O MENSAGEIRO DAS ESTRELAS

O MENSAGEIRO DAS ESTRELAS
Galileo di Vincenzo Bonaiuti de’ Galilei
Foi o primeiro dos seis filhos de Vincenzo Galilei,
famoso lutiê da época, e Giulia Ammannati.
Nasceu em Pisa, então parte do Ducado de Florença,
Itália, em 15 de Fevereiro de 1564.
Quando jovem, estudou no monastério Camaldolese
de Santa Maria di Vallombrosa, onde pretendia tornar-se membro da ordem religiosa, mas retorna
para Florença e passa a estudar matemática na Universidade de Pisa. Em 1589 torna-se professor de
matemática nessa universidade. Em 1592 passa a lecionar matemática, mecânica e astronomia na
Universidade de Pádua, situada na Republica
de Veneza, onde desenvolve diversos tipos de
equipamentos, entre eles um compasso para
aplicações militares e uma bomba hidráulica
movida por cavalos. Nesse período Galileo já
se dedicava ao estudo matemático do
movimento, em particular do movimento
uniformemente acelerado, do pendulo
simples e da queda livre. Além disso, já
manifestava uma grande simpatia pelas
idéias de Copérnico e o modelo heliocêntrico.
Os estudos sobre o movimento que Galileo efetuou, foram essenciais
para o estabelecimento das bases matemáticas da Física.
Entre eles destaca-se as primeiras observações sistemáticas sobre o
comportamento de um pendulo (hoje conhecido como pendulo
simples), indicando que o seu período de oscilação independia da
“massa” (ou peso) do objeto.
Outro destaque deve ser dado aos estudos relacionados com o plano
inclinado, algo que teve diversos desdobramentos .....
Galileo fez também diversas outras contribuições na termometria, na
hidrostática, etc, até mesmo em tópicos relacionados aos materiais.
Que se tenha registro, Galileo foi um
dos primeiros estudiosos que investigou
com detalhes o lançamento de projéteis
(de forma sistemática), estabelecendo
para eles uma trajetória parabólica.
Isso contrariava o senso comum, ditado
pelos antigos pensadores (gregos), onde
teríamos uma trajetória “mais ou
menos” triangular.
Cabe observar que estamos falando de
estudos sistemáticos, pois algumas
observações neste sentido provavelmente já tinham sido feitas por outros
estudiosos.
X
Galileo também estabeleceu que a aceleração da gravidade seria
constante, independentemente da “massa” (ou peso) do objeto, algo
que posteriormente foi corroborado pela Lei da Gravitação Universal.
Contudo, a “resistência do ar” era um fator que afetava o movimento.
Apollo14
Galileo desenvolveu diversos trabalhos que vieram a constituir as bases da ciência moderna,
atuando não somente como cientista mas como construtor e professor, tendo diversos alunos e
seguidores, como por exemplo Torricelli.
Desde a antiguidade eram bem conhecidas as propriedades de
corpos transparentes côncavos e convexos, tipicamente feitos
de vidro, em ampliar ou diminuir a imagem de objetos.
Já no século XIII ou XIV, Veneza e Florença eram os principais
centros que produziam objetos de vidro com um bom controle
dimensional e polimento com alto grau de qualidade. Em
particular, produziam boas “lentilhas de vidro” ou lentes que já
eram usadas para auxiliar a leitura.
Baseado em descrições vagas e imprecisas do primeiro
telescópio (tele = longe, skopein = para ver) inventado por
Hans Lippershey na Holanda em 1608, Galileo construiu seu
primeiro telescópio em 1609 com magnificação de 3x, e visão
não invertida, seguido pela construção de outros com até 30x e
qualidade ótica suficiente para observações astronômicas.
Já em 1610 Galileo publicou um tratado sobre suas primeiras observações
astronômicas, na sua maior parte efetuadas no ano anterior (1609), com o
titulo Sidereus Nuncius, que conquistou o entusiasmo de J. Kepler.
Galileo foi o primeiro europeu a observar sistematicamente as manchas solares, distinguindo as
mesma dos eventuais trânsitos de Mercúrio.
Ele também foi o primeiro a reportar observações relacionadas com os anéis de Saturno, algo
que não conseguiu entender satisfatoriamente.
Galileo foi o primeiro a reportar a observação de crateras e montanhas na Lua, contrariando o
censo comum que imaginava os corpos celestes como sendo “perfeitos” (esferas).
Em Janeiro de 1610 Galileo identificou quatro
pequenos objetos muito próximos a Júpiter. A
partir de observações sistemáticas concluiu
que se tratava de corpos celestes que
orbitavam em torno do planeta, descobrindo
assim os quatro maiores satélites (ou luas) de
Júpiter.
Io
Europa
Ganymede
Callisto
Em Setembro Galileo observou também que
Vênus exibia um conjunto completo de fases,
tal como a Lua.
Tais observações reforçaram a crença de Galileo no modelo heliocêntrico de Nicolaus
Copérnico. Nesse modelo todas as fases seriam visíveis uma vez que a órbita de Vênus ao redor
do Sol possibilitaria que seu hemisfério iluminado fosse observado a partir da Terra.
Além disso, tal observação contraria profundamente o modelo geocêntrico de Ptolomeu, que
previa que somente as fases crescente e nova seriam visíveis.
Esses fatos, em conjunto com a observação das Luas de Júpiter, tornaram Galileo um ferrenho
defensor do modelo heliocêntrico.
Nos anos seguintes isso veio causar a Galileo problemas bem sérios com a Igreja Católica!!!!!
Devido a sua crença no modelo heliocêntrico Galileo, em 1633, foi acusado de heresia e levado a
julgamento pela inquisição, sendo finalmente condenado a prisão domiciliar até o fim da vida.
Ele ficou em sua casa em Arcetri, próximo a Florença, até sua morte em 8 de Janeiro de 1642.
De fato, ele passou alguns anos preso em uma masmorra antes de sua prisão domiciliar. Além
disso, o processo de Galileo é foco de estudo até hoje, tanto por juristas como por historiadores.
Essa não foi a primeira vez que a Igreja Católica usou de seu poder para intimidar os estudiosos
da época. Destaca-se aqui a intimidação de Nicolau Copérnico e a execução de Giordano Bruno.
Consta que durante o julgamento, Galileo admitiu, falsamente, que estaria
errado pra escapar do fim brutal que Giordano Bruno sofreu.
Relativo a esse período, destaca-se as cartas que trocou com sua filha, Virginia
Galilei (Irmã Maria Celeste), constituindo um importante documento histórico
sobre o pensamento de Galileo. Contudo, metade das conversas foram perdidas.
Durante esse período Galileu redigiu seu trabalho
mais importante intitulado “As Duas Novas Ciências”
que compila seus 40 anos de trabalho enfatizando os
aspectos mais fundamentais relacionados ao estudo
matemático do movimento. Este livro é citado por
Isaac Newton e Albert Einstein que referem-se a
Galileo como “O Pai da Ciência Moderna”. Tal
referencia se deve não somente ao fato do trabalho de
Galileo consolidar os conceitos fundamentais como
também a distinção que ele traça entre ciência,
filosofia e religião, estabelecendo não somente uma
separação como esboçando como a ciência deve ser
tratada e desenvolvida.
Suas obras tiveram a publicação proibida até 1718,
permanecendo no “index de livros proibidos” até 1758.
Somente em 1992, o Papa João Paulo II expressou o
arrependimento da Igreja Católica em como o caso de Galileo
foi tratado, pedindo publicamente desculpas. Mais
recentemente o Papa Bento XVI homenageou Galileo pelo
seu trabalho, mas ironicamente chamou o processo de justo!
As disputas entre o geocentrismo (Claudius Ptolomaeus 70 DC) e o
heliocentrismo, gerou vários episódios de grande conflito, algo as vezes
referenciado como “a batalha pelo céu”. De fato, o modelo geocêntrico é
comum em diversas culturas antigas, e do ponto de vista de um
observador localizado na terra, parece ser o mais razoável.
Deve-se salientar que o problema nunca foi o movimento aparente das
estrelas, mas sim o movimento dos planetas na esfera celeste.
Foram criadas correções e mais correções, resultando em um modelo
cada vez mas complexo que, passado algum tempo, não conseguia
reproduzir as observações que se tornavam mais e mais precisas.
Portanto, o que está errado é o modelo!
O heliocentrismo tem como origem uma variada gama de
discussões filosóficas, em diversas culturas, ao longo do
tempo. Contudo, apenas algumas delas eram realmente
baseadas em observações astronômicas. Destaca-se que a
ideia inicial era imaginar o Sol como centro do universo e não
como a posição “central” de um “sistema planetário” (sistema
solar) algo que em principio não tinha sido imaginado. De
forma similar, na maioria dos casos também não era cogitado
o movimento de rotação da terra.
No desenvolvimento do helocentrismo, no mundo antigo e
medieval, destaca-se entre os Gregos a contribuição de
Aristarco de Samos (270 AC), entre os Árabes a de Abu alBiruni (1000 DC) e entre os Hindus a de Aryabhata (500
DC). De fato, há muitas e muitas outras contribuições
igualmente importantes.
Cabe salientar que, com o passar do tempo, ocorreram
significativos avanços tanto na matemática quanto na
qualidade, quantidade e precisão das observações
astronômicas.
Mesmo na Europa (católica), Marciano Capela já tinha
proposto um modelo heliocêntrico para Vênus e Mercúrio, lá
pelos idos do ano 400, possivelmente com alguma base
observacional. Este trabalho foi citado mais tarde por
Copérnico em sua proposta heliocentrista.
Um grande destaque é dado para a teoria heliocêntrica de
Nicolaus Copérnico, baseada em observações astronômicas e
argumentos matemáticos, que foi publicada em seu livro,
"Da revolução de esferas celestes", durante o ano de sua morte,
1543. Alguns autores apontam que em parte esse modelo
heliocêntrico já havia sido estudado e defendido pelo bispo
Nicole d'Oresma, em torno de 1350, mas Copérnico foi mais
além. O resumo dos principais pontos dessa teoria é:
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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.
Do ponto de vista experimental, o sistema de Copérnico não era
melhor do que o de Ptolomeu. E Copérnico sabia disso, e não
apresentou nenhuma prova observacional em seu manuscrito,
fundamentando-se em argumentos sobre qual seria o sistema
mais completo e elegante. De qualquer forma, seu livro atiçou a
mente de diversos pensadores e cientistas.
Johannes Kepler, contemporâneo e correspondente de Galileo,
baseando-se em dados “precisos” sobre a posição dos astros
feitas por outro contemporâneo, Tycho Brahe, e nas próprias
observações de Galileo, faz varias correções nas ideias originais
de Copérnico.
Kepler na verdade, traz um embasamento bastante rigoroso ao
modelo heliocêntrico, formulando leis matemáticas e calculando
orbitas e suas respectivas projeções na esfera celeste, ou seja, no
céu observado a partir da terra.
Resumidamente, para as Leis de Kepler, temos:
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O planeta em órbita em torno do Sol descreve uma elipse em
que o Sol ocupa um dos focos.
A linha que liga o planeta ao Sol varre áreas iguais em tempos
iguais.
Os quadrados dos períodos de translação dos planetas são
proporcionais aos cubos dos semi-eixos maiores de suas
órbitas.
Desse momento em diante, passamos a ter um
modelo eficiente, capaz de reproduzir dados
observacionais passados e atuais, e também
fazer previsões, sem a necessidade de qualquer
correção adicional.
Um modelo que tem boa chance de estar certo!
Um mês após ao falecimento de Galileo, Isaac Newton nasce (1642).
Newton revoluciona o estudo da Física, contribuindo para a elaboração do
calculo diferencial e integral e enunciando as leis fundamentais do
movimento, especialmente sua celebre relação de causa e efeito F=mxa.
Em particular, usando agora um formalismo matemático bem mais
elaborado, Newton em 1684 fixa uma relação unívoca entre as Leis de
Kepler e um tipo força especifica, a Lei da Gravitação Universal.
Algum tempo depois, entre 1731 e 1810, Henry Cavendish
baseando-se na concepção original de John Michel, idealizou um
experimento usando uma balança de torção que foi largamente
empregada para a comprovação da Lei da Gravitação Universal.
A diferença aqui, é que tal experimento pode ser feito em
laboratório, de maneira completamente independente do
movimento dos astros.
Mais adiante, 1851, Jean
Faulcault demonstra publicamente a existência do
movimento de rotação da
terra (O Pendulo de Faulcault).
Dessa forma, ao longo do
tempo, todas as objeções
contra o heliocentrismo
cairam, e cada vez mais reforçaram as convicções de Galileo.
Finalizando, cabe ressaltar que, muito mais que
suas convicções e contribuições para desvendar
a estrutura de nosso sistema solar, Galileo é
considerado uma das pedras fundamentais
sobre a qual a Física foi sistematicamente sendo
construída através dos séculos.