História da Astronomia: Desde os tempos pré-históricos até Kepler

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História da Astronomia
Por que estudar astronomia?
• Entender o universo em que vivemos;
• Ciência básica;
• Inovação tecnológica.
12/03/2020

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• As especulações sobre a natureza do Universo
remontam aos tempos pré-históricos,
– A astronomia é considerada a mais antiga
das ciências.
– 3000 a.C. (chineses, babilônios, assírios e
egípcios);
• Desde a antiguidade, o céu vem sendo usado
como mapa, calendário e relógio.

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Naquela época, os astros eram estudados com
objetivos práticos:
• Medir a passagem do tempo (fazer
calendários) para prever a melhor época para
o plantio e a colheita,
Objetivos relacionados à astrologia, como fazer
previsões do futuro,
• já que, não tendo qualquer conhecimento das
leis da natureza (física), acreditavam que os
deuses do céu tinham o poder da colheita, da
chuva e mesmo da vida.

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Vários séculos antes de Cristo, os chineses
sabiam a duração do ano e usavam um calendário
de 365 dias.
Deixaram anotações precisas de cometas,
meteoros e meteoritos desde 700 a.C. Mais
tarde, também observaram as estrelas que
agora chamamos de supernovas.

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Os babilônios (atual Iraque), assírios e egípcios
também sabiam a duração do ano desde épocas
pré-cristãs.
Em outras partes do mundo, evidências de
conhecimentos astronômicos muito antigos foram
deixadas na forma de monumentos,

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Monumentos Astronômicos
Newgrange, construído em 3200 a.C. (no solstício de inverno o sol
ilumina o corredor e a câmara central). Vale do Boyne, no Condado de
Meath, Irlanda.

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Stonehenge, na Inglaterra, que data de 3000 a
1500 a.C.

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Cada pedra pesa em média 26 toneladas.
A avenida principal que parte do centro da monumento aponta para o
local no horizonte em que o Sol nasce no dia mais longo do verão
(solstício).
Nessa estrutura, algumas pedras estão alinhadas com o nascer e o
pôr do Sol no início do verão e do inverno.

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Chankillo, no Peru, construído entre 200 e 300 a.C., o observatório
mais antigo descoberto das Américas.

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O ápice da ciência antiga se deu na Grécia, de
600 a.C. a 400 d.C., em níveis só ultrapassados no
século XVI. Do esforço dos gregos em conhecer a
natureza do cosmos, e com o conhecimento
herdado dos povos mais antigos, surgiram os
primeiros conceitos de Esfera Celeste.

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Há milhares de anos, os astrônomos sabem que
o Sol muda sua posição no céu ao longo do ano,
se movendo aproximadamente um grau para leste
por dia. O tempo para o Sol completar uma volta
na esfera celeste define um ano.

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Astrônomos da Grécia Antiga
Aristóteles de Estagira (384 – 322 a.C.)
 Explicou que as fases da Lua
dependem de quanto da parte da
face da Lua iluminada pelo Sol está
voltada para a Terra.
 Eclipses: Solar - a Lua passa entre
a Terra e o Sol. Lunar - A lua entra
na sombra da Terra.

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 Argumentou a favor da esfericidade da Terra, já que
a sombra da Terra na Lua durante em eclipse é
sempre arredondada.

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Modelo Geocêntrico de Aristóteles.

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Heráclides de Pontus (388-315 a.C.)
 Propôs que a Terra gira diariamente
sobre seu próprio eixo,
 Que Vênus e Mercúrio orbitam o
Sol,
 Existência de epiciclos.

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Modelo Geocêntrico misto de Heráclides.

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Aristarco de Samos (310 – 230 a.C.)
 Foi o primeiro a propor que a Terra
se movia em torno do Sol (quase
2000 anos antes de Copérnico);
 Desenvolveu um método para
determinar as distâncias do Sol e da
Lua em relação a Terra;
 Mediu os tamanhos relativos da
Terra, do Sol e da Lua.

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Tratado: Sobre os tamanhos e as distâncias entre o Sol e a Lua

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Eratóstenes de Cirênia (276 – 194 a.C.)
 Foi o primeiro a medir o diâmetro da
Terra,
 Ao meio dia a luz solar atingia o
fundo de um poço em Siena e em
Alexandria (+ ao Norte) o Sol estava
7 graus mais ao Sul;
 O diâmetro da Terra é obtido
dividindo-se a circunferência por p.

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rE = 39 700 km,
rR = 40 008 km.

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Ptolomeu de Alexandria (85 – 165 d.C.)
 Último astrônomo importante da
antiguidade;
 Sua contribuição mais importante foi
uma representação geométrica do
sistema solar que permitia predizer o
movimento dos planetas com
considerável precisão.

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Ptolomeu
 Compilou uma série de 13 volumes de astronomia,
que é a maior fonte de conhecimento sobre a
astronomia na Grécia – Almagesto;
Reprodução de parte do Almagesto, de
Claudius Ptolomaeus, escrito entre 127 e
151 d.C.

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Modelo de Ptolomeu.
Ptolomeu

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Modelo Ptolomaico com Equante.
Ptolomeu

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Nicolau Copérnico (1473 – 1543 d.C.)
 Nasceu em Torun na Polônia,
 Reafirmou a teoria do Heliocentrismo
em seu mais famosos livro: De
revolutionibus orbium coelestium ("Da
revolução de esferas celestes"),
publicado no ano de sua morte, 1543;

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Modelo Copernicano.
Copérnico

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 Os movimentos dos astros são uniformes, eternos,
circulares ou uma composição de vários círculos (epiciclos).
 O centro do universo é perto do Sol.
 Perto do Sol, em ordem, estão Mercúrio, Vênus, Terra, Lua,
Marte, Júpiter, Saturno, e as estrelas fixas.
 A Terra tem três movimentos: rotação diária, volta anual, e
inclinação anual de seu eixo.
 O movimento retrógrado dos planetas é explicado pelo
movimento da Terra.
 A distância da Terra ao Sol é pequena se comparada à
distância às estrelas.
Copérnico

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 Determinou as distâncias dos planetas ao Sol, em termos
da distância Terra-Sol.
 Deduziu que quanto mais perto do Sol está o planeta,
maior é sua velocidade orbital.
 Apesar de a obra ser criticada por protestantes, como
Lutero e Calvino, e também pela igreja católica, ela foi
adotada e comprovada por grandes astrônomos e
matemáticos como Galileu, Kepler e Newton, mas até 1835,
a Igreja a manteve em sua lista negra. Sua obra é
considerada valiosa e pioneira, e lhe garantiu a posição de
Pai da Astronomia Moderna.
Copérnico

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Johannes Kepler (1571 – 1630 d.C.)
 Nasceu em Ratisbona, região da
Baviera na Alemanha;
 Em 1596, Johannes Kepler publicou
sua primeira obra, intitulada
Mysterium Cosmographicum, na qual
defendeu o sistema copernicano
como superior a todos os outros.
 A determinação das órbitas
planetárias,

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 Explicar o porquê da existência de apenas seis
planetas (e não mais e nem menos do que esse
número),
 A relação entre as órbitas com as distâncias dessas
ao centro, e, principalmente,
 Elaborar leis que descrevessem e explicassem esses
componentes do mundo celeste
Kepler

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O modelo de Kepler dos sólidos
platônicos para o Sistema Solar
Kepler

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 Em 1609 publicou Astronomia Nova… De Motibus
Stellae Martis, onde apresentou as três leis do
movimento dos planetas, que hoje levam seu nome:
Kepler

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 1ª Lei de Kepler (Lei das Órbitas): Os planetas
descrevem órbitas elípticas, com o sol num dos
focos.
 A distância de um dos focos até o objeto, mais
a distância do objeto até o outro foco, é sempre
igual não importando a localização do objeto ao
longo da elipse
Kepler

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 2ª Lei de Kepler (Lei das Áreas): O raio vetor que
liga um planeta ao Sol descreve áreas iguais em
tempos iguais.
 Esta lei determina que os planetas se movem
com velocidades diferentes, dependendo da
distância a que estão do Sol.
Kepler

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Kepler
 Periélio é o ponto mais próximo do Sol, onde o planeta orbita
mais rapidamente.
 Afélio é o ponto mais afastado do Sol, onde o planeta move-se
mais lentamente.

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 3ª Lei de Kepler: O quadrado do períodos de
revolução, T, de um planeta é proporcionais ao cubos
do semi-eixo maior, r, de sua órbita:
onde k é uma constante para todos os planetas e vale
4p2/GM = 2,99.10-19 s2.m-3.
Quanto mais distante estiver do Sol mais tempo levará
para completar sua volta em torno desta estrela.
Kepler
𝑇2
𝑟3
= 𝑘

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