o Sol ocupasse esse lugar.
  42. 42. O modelo geocêntrico de Ptolomeo(Fonte: J. Herrmann, in “Astronomy Atlaes” , 1973)
  43. 43. INÍCIO DA NOVA ASTRONOMIA
  44. 44. NICOLAU COPÉRNICO (Mikolaj Kopernik) [1473 – 1543]• Nascido de uma próspera família polonesa, Copérnico foi nomeado cônego da Catedral de Frauemburgo devido à influência de seu tio (Lucas), que era bispo de Ermland.• Estudou Direito e Medicina na Itália. Na Polônia, especializou-se em Economia (reforma monetária).• Era apaixonado por Astronomia. Admirava Ptolomeo mas achava seu sistema geocêntrico muito complexo.• Como cônego, suas principais atribuições eram agir como médico de seu tio e seu secretário particular. Sobrava-lhe muito tempo para se dedicar à Astronomia.• Publicou, em 1543, a obra “De revolutionibus orbium coelestium” ou “Das revoluções dos corpos celestes”, estabelecendo as bases do sistema heliocêntrico. Faleceu naquele mesmo ano, vitima hemorragia cerebral ,não chegando a manusear a obra publicada.
  45. 45. • Os 7 axiomas da Teoria Heliocêntrica : 1. Os corpos celestes não compartilham de um centro comum. 2. O centro da Terra não é o centro do Universo. 3. O ponto central do Universo fica perto do Sol. 4. A distância Terra-Sol é insignificante quando comparada com a distância às estrelas. 5. O movimento diário aparente das estrelas é o resultado da rotação da Terra em torno de seu próprio eixo. 6. A seqüência anual aparente de movimento do Sol é o resultado de uma revolução da Terra em torno dele. Todos os planetas giram em torno do Sol. 7. O movimento retrógrado aparente de alguns planetas é o resultado da nossa posição como observadores em uma Terra móvel. Os axiomas de Copérnico são notáveis em todos os seus aspectos: A Terra e os outros planetas giram em torno do Sol. Isso explica as órbitas planetárias retrógradas , enquanto que a incapacidade de qualquer paralaxe se deve ao fato das estrelas estarem localizadas à grandes distâncias.
  46. 46. O modelo heliocêntrico de Copérnico[Fonte: J. Herrmann, in “Astronomy Atlaes” , 1973]
  47. 47. TYCHO BRAHE [1546 – 1601] • Proveniente da nobreza dinamarquesa, Tycho ganhou fama por dois motivos: 1. Em 1566 envolveu-se com um duelo com seu primo (Manderup) por causa de uma previsão astrológica. Tycho previra a morte de um soberano otomano sem saber que ele já havia morrido 6 meses antes. A briga culminou com um duelo de espadas onde seu nariz foi cortado ao meio e sua testa marcada. A partir de então, ele passou a usar um nariz falso, colado, feito de ligas de cobre, prata e ouro.2. Tycho elevou a Astronomia Observacional a um nível de precisão incrível.  Com o auxílio de sextantes e quadrantes, determinou a órbita de Marte.  Além das órbitas planetárias construiu um catálogo de estrelas com precisão de 1/30 de graus (2´ de arco). (Talvez toda essa precisão fosse conseguida pela facilidade que tinha em remover seu nariz postiço para melhor alinhar a vista com o objeto na linha de visada).
  48. 48. • Tycho tinha , à sua disposição, o Observatório de Uranibourg construído por Frederico II (o observatório chegava a consumir cerca de 5% do PIB da Dinamarca, anualmente).  Biblioteca, fábrica de papel, gráfica, laboratório alquímico , prisão (para servos rebeldes), além de um observatório dispondo de sextantes e quadrantes para observação .1588  Publicou “De mundi aetheri reentioribus phoenomeris” (À respeito de novos fenômenos no mundo etéreo). No modelo de Tycho, todos os planetas orbitam o Sol que, por sua vez, orbita a Terra.Ainda em 1588  migrou para Praga onde foi nomeado matemático imperial de Rodolfo II.  Acolheu, como assistente, Johannes Kepler, um excelente matemático.  A dupla Brahe-Kepler foi perfeita: Brahe havia compilado o melhor catálogo de observações astronômicas e Kepler se mostraria, com o tempo, como sendo um excelente interprete desses resultados observacionais.1601  em jantar oferecido pelo barão de Rosenberg , bebeu com o excesso costumeiro. Quando chegou em casa, passou a ter febres e alternar períodos de inconsciência e delírios falecendo dias depois.
  49. 49. JOHANNES KEPLER [1571 – 1630]• Com a morte de Tycho, Kepler passou a ocupar o cargo de Astrônomo da Corte Imperial de Praga .• Analisou as observações catalogadas por Tycho e, em 1609, publicou “ Astronomia nova” (A nova astronomia) com as duas primeiras leis do movimento planetário (a lei da elípse e a lei das áreas). A terceira lei de Kepler aparece na obra “Harmonices mundi” (Mundo harmonioso), publicado em 1619.• De acordo com Kepler, Copérnico falhava nos seguintes axiomas: 1. Os planetas movem-se em círculos perfeitos. 2. Os planetas movem-se com velocidades constantes. 3. O Sol localiza-se no centro dessas órbitas.• Kepler expôs os erros de Copérnico ao mostrar que: 1. Os planetas movem-se em órbitas elípticas, não em círculos perfeitos. 2. Ao longo dessas órbitas, as velocidades planetárias variam constantemente. 3. O Sol não se localiza, exatamente, no centro dessas órbitas.• Embora simples, elegante e preciso nas previsão das órbitas planetárias, a grande maioria dos filósofos, astrônomos e líderes da Igreja aceitou que era um bom modelo para se fazer cálculos. Mas continuou com a firme crença de que a Terra estava localizada no centro do Universo.
  50. 50. • Em 1610, um amigo (von Wackenfels) deu a Kepler a notícia mais empolgante até então recebida: na Itália, Galileo estava usando um novo instrumento de medidas que explorava, em detalhes, os corpos celestes. Dessas observações, Galileo havia armazenado evidências que concluíam que Aristarco, Copérnico e Kepler estavam corretos em afirmar que o Sol estava no centro do Universo. Primeira e Segunda Leis: das órbitas elípticas e das velocidades planetárias (um raio- vetor que se estenda desde o Sol até o planeta varre áreas iguais em iguais intervalos de tempo).
  51. 51. Movimentos real e aparente dos planetas. [Fonte: Astronomia: Uma Aventura na Ciência, Editora Globo, 1987]
  52. 52. GALILEO GALILEI [1564 – 1642]• Considerado o pai da Ciência Moderna, Galileo desempenhou um papel fundamental para a consolidação do modelo heliocêntrico através das observações astronômicas • 1609  Aperfeiçoou o instrumento óptico de Hans Lippershey criando uma luneta cuja capacidade de ampliação alcançava 20x.• Contribuições mais significativas:  Leis de queda livre dos corpos  Lei das oscilações dos pêndulos  observou as manchas solares  descobriu as 4 principais luas de Júpiter observou as fases de Vênus  detectou as irregularidades (relevo) da Lua
  53. 53. Luneta de Galileo em exposição em Florença (ITA). [Fonte: www.wikipedia.com]1610  Publicação dos resultados observacionais na obra “Siderius nuncius”1616  compareceu pela primeira vez ante a Inquisição Romana  foi proibido de continuar defendendo o modelo heliocêntrico sob pena de excomunhão e exílio.
  54. 54. Mapas mostrando as irregularidades na superfície lunar, de acordo com as observações de Galileo [Fonte: S. Singh, in “Big Bang” , 2008]Interpretação das principais observações astronômicas de Galileo: A Lua não era perfeita, imaculada. A Terra não era perfeita, imaculada, O Sol não era perfeito, imaculado.
  55. 55. Observadas com regularidades, as manchas solares permitiam concluir que o Sol rotacionava em torno de um eixo próprio. Sendo assim, Terra e Lua também poderiam ter movimentos de rotaçãoAo observar Vênus, Galileo pode concluir que ele não emitia luz própria de modo que, tal como a Terra, Vênus reflete a luz do Sol.Ao observar, em 07 de janeiro de 1610, 3 “estrelinhas “ em movimento de rotação (mais tarde, observou a quarta) em torno de Júpiter, Galileo concluiu que eram seus satélites naturais. Os astros podiam, afinal, girar em torno de outro astro que não fosse a Terra. Não havia objeção ao heliocentrismo uma vez que Júpiter e suas luas constituiam um Sistema Solar miniaturizado.  Todas essas conclusões motivaram Galileo ao confrontamento com a Igreja Romana
  56. 56. Ao publicar “Dialogo sobre dois Sistemas”, Galileo teve mais problemas com a Inquisição. Foi obrigado a se exilar em sua casa, em Arcetri. “Diálogo” foi acrescentado ao “Index Librorum Prohibitorum”.Frente à Inquisição, Galileo afirmou: “A Sagrada Escritura destina-se a ensinar aos homens como ir para o Céu e não como o Céu funciona”.Faleceu em 1637, exilado e cego , provavelmente em virtude de glaucoma produzido pelas observações solares.
  57. 57. ISAAC NEWTON [1642 – 1727]• Nascimento em circunstâncias trágicas: seu pai morrera alguns meses antes e sua mãe casara-se novamente com uma pessoa de 63 anos que recusou aceitá-lo em sua casa. Newton foi criado por seus avós , tornando-se uma pessoa amargurada, isolada e, às vezes, cruel. • 1696  foi nomeado diretor da Casa da Moeda Inglesa  implacável na caça aos falsificadores de moedas que estavam levando o país à falência. Newton introduziu moedas com bordas estriadas, muito difíceis de serem falsificadas. Com essa medida, Newton recuperou o poderio financeiro daquele império.• 1997  A moeda britânica de 2 libras tinha a inscrição “De pé, sobre ombros de Gigantes” , uma homenagem a Newton quando escreveu essa frase para seu “amigo” , Robert Hooke. A história ensina que Newton reconhecia seu próprio sucesso graças aos trabalhos de gigantes como Pitágoras e Galileo. Para S. Singh, a frase fazia alusão velada e ofensiva à corcunda de Hooke e seu andar curvado.
  58. 58. • Contribuições mais significativas:  Criação do Cálculo Diferencial e Integral.  Leis da Cinemática e Dinâmica dos Corpos.  Criação do telescópio refletor.  Teoria de Gravitação Universal e bases da Mecânica Celeste.• 1687  publicou a obra “Philosophiae naturalis principia mathematica” (Princípios Matemáticos de Filosofia Natural) [algumas dessas contribuições serão aplicadas durante o nosso Curso]
  59. 59. • Algumas conseqüências para a Astronomia do trabalho de Newton  E. Halley determinou a órbita precisa do Cometa de 1682 e previu retornos. 1755  I. Kant atribuiu à gênese do Sistema Planetário, um processo mecânico. 1788  J. L. Lagrange estudou o problema de três corpos. 1799  P. S. Laplace publicou, em “Mecânica Celeste”, a invariabilidade do semi-eixo maior das órbitas planetárias. Leverrier & Adams previram a existência de Netuno, com base em um estudo das perturbações na órbita de Urano 1846  Observatório de Berlin confirma a observação do planeta Netuno.
  60. 60. 1844  F. W. Bessel prevê a existência de uma companheira para Sirius ao estudar perturbações em sua órbita.1862  Descoberta a “companheira” de Sirius.J. Dollong  desenvolvimento e construção das lentes acromáticas, aperfeiçoadas por J. Fraunhoffer (1787-1826) na Alemanha.W. Hershell (1738 – 1822)  talvez o maior de todos os construtores de telescópios refletores.  Estudo de Nebulosas e Aglomerados Estelares.  Estatística estelar da Via Láctea.  Descobrimento de novos satélites naturais dos planetas do SS.1838  W. Strüve determina a primeira paralaxe de uma estrela fixa.1859  R. W. Bunsen e G. R. Kirchhoff  técnicas da análise espectral
  61. 61. Segunda Metade do Século XIX  Introdução da fotografia e dos métodos fotométricos às observações astronômicas.

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