astronomia no renascimento - Museu Maçônico Paranaense

ASTRONOMIA NO RENASCIMENTO
de José Maria Filardo Bassalo
Século XVI
Em 1525, o médico francês Juan Fresnel (1497-1558) determinou o raio terrestre medindo a
distância entre Paris e Amiens acoplando um contador de voltas às rodas de sua carruagem.
Em 1530, o astrônomo polonês Nicolau Copérnico (1473-1543) em seu livro intitulado
Commentariolus (Pequeno Comentário) apresentou suas primeiras idéias sobre o heliocentrismo. (Esse
livro circulou apenas entre seus alunos e amigos, dentre os quais encontrava-se o matemático e
astrônomo austríaco Georg Joachim von Lauchen (Rheticus) (1514-1576).) Ao analisar o modelo
geocêntrico de Ptolomeu, Copérnico criticou o conceito do equante, pois o mesmo entrava em conflito
com "a regra do movimento absoluto" segundo a qual tudo deveria se mover em movimento uniforme
de rotação em torno do centro do mundo que está perto do Sol. Ora, isso não acontecia com o modelo
ptolomaico, pois neste os planetas giravam também em órbitas circulares, mas a rotação era uniforme
em relação a um ponto equante que não coincidia com o centro da circunferência. Portanto, o equante
situava-se próximo da Terra.
Em 1534, Marcellus Stellatus Palingenius afirmou em seu livro Zodiacus Vitae que o Universo era
infinito.
Em 1543, estimulado por Rheticus, copérnico veio a publicar o seu famoso livro De Revolutionibus
Orbitum Coelestium (Das Revoluções dos Corpos Celestes), no qual apresentou os seguintes postulados
que caracterizavam seu famoso modelo heliocêntrico: 1) O princípio metafísico básico era o da
perfeição do movimento circular; 2) O centro da Terra não era o centro do Universo, e sim, apenas o
centro da esfera lunar; 3) O centro do mundo era perto do Sol; 4) É a Terra e não a esfera das estrelas
fixas que gira em torno de seu eixo, cada 24 horas; 5) A distância Terra-Sol é muito menor do que a
distância Sol-estrelas fixas. (Foi Rheticus quem ficou encarregado da impressão desse livro, sendo o
clérigo alemão Andreas Osiander (1498-1552) o responsável pela sua supervisão técnica. No prefácio
(não assinado e mais tarde descoberto ser de autoria de Osiander) era expresso o ponto de vista de que
as hipóteses apresentadas no livro não eram necessariamente verdadeiras e que nem sequer se exigia
que fossem provadas.) Através desse modelo de Copérnico se pôde explicar, naturalmente, o
movimento retrógrado dos planetas como sendo devido às velocidades dos mesmos em relação à Terra.
Assim, a razão de a retrogradação de Mercúrio e de Vênus só ocorrer quando estão em conjunção devese a sua maior velocidade, e a razão de a retrogradação de Marte, Júpiter e Saturno só ocorrer em
oposição, deve-se à menor velocidade deles. Além dessa explicação o modelo de Copérnico permitiu
determinar a escala do sistema solar, em Unidade Astronômica (UA) – distância Terra-Sol: Mercúrio ~
0,3763 UA; Vênus ~ 0,7193 UA; Marte ~ 1,5198 UA; Júpiter ~ 5,2192 UA; Saturno ~ 9.1743 UA.
Apesar de o modelo de Copérnico haver mostrado como ocorrem os movimentos retrógrados dos
planetas sem a necessidade dos epiciclos, ele próprio teve de lançar mão de 48 deles, para explicar
diversas observações sobre os movimentos dos planetas e da Terra. (Ë oportuno registrar que
Copérnico teve necessidade de lançar mão de novos epiciclos, em virtude de considerar apenas
movimentos circulares uniformes para descrever os movimentos observados dos planetas.) Também
usando seu modelo, Copérnico fez uma revisão no catálogo estelar de Ptolomeu, calculou e interpretou
a precessão dos equinócios como sendo devido a uma pequena oscilação do eixo da Terra, estimou os
volumes relativos da Lua, Terra e Sol como sendo 1:43:6937, e aceitou o cálculo que Aristarco de
Samos havia feito da UA, isto é, como sendo de aproximadamente 1200 raios terrestres. Para justificar
a ausência de observação de qualquer paralaxe anual das estrelas fixas, Copérnico afirmou que a grande
distância em que as estrelas se encontravam da Terra e a deficiência dos instrumentos astronômicos
dificultavam sua medida. Por outro lado, para explicar por que um corpo lançado para cima (na
superfície terrestre) não cairia a oeste de sua posição inicial, conforme indicava a física aristotélica,
Copérnico admitia que isso não acontecia em razão de o ar ser arrastado pela Terra em seu movimento
em torno do Sol. Embora essa resposta fosse engenhosa, ela não pôde ser mais usada para explicar por
que a Lua acompanha a Terra quando esta se desloca em seu movimento orbital.
Em 1551, o matemático e médico inglês Robert Recorde (c.1510-1558) – célebre por haver
inventado o símbolo de igualdade (=) – em seu livro Castelo do Conhecimento, se manifestou
favoravelmente ao modelo de Copérnico.
Em 1551, o matemático alemão Erasmus Reinhold (1511-1553) publicou, com base no modelo
copernicano, novas tabelas astronômicas – as chamadas prutênicas ou prussianas – superiores às
alfonsinas, que haviam sido publicadas em 1252.
Em 1555, o matemático inglês Leonard Digges (c.1520-c.1559) publicou o livro intitulado A
Prognostication of Right Good Effect.
Em 1556, Leonard Digges preparou uma nova edição de seu A Prognostication, agora com o novo
título A Prognostication Everlasting (Um prognóstico Eterno).
Em 1558, o físico e filósofo italiano Giambattista Della Porta (c.1535-1615) em sua obra Magia
Naturalis (Magia Natural) chegou a descrever um telescópio.
Em 1558, o Papa Pio V (Antonio Ghislieri) (1504-1572) mandou publicar um novo Breviário
tentando ajustar as tabelas lunares e o sistema de anos bissextos, pois foi observado que havia uma
diferença de cerca de dez dias entre os anos trópico e juliano, diferença essa que fazia com que a Lua
Nova astronômica ocorresse quatro dias antes da eclesiástica. Essa diferença provocava alteração na
data da Páscoa, pois esta é fixada como sendo o domingo seguinte à Lua Cheia eclesiástica (esta é
definida como sendo o décimo-quarto dia de uma lunação tabular, onde o primeiro doa corresponde à
Lua Nova) que sucede ao Equinócio da Primavera (Vernal).
Em 1570, o Papa Pio V mandou publicar um novo Missal tentando, mais uma vez, ajustar as tabelas
lunares e o sistema de anos bissextos.
Em 1572, o matemático e engenheiro inglês Thomas Digges (c.1546-1595) observou um novo
fenômeno nos céus, qual seja, o aparecimento de uma estrela nova, conforme seria denominada
posteriormente.
Em 11 de Novembro de 1572, o astrônomo dinamarquês Tycho Brahe (1546-1601) observou (e,
também, astrônomos chineses e coreanos) na constelação de Cassiopéia, uma nova estrela tão brilhante
quanto Vênus, visível de dia e por um período de 16 meses.
Em 1573, Thomas Digges publicou o livro intitulado Alae seu scalae mathematicae, no qual
descreveu as observações que havia feito sobre uma "nova estrela" que havia aparecido em 1572.
Thomas Digges pretendia usar essas observações para comprovar a teoria copernicana.
Em 1574, Tycho Brahe escreveu o livro intitulado De Stella Nova (A Estrela Nova) para registrar a
observação que fizera, em 1572, sobre a existência de uma nova estrela nos céus. Em vista desse livro,
eventos desse tipo ficaram conhecidos como nova. Ao analisar suas próprias medidas e ao compará-las
com as de outros observadores europeus, inclusive as de Thomas Digges, Tycho Brahe descobriu que
essa nova estrela estava muito além da Lua, indicando, portanto, um rompimento com a tradição
aristotélica, segundo a qual tal objeto deveria estar na esfera sublunar, já que o céu era imutável.
Registre-se que Tycho Brahe recusou o modelo de Copérnico porque ele contradizia a Bíblia e,
também, porque não se observavam paralaxes anuais das estrelas, uma conseqüência natural desse
modelo. Em vista disso, formulou seu próprio modelo: Terra parada e girando em torno dela estavam a
esfera das estrelas fixas, a Lua e o Sol; este, por sua vez, carregava em torno de si os demais planetas.
Em 1576, o Rei Frederico II (1534-1588) construiu e instalou o Observatório Uraniborg (castelo
dos céus, localizado na ilha de Hveen (hoje, denominada Ven), a 30 km ao norte de Copenhague). Esse
Observatório foi dirigido por Tycho Brahe e foi dotado dos melhores instrumentos ópticos, alguns deles
construídos por ele próprio. Com tais instrumentos, assinalou com grande precisão a posição de 777
estrelas bem como as dos planetas até então conhecidos.
Em 1576, Thomas Digges preparou uma nova edição do livro A Prognostication, escrito pelo seu
pai Leonard, em 1555, e reeditado em 1556. Para essa edição Thomas preparou o apêndice intitulado
Perfit Description of the Caelestiall Orbes (Uma Perfeita Descrição das Órbitas Celestes), no qual
apresentou um diagrama do Universo tendo o Sol como o seu centro e os planetas, inclusive a Terra,
giravam em torno do mesmo. Além do mais, considerava ainda o Universo como infinito, sendo as
estrelas espalhadas nesse espaço infinito e não mais presas à esfera celeste, conforme indicava
Copérnico em seu modelo.
Em 1577, Tycho Brahe observou um brilhante cometa e, ao fazer observações do mesmo, chegou à
conclusão de que estava muito além da Lua, a uma distância maior que a de Vênus, o que mostrava ser
ele um verdadeiro objeto celeste e não um fenômeno meteorológico formado de vapores quentes ou
secos, retirados do ar (o que gerava condições favoráveis para o desenvolvimento de doenças
endêmicas) segundo os aristotélicos. Observou ainda Tycho Brahe que a extremidade da cauda deste
cometa sempre apontava em sentido oposto ao do Sol, devido à ação dos raios solares; desse modo, a
cauda não poderia ser formada de gordura seca, conforme afirmavam também os aristotélicos. Chegou
a insinuar que a órbita desse cometa era ligeiramente ovalada. Com a morte de Frederico II, em 1588,
subiu ao trono seu filho que, contudo, não aceitando o modo como Tycho Brahe administrava a ilha de
Hveen (uma vez que usava todos os recursos para manutenção dessa ilha, para o Uraniborg), demitiu-o.
Em 24 de fevereiro de 1582, o Papa Gregório XVIII (Ugo Boncompagni) (1502-1585) editou a
Bula Papal Inter Gravissimus, na qual há recomendações para reforma do calendário Juliano, que foi
feita pelo astrônomo e médico italiano Luigi Lilio Ghiraldi (?-1576), auxiliado pelo matemático
alemão, o jesuíta Christophorus Clavius. Nascia, assim, o calendário Gregoriano, que é baseado em
um ciclo de 146.097 dias, e que se repete exatamente a cada 400 anos. A origem da contagem dos anos
nesse calendário é o ano de nascimento de Jesus Cristo, estabelecido por Dyonisius Egydius no século
VI. Esta data é também considerada a origem da Era Cristã, na qual os anos são contados pelo
complemento A. D. (Anno Domini – Ano do Senhor), ainda segundo Dyonisius. (Observe-se que alguns
historiadores consideram o erudito inglês Beda, o Venerável (673-735), como sendo o introdutor dessa
notação.) Assim, o nascimento de Cristo ocorreu no dia 1 A. D.
Em 1584, o filósofo italiano Giordano Bruno (1548-1600), em seu livro Acerca do Universo
Infinito e dos Mundos, publicado em Londres, defendeu ardorosamente o heliocentrismo, bem como a
pluralidade dos mundos habitados, já admitida pelo astrônomo, matemático e filósofo, Cardeal Nicolau
de Cusa (1401-1464), no século XV. A defesa destas idéias, bem como heresias de natureza religiosa,
parece indicar as razões pelas quais Giordano Bruno foi excomungado e queimado vivo pela Santa
Inquisição, uma vez que o texto completo do processo inquisitório foi perdido.
Em 1595, o Astrônomo alemão Johannes Kepler (1571-1630) procurava uma demonstração
matemática para o modelo copernicano, desde que o aprendera com o também astrônomo alemão
Michael Maestlin. Assim, em 9 de julho daquele ano, ao situar um triângulo entre dois círculos,
percebeu que a razão entre os raios desses círculos era a mesma entre os das órbitas de Saturno e
Júpiter. Em vista desse resultado, tentou inscrever outras figuras geométricas planas entre as órbitas dos
planetas. Como tal modelo não se enquadrou com o de copérnico, Kepler partiu então para os sólidos
regulares pitagóricos-platônicos: tetraedro, hexaedro (cubo), octaedro, e icosaedro. Inicialmente,
inscreveu entre as esferas dos planetas apenas o cubo. No entanto, ao comparar a relação entre os raios
dessas esferas e as distâncias das órbitas dos planetas dadas pelo modelo copernicano, verificou que
havia uma grande discrepância. Em seguida, fez uma nova tentativa, deixando o cubo entre as esferas
de Júpiter e Saturno e substituiu o cubo entre as eferas de Júpiter e Marte por um tetraedro. Por outro
lado, os cubos entre as esferas de Marte e Terra, Terra e Vênus e Vênus e Mercúrio foram substituídos,
respectivamente, pelo dodecaedro, icosaedro e octaedro. Relacionando agora os raios dessas esferas
com as distâncias planetárias copernicanas, verificou que a discrepância diminuíra, à exceção de
Mercúrio, cuja esfera tangenciando o octaedro não explicava seus movimentos. Desse modo, teve de
apelar para um artifício ("pequena fraude", segundo alguns historiadores da ciência), qual seja, o de
inscrever a esfera correspondente a Mercúrio no quadrado formado pelas quatro arestas medianas do
octaedro. Em vista desse sucesso parcial, Kepler continuou melhorando seu modelo matemático cada
vez mais. Assim, substituiu cada esfera por duas, onde o raio da menor era a menor distância do planeta
ao Sol e o raio maior, consequentemente, à maior distância orbital.
Em 1596, no livro intitulado Precursor dos Tratados Cosmográficos, contendo o Mistério Cósmico
das admiráveis proporções entre as órbitas celestes e as verdadeiras e corretas razões dos seus
Números, Grandezas e Movimentos Periódicos, conhecido popularmente apenas como Mistério
Cosmográfico, Kepler publicou os primeiros resultados de seu modelo planetário. Ao receber esse livro
das mãos do próprio Kepler, Tycho Brahe convidou-o para trabalhar em Praga, onde chegou em janeiro
de 1600. Com a morte de Tycho Brahe, em 1601, Kepler foi designado matemático imperial em seu
lugar, em 1602. Quando ainda vivo, Tycho Brahe confiou a Kepler o cálculo da órbita de Marte, tendo
em vista as observações que fizera sobre o movimento desse planeta.
Século XVII
Em 1602, ao observar que a velocidade orbital de Marte era variável (mais rápido próximo do Sol e
mais lento longe do Sol), Kepler apresentou a Lei das áreas: "O raio vetor, ligando um planeta ao Sol,
descreve áreas iguais em tempos iguais".
Em 1 de Setembro de 1603, o astrônomo alemão Johann Bayer (1572-1625) apresentou seu
Uranometria, um catálogo de estrelas no qual há uma associação delas com as constelações às quais
pertencem. Assim, Bételgeuse, a maior estrela da constelação de Orion, passou a ser denominada de
Alfa de Orion; Rigel transformou-se em Beta e Belatriz, em Gama. Desse modo, algumas das maiores
estrelas observadas na época de Bayer receberam apenas a letra inicial do alfabeto grego, como
aconteceu, por exemplo, com a Alfa de Centauro.
Em 1604, no dia 30 de setembro, Kepler observou o aparecimento de uma estrela nova nos céus, na
constelação de Serpentário, e o registro da mesma foi apresentado por ele no livro Estrela Nova,
publicado em 1606.
Em 1604, o astrônomo italiano Galileu Galilei (1564-1642) também observou a nova de Kepler.
Em 1604, Zacharias Jenssen imitou um telescópio que havia sido construído na Itália, em 1590.
Em junho de 1606, Galileu publicou seu manual sobre o compasso militar, dedicado ao grão-duque
da Toscana. Em 1607, Kepler observou uma mancha solar do "tamanho de uma pulga magra".
Em 1607, o matemático e astrônomo inglês Thomas Harriot (1560-1621) – o introdutor dos
símbolos matemáticos > e < – utilizou o telescópio para observar um cometa, mais tarde reconhecido
como o cometa de Halley.
Em 1608, o óptico holandês Hans Lippershey (c.1570-c.1619) apresentou em Middelburg seu
pedido de patente para o telescópio.
Em 1609, Kepler fez cerca de setenta tentativas com o objetivo de encontrar a forma das órbitas dos
planetas, tendo em vista que as observações de Marte indicavam uma pequena excentricidade em sua
órbita. Assim, inicialmente, considerou que cada esfera característica de um planeta era na realidade
uma carapaça esférica de espessura suficiente que pudesse explicar a excentricidade observada. Depois,
experimentou ovais. Contudo, como não conseguiu explicar uma diferença de 8’ entre a forma
escolhida e a órbita real observada, finalmente Kepler propôs sua Lei das órbitas: "Os planetas se
deslocam em torno do Sol em órbitas elípticas, tendo o Sol como um dos focos". Esta lei, juntamente
com a lei das áreas, foi apresentada no livro Astronomia Nova, e num capítulo intitulado Comentários
sobre os movimentos de Marte, editado naquele mesmo ano.
Em julho de 1609, Harriot utilizou o telescópio para elaborar um mapa lunar, observar e calcular as
fases dos satélites de Júpiter.
Em 1609, o astrônomo alemão Simon Marius (Mayr) (1573-1624) descobriu quatro satélites de
Júpiter, e os chamou de Io, Europa, Ganimedes e Calisto.
Em 1609, Eustáquio resumiu toda a teoria lunar medieval no livro Summa Philosophiae
Quadripartita.
Em maio de 1609, Galileu construiu um dispositivo óptico (que, em 1611, recebeu o nome de
telescópio) usando um tubo cilíndrico e colocando lentes em cada extremidade, uma plano-côncava e
uma plano-convexa, que ele próprio havia polido. Olhando os céus com esse instrumento, Galileu fez
uma série de observações. Por exemplo, em Agosto de 1609, ao olhar para a Lua viu que a mesma
possuía montanhas, vales, "mares" e "oceanos". Ao medir a sombra projetada pelas montanhas chegou
a estimar suas alturas (~6500m). (Mais tarde, observou não existir água na superfície lunar.) Novas
observações com o telescópio mostraram a Galileu que o céu de estrelas fixas havia aumentado
bastante, tendo inclusive observado que na constelação de Orion, conhecida apenas como composta de
9 estrelas, sendo 6 na espada e 3 no cinturão, havia mais de 80. Notou, também, que a nossa galáxia, a
Via Láctea, nada mais era do que "uma reunião de inumeráveis estrelas enfeixadas em grupo". Nessas
observações estelares, descobriu que havia estrelas com grandeza acima da 6.a, segundo a classificação
de Hiparco e Ptolomeu.
Em 7 de janeiro de 1610, ao fixar seu telescópio no planeta Júpiter, Galileu descobriu que o mesmo
possuía 3 satélites. Mais tarde, no dia 13, descobriu o quarto satélite. Galileu denominou esses satélites
de estrelas medicianas, em homenagem a Cósimo II de Médici, o quarto grão-duque de Toscana. Essas
primeiras observações telescópicas foram reunidas no livro Sidereus Nuncius (O Mensageiro das
Estrelas), publicado em Março de 1610. Como essas observações colocavam em cheque as afirmações
aristotélicas, Galileu foi bastante criticado, em vista disso, suas novas observações telescópicas, a
forma trigêmea de Saturno, em julho de 1610 e as fases de Vênus, em setembro de 1610, ele as
comunicou em forma de anagrama: SMAISMRMILMEPOETALEUMIBUNENUGTTAURIAS
(ALTISSIMUM PLANETAM TERGEMINUM OBSERVAVI – Observei o planeta mais alto
(Saturno) em forma trigêmea) e HAEC IMMATURA A ME JAM FRUSTRA LEGUNTUROY
(CYNTHIAE FIGURAS AEMULATUR MATER AMORUM – A mãe do Amor (Vênus) emula as
formas de Cíntia (Lua)).
Em 1610, Kepler, no trabalho intitulado Dissertatio cum Muntio Sidereo, parece haver sido o
primeiro a questionar sobre a escuridão da noite. Ainda nesse mesmo ano de 1610, Kepler construiu seu
telescópio.
Em dezembro de 1610, Harriot apresentou os primeiros diagramas sobre as manchas solares.
Em 1o de janeiro de 1611, numa carta dirigida a Giuliano de Médici, Galileu dá conhecimento de
suas observações sobre as fases de Vênus.
Em 1611, em um banquete oferecido para Galileu por Frederico Cesi (1585-1630), o segundo
marquês de Monticelli, o matemático grego João Demiasini sugeriu o nome telescópio para o
dispositico óptico construído por Galileu, em 1609. Esse banquete foi realizado na vila de um sacerdote
no Janiculum, não longe da Porta San Pancrazio, o portão de entrada em Roma e que homenageava o
Espírito Santo. Participaram desse banquete vários membros da Academia dos Linces (Accademia dei
Lincei), que havia sido fundada por Cesi, em 1603.
Em 1611, o astrônomo holandês Johannes Fabricius (1587-c.1615) publicou um livro no qual fez
referências às manchas solares.
Em 1611, o astrônomo e jesuíta alemão Christopher Scheiner (1575-1650) fez observações das
manchas solares usando uma luneta astronômica com ocular e objetiva convexas. Também fez
observações solares usando apenas vidros escuros. Tais observações (realizadas com seu jovem
assistente Cysat) foram comunicadas em cartas a Marcus Welser de Augsburg, um mecenas da Ciência.
No entanto, como seus superiores eram aristotélicos, bem como a maioria dos que pertenciam à
Academia dei Lincei (à qual pertencia Welser), ele usou o pseudônimo de Apelles Latens post Tabulam
(Apeles Escondido atrás do Quadro), para comunicar, em 1612, a essa Academia o resultado de suas
pesquisas sobre as manchas solares, além de interpretá-las como pequenos corpos celestes, mesmo
porque Aristóteles não falara delas em seus escritos.
Em 1612, Marius (Mayr) foi o primeiro a mencionar a nebulosa de Andrômeda.
Em 1613, ao tomar conhecimento das cartas de Apelles sobre as manchas solares, Galileu comentou
que já as havia observado, em 1610, e dedicou-se com afinco para estudar melhor esse fenômeno.
Desses estudos, resultou o livro Istoria e Dimostrazioni Intorno alle Macchie Solari e loro Accidenti
(História e Demonstrações Relativas às Manchas Solares e seus Fenômenos), publicado naquele
mesmo ano, no qual Galileu demonstrou que as manchas solares são fenômenos relacionados com o
próprio Sol e, por intermédio de sua observação, determinou a velocidade de rotação solar, encontrando
um período de pouco menos de um mês terrestre.
Em 8 de janeiro de 1616, Galileu enviou para o Cardeal Alessandro Orsini seu trabalho intitulado
Discurso sobre as Marés, no qual argumentou que as marés são um fenômeno decorrente dos
movimentos da Terra: o de translação em torno do Sol e o de rotação em torno de seu eixo. Portanto, a
associação desses dois movimentos faz com que alguns pontos da Terra tenham maior velocidade
resultante e outros uma menor velocidade. Essa explicação de Galileu é inconsistente com as
observações das marés, pois, de acordo com a mesma, elas deveriam apresentar um ciclo de 24 horas,
mas o seu ciclo é de cerca de 12 horas.
Em 1616, a Igreja Católica e, em particular, os dominicanos, rejeitaram a teoria copernicana através
de um édito.
Em 1617, o astrônomo e matemático holandês Willebrord van Roijen Snell (1591-1626) apresentou
o cálculo do raio terrestre em seu livro Eratosthenes Batavus, usando um processo de triangulação com
cerca de 33 triângulos.
Em 1619, depois de várias tentativas para determinar a relação entre as distâncias e os períodos dos
planetas, Kepler chegou à Lei dos períodos: "A relação entre o quadrado do período de revolução dos
planetas e o cubo de sua distância média ao Sol é uma constante". Acreditando que os planetas em suas
órbitas entoam verdadeiros cantos musicais, Kepler chamou essa lei de harmônica, e apresentou-a em
seu livro Acerca das Harmonias Celestes, publicado naquele mesmo ano.
Entre 1619 e 1621, depois de entender a cinemática do sistema planetário, Kepler tentou entender a
sua dinâmica. Assim, influenciado pelo físico inglês William Gilbert (1544-1603), que havia mostrado
no livro De Magnete, de 1600, ser a Terra um imenso ímã (também nesse livro, Gilbert defendeu a
infinitude do Universo), Kepler supôs que o Sol exercia uma influência magnética sobre os planetas, a
chamada anima motrix. Como a função dessa força magnética é mover os planetas e como estes se
situam quase todos no plano da eclítica, Kepler admitiu que a força solar não agia em todas as direções
e sim, apenas, na direção do raio eclítico, e que a mesma era proporcional ao inverso da distância. Essas
idéias foram apresentadas em seu livro Epítome da Astronomia Copernicana, escrito em três partes, e
publicadas naquele período.
Em 1621, o filósofo francês Pierre Gassendi (1592-1655) descreveu o fenômeno da aurora boreal,
ocasião em que cunhou esse nome.
Em 1623, Galileu (embora advertido pela Santa Sé) publicou o livro Il Saggiatore (O Ensaiador)
(dedicado ao seu amigo Cardeal Maffeo Barberini (1568-1644), que acabara de ser eleito Papa com o
nome de Urbano VIII) no qual demonstrou que as observações astronômicas estavam mais de acordo
com o heliocentrismo, afirmou que os cometas e as auroras boreais eram ilusões ópticas causadas por
reflexões em vapores terrestres, que atingem o céu, além da Lua, bem como enunciou sua famosa frase:
– "A matemática é a linguagem da natureza".
Em 1627, Kepler publicou seu último trabalho: Tabelas Rodolfinas, em homenagem ao Imperador
romano-austríaco Rodolfo II (1552-1612) e dedicadas à memória de Tycho Brahe, as quais contêm as
observações de Tycho e dele próprio sobre o movimento dos planetas. Em sua confecção, Kepler
utilizou um novo método de cálculo matemático – os logaritmos – que havia sido inventado pelo
matemático escocês John Napier (1550-1617), em 1614.
Em 1627, Julius Schiller publicou o catálogo de estrelas Coelum stellatum Christiannum, com a
colaboração de Bayer.
Em 1631, Gassendi fez a primeira observação científica da passagem de Mercúrio pelo disco do Sol
– o chamado trânsito de Mercúrio – com uma precisão de cinco horas sobre o tempo estimado por
Kepler.
Em 1632, Galileu publicou Dialogo sopra i due Massimi Sistemi del Mundo Tolemaico e
Copernicano (Diálogo sobre os dois Principais Sistemas do Mundo, o Ptolomaico e o Copernicano).
Por considerar esse livro muito copernicano, em 1633, a Santa Inquisição o processou.
Em 1637, usando mais uma vez o telescópiom Galileu descobriu as librações mensais e diurnas da
Lua.
Em 1638, Galileu publicou na cidade protestante de Leiden o livro Discorsi e Dimostrazioni
Matenatiche intorno à due Nuove Scienze (Discursos sobre Duas Novas Ciências), que tratava,
basicamente, da Mecânica e da Resistência dos Materiais.
Por volta de 1639, o astrônomo inglês Jeremiah Horrocks (1619-1641) corrigiu as Tabelas
Rodolfinas de Kepler com relação as trânsito de Vênus pelo Sol, prevendo, com muita precisão, essa
ocorrência astronômica para o dia 24 de novembro desse mesmo ano. Foi defensor entusiástico das
órbitas elípticas keplerianas, chegando a mostrar que a órbita da Lua tinha aproximadamente essa forma
geométrica. Defendeu ainda a tese de que Saturno e Júpiter podiam influenciar-se mutuamente e que,
pela mesma razão, o Sol influía na órbita da Lua. Ele também calculou a paralaxe solar em torno de 14
minutos e estimou ainda a distância Terra- Sol.
Por volta de 1640, o astrônomo francês Ismael Bullialdus (Boulliou) (1605-1694) formulou a
hipótese de que a força de atração gravitacional variava com o inverso do quadrado da distância.
Em 1641-1642, em seus dois últimos anos de vida, Galileu, embora cego, viveu-os ditando aos seus
discípulos, o físico italiano Evangelista Torricelli (1608-1647) e o matemático, também italiano,
Vincenzo Viviani (1622-1703), suas últimas idéias sobre a teoria do impacto, mais tarde incorporada
aos Diálogos como a sexta jornada (Da Força de Percussão), já que a edição original continha apenas
quatro jornadas. (Na sexta jornada, Galileu interpretou o Livro V dos Elementos de Geometria de
Euclides.) Na sexta jornada, porém de maneira incipiente, Galileu compreendeu claramente que o
trabalho necessário para elevar um corpo a uma certa altura era o mesmo, independente do caminho
escolhido. E mais ainda, que num corpo em movimento, dois fatores são fundamentais: peso e
velocidade.
Em 1644, o matemático francês Marin Mersenne (1588-1648) produziu um pêndulo cuja massa
percorria uma trajetória cicloidal, utilizando, para isso, anteparos que limitavam a oscilação do fio
desse pêndulo.
Em 1644, o astrônomo polonês Johannes Hevellius (1611-1687) confirmou as fases de Mercúrio.
Em 1644, o filósofo e matemático francês René du Perron Descartes (1596-1650) apresentou em
seu livro Princípios de Filosofia a idéia da infinitude do Universo, por não se poder pensar sobre um
limite para a extensão do mesmo. Ainda nesse livro, Descartes afirmou que o espaço é a extensão do
que se move em torno dos corpos, como também rejeitou a existência do átomo, já que podemos pensar
em dividir a matéria ad libitum (conforme desejarmos), concluiu Descartes. Também rejeitou a idéia de
vácuo ao considerar o espaço como um plenum, cheio de matéria da mesma espécie e em movimento,
movimento esse dado inicialmente por Deus. Como não admitia a idéia de força de atração à distância,
e considerando que a interação de sistemas físicos só podia ocorrer por contato, Descartes foi levado ao
conceito de éter – o seu plenum – e, em conseqüência, formulou a teoria dos vórtices para explicar a
gravitação. Para a formulação dessa teoria, Descartes admitiu que a matéria, embora toda da mesma
espécie, fosse constituída de partículas que variavam em tamanho: as maiores compunham a terra, as
médias, o ar, e as menores, o fogo. Todas essas partículas eram agrupadas em vórtices, em cujo centro
ficavam as partículas de fogo, que eram rápidas. Ainda para Descartes, no centro de cada vórtice
formava-se uma estrela. As estrelas, contudo, tinham tendência a se cobrir com matéria grossa para se
constituir num planeta; se, contudo, este tivesse uma excessiva massa que o fizesse vaguear de um
vórtice para o outro, ele tornar-se-ia um cometa. Por fim, nesse modelo de Universo cartesiano, os
planetas eram capturados e arrastados por vórtices (redemoinhos, turbilhões) de partículas de éter, em
cujo centro estava o Sol; por sua vez, os satélites planetários eram velhos planetas formados muito
tempo atrás. Segundo esse modelo turbilhonar cartesiano, a Terra seria um elipsóide oval, alongado no
sentido de seu eixo polar.
Em 1647, Hevellius publicou um atlas da Lua com o nome de Selenographia.
Em 1650, o astrônomo italiano Giovanni Battista Riccioli (1598-1671), ao dirigir seu telescópio à
estrela Mizar, na constelação de Ursa Maior, fez a primeira observação de estrelas duplas.
Em 1651, Riccioli publicou o livro Novo Almagest no qual se declarou favorável ao modelo de
Tycho Brahe e apresentou seus estudos sobre a Lua. Por exemplo, foi o primeiro a afirmar que não
existia água em nosso satélite. Em seus mapas lunares, conferiu nomes de astrônomos do passado às
crateras lunares, como, por exemplo, Hiparco, Ptolomeu, Tycho Brahe, Aristarco e Copérnico, nomes
esses usados até hoje. Riccioli também mediu a paralaxe solar e, através dela, encontrou o valor de 38,6
milhões de quilômetros para a distância Terra- Sol.
Em 1651, foi editado o livro póstumo de Gilbert, intitulado De Mundo nostro Sublunari
Philosophia Nova, no qual o mesmo defendeu a rotação da Terra, nega a existência de uma esfera de
estrelas fixas e nega, também, a finitude do Universo.
Em 1654, o bispo irlandês James Ussher (1581-1656), Arcebispo de Armagh, após o exame de
fontes históricas antigas e das Escrituras Sagradas, concluiu que o mundo fora criado, às 9 horas da
manhã, no dia 26 de Outubro de 4004 a.C.
Em 1655, o astrônomo, matemático e físico holandês Christiaan Huygens (1629-1695)(com auxílio
de seu irmão Constantijn) usou um telescópio mais potente que o de Galileu (construído com um novo
método de polimento) e descobriu que "Saturno era envolto por um anel fino e plano e que em nenhum
lugar toca o seu corpo". Essa descoberta foi anunciada por ele na forma do seguinte anagrama:
a7c5d1e5g1h1i7l4m2n9o4p2q1r2s1t5u5 – ANNULO CINGITUR TENUI, PLANO, NUSQUAM
COHAERENTE AD ECLIPTICAM INCLINATO. Ainda em 1655, Huygens descobriu Titan, o satélite
mais brilhante de Saturno.
Em 1656, Huygens distinguiu componentes estelares na nebulosa de Orion; observou pela primeira
vez sulcos na superfície de Marte; estimou a distância ente a Terra e as estrelas; e calculou o
afastamento da estrela Sirius (suposta do mesmo tamanho do Sol) de nosso sistema solar em 4 trilhões
de quilômetros. Mediante experiências feitas com uma esfera de barro, Huygens explicou o
achatamento polar observado em Júpiter e, em analogia, inferiu que a Terra era também achatada. Em
conseqüência dessas experiências, fez um primeiro cálculo numérico, antecipando-se à futura
verificação geodésica. Nesse mesmo ano, Huygens descobriu que o período de um pêndulo é
independente de sua amplitude.
Em 1657, Torricelli e Viviani mfundaram a Accademia del Cimento (Academia da Experiência),
uma das primeiras agremiações científicas.
Em 1657-1658, Huygens inventou o pêndulo como mecanismo de regular relógios.
Em 1659, Huygens descobriu que para haver um pêndulo rigorosamente independente da
amplitude, a trajetória da massa do pêndulo deve ser cicloidal.
Em 1664, o físico inglês Robert Hooke (1635-1703) descobriu que a estrela Gamma Arietis, a
quinta estrela da constelação de Orion, era uma estrela dupla.
Entre 1664 e 1669, o matemático e físico inglês Sir Isaac Newton (1642-1727) desenvolveu um
trabalho intitulado De gravitatione et aequipondio fluidorum, no qual refutou os princípios da física e
da metafísica cartesianas. (Registre-se que esse trabalho ficou desconhecido até 1962.)
Em 1665, o matemático e fisiologista italiano Giovanni Alfonso Borelli (1608-1679), em uma carta
que escreveu sob o pseudônimo de Pier Maria Mutoli, intitulada Del Movimento della Cometa apparsa
il mese di decembre 1664 (Do Movimento do Cometa aparecido em dezembro de 1664), admitiu que os
cometas descreviam órbitas planetárias.
Em 1665, o matemático francês jesuíta Honoré Fabri (Honoratus Fabrius) (1607-1688) descobriu a
nebulosa de Andrômeda, pensando que se tratava de um novo cometa.
Em 1665-1666, Newton começou seus primeiros trabalhos sobre a teoria da gravitação. Nesse
período, desenvolveu as primeiras idéias do método das fluxões (apresentado na memória To resolve
problems by motion (Para resolver problemas por movimento), e que ficou inédito até 1962); estendeu
a idéia da gravidade à orbita da Lua (chegando a calcular sua aceleração em torno da Terra como sendo
~1130cm/s2); utilizou a terceira lei de Kepler (lei dos períodos) para deduzir que as forças que mantêm
os planetas em suas órbitas devem guardar entre si a mesma razão que os quadrados de suas distâncias
aos centros dos quais revolvem. Em vista desse último resultado, observou que a força necessária para
manter a Lua em sua órbita e a força da gravidade que atua em um corpo na superfície da Terra eram
bem compatíveis. Observe-se que Newton não acreditava que a atração gravitacional fosse uma força
real, física.
Em 1666, no livro Theorica Mediceorum Planetarum (Teoria das Estrelas Medicianas), Borreli
admitiu que o movimento de um planeta era devido a uma combinação de três forças: a primeira, um
instinto natural que o puxava para o Sol; a segunda, uma força lateral ou tangencial, devido aos raios
solares; e a terceira, uma força tipo centrífuga que tendia a fazer o planeta recuar em direção contrária
ao Sol. Essas três forças em equilíbrio, aduziu Borreli, eram as responsáveis pelas órbitas estáveis dos
planetas. Usando essas mesmas idéias, explicou os movimentos dos quatro grandes satélites de Júpiter.
Em 1666, Hooke sugeriu que a força de gravitação poderia ser medida utilizando-se o movimento
de um pêndulo e, com isso, tentou mostrar que a Terra e a Lua descreviam órbitas elípticas em torno do
Sol.
Em 1668, o astrônomo franco-italiano Giovanni Domenico Cassini (Cassini I) (1625-1712) mediu
os tempos de revolução dos três satélites de Júpiter descobertos por Galileu, em 1610.
Em 1669, Huygens formulou sua teoria da gravitação na qual há uma explicação mecânica dos
vórtices cartesianos. (Essa teoria foi apresentada por Huygens à Royal Society of London, em 1689, e
publicada no livro Discurso sobre a causa da Gravidade, editado em 1690.)
Em 1669, Hooke fez uma série de observações da estrela Gamma Draconis com o objetivo de medir
sua paralaxe, usando para isso a técnica da determinação da distância zenital de uma estrela, isto é,
determinou o ângulo entre o zênite e a estrela. Contudo, não obteve êxito.
Entre 1669 e 1671, o astrônomo francês Jean Picard (1620-1682) realizou cálculos para determinar
o raio terrestre (via o método de Eratóstenes), usando como referência as cidades de Amiens e
Malvoisine, chegando finalmente ao valor de 6355km.
No inverno de 1670-1671, Newton apresentou o método direto e indireto das fluxões no tempo
Tractatus Methodis Serierum et Fluxiorum (Tratado dos Métodos das Séries e Fluxões).
Em 1671, o filósofo e poeta inglês Henry More (1614-1687) em seu livro Enchiridium
Metaphysicum apresentou a idéia da existência real do espaço vazio infinito.
Em 1671, foi construído o Observatório de Paris, sob a direção de Cassini I, com o objetivo de
"melhorar o conhecimento da posição dos astros celestes como um auxílio à navegação".
Em 1671, Cassini I descobriu Iapeto, satélite de Saturno.
Em 1672, Cassini I descobriu mais um satélite saturniano: Réia.
Em 1673, Huygens publicou seu grande livro sobre o pêndulo, o famoso Horologium Oscillatorium
sive de Motu Pendulorum (Relógio Oscilatório ou do Movimento dos Pêndulos), no qual há um
tratamento matemático sobre as curvaturas e a dedução do período do pêndulo simples, bem como uma
análise correta do pêndulo composto.
Em 1675, Cassini I descobriu que o "anel" de Saturno descoberto por Huygens era na realidade
dois, separados por uma região escura, conhecida desde então como divisão de Cassini.
Em 1675, o Rei Carlos II da Inglaterra (1630-1685) patrocinou a construção de um observatório
astronômico no parque Real de Greenwich, havendo escolhido o matemático e arquiteto inglês Sir
Christopher Wren (1632-1723) para ser o arquiteto e o astrônomo inglês John Flamsteed (1646-1719)
para dirigi-lo, tornando-se este, portanto, o primeiro Astrônomo Real. Esse Observatório tinha o
objetivo de "melhorar o conhecimento da posição dos astros celestes como um auxílio à navegação".
Em 1678, ao observar que existia uma analogia entre a força que mantém tenso um fio girante (em
cuja extremidade se encontra uma pedra), e a rotação dos planetas em torno do Sol, Hooke foi levado a
afirmar que a força de gravitação entre os planetas e o Sol variava na razão inversa do quadrado da
distância entre eles.
Em 1678, o astrônomo inglês Edmund Halley (1656-1742) publicou um catálogo de 341 estrelas do
hemisfério sul (meridionais), graças a uma sugestão que lhe fora feita por Flamsteed, em 1676. Para
realizar essas observações, instalou o primeiro observatório do hemisfério sul, na ilha de Santa Helena,
para cuja empreitada contou com a ajuda de seu pai. Nesse observatório, registrou ainda a variação do
brilho daquelas estrelas, bem como observou o trânsito de Mercúrio pelo disco do Sol. Esse trabalho de
Halley deu-lhe um grande prestígio, chegando mesmo a receber o apelido de Tycho meridional.
Em 1682, Halley observou um grande cometa, mais tarde conhecido como cometa de Halley. Nessa
ocasião, ele previu sua aparição para 1758, depois de 76 anos, o que, contudo, não aconteceu.
(Registre-se que seu novo aparecimento só ocorreu em abril de 1759.)
Em 1684, Cassini I descobriu mais dois satélites de Saturno: Dione e Tétis.
Em 1684, Wren, Halley e Hooke aceitaram a hipótese de que a força exercida pelo Sol sobre os
planetas varia na razão inversa do quadrado da distância, porém, não foram capazes de deduzir, dessa
hipótese, as famosas leis de Kepler. No outono desse mesmo ano de 1684, Newton fez uma série de
conferências na Universidade de Cambridge na qual apresentou suas idéias sobre o movimento dos
corpos em geral, inclusive o movimento dos planetas em torno do Sol. Com essas idéias e partindo da
hipótese do inverso do quadrado das distâncias, demonstrou que esse movimento era elíptico.
Em fevereiro de 1685, Newton enviou para Halley um pequeno trabalho intitulado De Motum
Corporum (Do Movimento dos Corpos) reunindo as conferências que fez em Cambridge, no outono de
1684.
Em 1687, com incentivo e ajuda financeira de Halley, Newton publicou o seu célebre Philosophiae
Naturalis Principia Mathematica (Princípios Matemáticos da Filosofia Natural), composto de três
livros. No livro I, aparecem as suas famosas três Leis da Mecânica: Lei da Inércia, Lei da Força e Lei
da Ação e Reação e, também, o tratamento que fez do movimento (retilíneo e curvilíneo) dos corpos no
vácuo. É ainda nesse livro I que Newton apresenta a sua Lei da Gravitação Universal: – "A gravidade...
opera... proporcionalmente à quantidade de matéria... e propaga sua virtude para todos os lados a
distâncias imensas, decrescendo sempre como o inverso do quadrado da distância". No livro II, há o
estudo do movimento dos corpos em meios resistentes e o da teoria das ondas. Ainda nesse livro II,
Newton demonstrou que, se os movimentos periódicos dos planetas se desenvolvessem nos turbilhões
de matéria fluida, segundo a hipótese apresentada por Descartes (1644), esses movimentos não
respeitariam as três leis de Kepler (1602, 1609 e 1619) e, portanto, esses turbilhões deveriam ser
rejeitados. Por fim, no livro III, Newton aplicou alguns resultados obtidos nos dois livros anteriores,
principalmente a Lei da Gravitação Universal, para "demonstrar a estrutura do sistema do mundo".
Assim, dentre as 42 proposições demonstradas neste livro, destaquemos algumas relativas àquela
estrutura: explicação do movimento (kepleriano-elíptico) dos satélites da Terra, de Júpiter e de Saturno;
cálculo da forma da Terra (achatada nos pólos e alongada no equador); estimativa da relação entre a
massa inercial e a massa gravitacional (~1/10`3); perturbação mútua entre Júpiter e Saturno (os dois
mais pesados planetas do sistema solar); alteração do movimento da Lua em torno da Terra, em virtude
da ação do Sol; explicação do fenômeno das marés (ação gravitacional do Sol e da Lua sobre as águas
dos oceanos); explicação da precessão dos equinócios como sendo devido à diferença da força de
gravitação do Sol e da Lua agindo no plano equatorial alongado da Terra, diferença essa que provoca
um torque que é o responsável pela oscilação do eixo de rotação da Terra, cujo valor chegou a calcular:
50"/ano, em excelente acordo com a experiência; desenvolvimento da teoria dos cometas, aplicando-a,
inclusive, ao cometa que havia sido estudado por Halley (mais tarde conhecido como cometa de
Halley), cujo aparecimento havia ocorrido em 1682. (É oportuno observar que no Escólio Geral do
Principia, Newton se refere a Deus não como uma hipótese e sim como um princípio absolutamente
necessário para justificar a Gravitação Universal.) Ainda no livro III e com relação à forma elipsoidal
oblata de revolução que os dados físicos e astronômicos indicavam para o nosso planeta, Newton deu a
seguinte explicação. Considerou dois canais, um axial e um outro no plano equatorial, que se cortam no
centro de uma Terra fluida girante em torno de um eixo axial, e admitiu que as massas colunares do
fluido nesses dois canais tinham o mesmo peso.
Em 1690, após a morte de Hevellius, foi publicado seu livro Prodomus Astronomiae (Pródromos
(Preliminares) de Astronomia), contendo um catálogo e um atlas celestes. Ness livro, há a afirmação de
que Saturno tinha uma forma elíptica com dois apêndices ligados à sua superfície. Também nesse livro,
há registro de suas observações sobre as manchas solares.
Em 1690, Huygens explicou a forma elipsoidal oblata de revolução de nosso planeta, da seguinte
maneira. Ao estudar o equilíbrio de uma massa fluida girante, supôs que as direções das forças são
perpendiculares aos elementos superficiais, razão pela qual concluiu que a direção de um fio de prumo
é sempre perpendicular à superfície do mar.
Em 1693, Cassini I apresentou suas três leis empíricas sobre a rotação da Lua: - 1.ª "A Lua gira
uniformemente em torno de seu eixo, ao mesmo tempo em que gira em torno da Terra"; -2.ª "O equador
da Lua é inclinado de ~1o32’ em relação à eclítica (plano da órbita da Terra em torno do Sol)"; -3.ª "O
nodo ascendente da órbita lunar (ponto onde a órbita lunar corta a eclítica, na direção sul-norte) sempre
coincide com o nodo descendente do equador lunar (ponto onde o equador lunar corta a eclítica, na
direção norte-sul)".
José Maria Filardo Bassalo é Professor Titular do Departamento de Física da Universidade Federal
do Pará.