– PDF - Ensino de Astronomia

Ensino de Astronomia no Grande ABC
Ensino de Astronomia no Grande ABC
Projeto de Extensão financiado e
apoiado pela Pró-Reitoria de Extensão
e Cultura (ProEc) da UFABC.
Um curso de Astronomia para
interessados em obter conhecimentos
iniciais sobre Astronomia.
As aulas serão dadas por estudantes da UFABC,
bolsistas e voluntári@s.
Blog: http://astronomiaufabc.wordpress.com/
Facebook: http://www.facebook.com/pages/Ensino-deAstronomia-na-UFABC/387315644700222
E-mail: [email protected]
Ensino de Astronomia no Grande ABC
Equipe
Prof. Coordenador: Pieter Willem Westera
http://professor.ufabc.edu.br/~pieter.westera/,
[email protected]
Bolsistas:
Emerson Penedo da Silva
Thays Alessandra Barreto
Voluntarios:
Beatriz Libanio de Araujo Yordaky
Gabriel Henrique Reis dos Santos
Jessica Gonçalves de Sousa
Michelle Caroline Rosa
Ensino de Astronomia no Grande ABC
- 21 aulas de 2 horas, 14:00-16:00,
em Sábados de hoje (18/03)
até outubro (14/10).
No final de cada aula gostaríamos
avaliar o aprendizado por meio de
testes de múltipla escolha, que são
facultativos e anônimos.
Possivelmente a exibição de um filme e palestras em julho
2 Passéios, se possível em julho (pelo fim do mês):
- IAG-USP (São Paulo)
- Planetário Johannes Kepler
(Parque Sabina, Sto. André)
- Noites de observação de céu na UFABC com telescópios
Ensino de Astronomia no Grande ABC
Calendário
19/03 (hoje): Introdução +
História da Astronomia I:
Mitologia,
Astrologia e
Instrumentos Antigos
25/03: História da Astronomia II
01/04: História III: até hoje
incl. Exploração do Espaço
Ensino de Astronomia no Grande ABC
Calendário
08/04: Sistema Solar:
Terra, Lua, Sol
15/04: [feriado] – não haverá aula
22/04: [feriado] – não haverá aula
29/04: Sistema Solar:
Planetas Internos
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Calendário
06/05: Sistema Solar:
Planetas Externos
13/05: Sistema Solar:
Asteroides e Cometas,
Formação do Sistema Solar
20/05: não haverá aula
Ensino de Astronomia no Grande ABC
Calendário
27/05: Sistema Solar: O Sol
03/06: Matéria Interestelar +
Estrelas I
Ensino de Astronomia no Grande ABC
Calendário
10/06: Estrelas II
17/06: [feriado] – não haverá aula
24/06: Exoplanetas
Julho: férias incluindo filme,
passeios e possíveis palestras
Ensino de Astronomia no Grande ABC
Calendário
05/08: Objetos Compactos I
12/08: Objetos Compactos I
19/08: Objetos Compactos III
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Calendário
26/08: Via Láctea
Ensino de Astronomia no Grande ABC
Calendário
03/09: Galáxias I
09/09: Galáxias II
16/09: não haverá aula
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Calendário
23/09: Cosmologia I
30/09: Cosmologia II
07/10: Cosmologia III
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Calendário
14/10: Vida no Espaço
+ Discussão e Certificados
Ensino de Astronomia no Grande ABC
Visita ao IAG
- Terça ou quinta, pelo fim de julho*(?),
19:00, encontro às 17:00 na UFABC
! No. de participantes limitado a 40
Palestra: Como observar o Céu.
e observação do céu com um telescópio
(se o tempo colaborar)
Site: http://www.iag.usp.br/astronomia/atendimento
Visita à Sabina e ao Planetário Johannes Kepler
Provavelmente em julho (a ser combinado).
Ensino de Astronomia no Grande ABC
Noites de Observação
Noites de observação de objetos
Astronômicos por telescópios de alun@s
da UFABC abertas para todos,
organizadas possivelmente em conjunto
com o Arcturus Clube de
Astronomia do ABC.
Quem tem um telescópio
pode trazer também.
Divulgadas a curto prazo e
canceladas no caso de
céu nublado.
Aula 1: História da Astronomia I: Mitologia,
Astrologia, História, Instrumentos Antigos
Astronomia
Wikipedia (versão inglesa):
A Astronomia, ou Astrofísica (do grego astron (ἄστρον),
"estrela" e nomos (νόμος), "lei" ou "cultura") é uma
ciência natural que estuda corpos celestes (como
estrelas, planetas, cometas, nebulosas, aglomerados de
estrelas, galáxias) e fenômenos que se originam fora da
atmosfera da Terra (como a radiação cósmica de fundo
em micro-ondas). Ela está preocupada com a evolução,
a física, a química, e o movimento de objetos celestes,
bem como a formação e o desenvolvimento do Universo.
Astronomia e Mitologia
Das observações sobre o céu, o homem notou algumas
regularidades no mesmo, tais como os dias, estações e
as fases da Lua. Dessas, surgiram reflexões que
levaram à busca de leis naturais, imutáveis; e também à
“tentação” de colocar lá seres sobrenaturais e todo
poderosos.
É quase impossível falar de astronomia antiga sem falar
de mitologia.
Mitologia
O que é um Mito?
(Do gr. mythos, do latim mythus : palavra expressa,
discurso, fábula)
1. Relato ou narrativa de origem remota e significação
simbólica, que tem como personagens deuses, seres
sobrenaturais, fantasmas coletivos, etc.
2. Narrativa de tempos fabulosos ou heróicos; lenda.
O que é Mitologia?
(Do gr. mythologia)
1. Estudo sistemático dos mitos.
2. Conjunto de mitos de uma determinada cultura
transmitido pela tradição (oral ou escrita).
Mitologia
Tentativa de entender o mundo, o homem e os
fenômenos que os regem.
Mitos encarnam fenômenos fundamentais à vida .
- Deuses representando elementos naturais;
- Tempestades e outras catástrofes naturais
representavam a fúria dos deuses.
- Ligada intimamente à religião.
Estudos astronômicos sofriam influências da mitologia.
Nomenclatura de astros, estrelas e constelações estão
relacionados a elementos da mitologia, especialmente a
grega.
O Sol em várias Mitologias
Sol era uma deusa da mitologia nórdica que
fora perseguida e morta pelo lobo Skoll.
Na mitologia grega
esse astro é associado
ao deus Hélio.
Na mitologia egípcia o deus do Sol é Rá.
A Lua em várias Mitologias
Na mitologia nórdica, Lua era a deusa
da lua.
Na mitologia egípcia
temos Lah.
Na mitologia grega há
Ártemis (a luz da lua),
Selene (as fases da lua)
e Hécate (a lua nova).
Mitologia: As Manchas da Lua
A Lua é muitas vezes tida em lendas como
um Sol decaído, mas ainda assim são
atribuídas a ela muitas influências e poderes.
Sempre existem histórias da Lua ser habitada
(coelho ou lebre) e de um homem levado
para a Lua para pagar um erro cometido na Terra.
Mitologia: Os Planetas do Sistema Solar
Deus: Romano – Mercúrio
Grego – Hermes
Deus mensageiro responsável por levar
mensagens de Júpiter.
Seus atributos são: uma bolsa, sandálias e
um capacete com asas e um caduceu, rapidez.
Justificativa: planeta que apresenta maior velocidade.
Deusa: Rom. – Vênus
Gr. – Afrodite
Deusa do Amor e da Beleza.
Justificativa: objeto mais brilhante no céu
noturno depois da Lua – bela imagem no céu
Mitologia: Os Planetas do Sistema Solar
“A estrela matutina parece um
homem todo pintado de vermelho;
essa é a cor da vida. […] Estrela
matutina, traz-nos força e
renovação...
O dia vem no seu encalço”.
Indígenas de planícies da América
do Norte.
Chamada de Estrela Matutina, ou Estrela D'Alva mas é um planeta.
- Antigos mexicanos temiam-no e fechavam portas e janelas de
manhã para se protegerem de seus raios. Acreditavam que estes
disparavam moléstias.
- Por aparecer ora a leste, ora a oeste (direção das “trevas”), Vênus
se tornou para maias e astecas um símbolo de morte e
renascimento.
Mitologia: Os Planetas do Sistema Solar
Deus: Rom. – Telo; Gr. – Gaia
O nome tem mais de mil anos e significa
"solo". Gregos chamavam o planeta de
Gaia, entidade titânica que representa
a Terra.
Justificativa: Terra é vista como um organismo vivo, fecundo, como uma deusa.
Deus: Rom. – Marte; Gr. – Ares
Deus da guerra.
Justificativa: sua cor vermelha era
associada ao sangue derramado
em batalhas.
Mitologia: Os Planetas do Sistema Solar
Deus: Rom. – Júpiter ; Gr. – Zeus
Rei dos deuses.
Justificativa: homenagem ao maior de
todos os deuses.
É interessante que Júpiter é, de fato, o
maior planeta do Sistema Solar, o que os
gregos não tinham como saber.
Já os orientais o chamavam de Estrela da Madeira.
Deus: Rom. – Saturno; Gr. – Chronos
Deus do cultivo e da agricultura; pai de Júpiter
Justificativa: Um dos Titãs e pai de Júpiter. Como o planeta
está mais longe que Júpiter, acredita-se que isso tenha determinado seu nome, uma representação de pai e filho.
Mitologia: Os Planetas do Sistema Solar
Deus: Rom. – Urano; Gr. – Urano
Deus dos céus, das alturas; pai de Saturno.
Justificativa: adjacente a Saturno.
Rom. – Netuno; Gr. – Poseidon
Deus dos oceanos.
Justificativa: coloração azulada.
Deus: Rom. – Plutão; Gr. – Hades
Deus do Submundo; capacidade
de se tornar invisível
Justificativa: ‘planeta’ mais distante do Sol,
encontra-se em constante escuridão.
Estes planetas foram descobertos quando ninguém mais
acreditava em deuses gregos; ganharam estes nomes para manter o
padrão.
A Via Láctea em várias Mitologias
Lenda grega: Para se tornar imortal, Hércules deveria
mamar no seio da esposa de Zeus, Hera. Para isso,
Hermes, filho de Zeus, colocara a criança no seio da
deusa adormecida. Mal abriu os olhos, Hera
desvencilhou-se do
pequeno, embora tarde
demais. O leite que
escorreu do seu seio
deixou um rastro pelo
céu:
a Via Láctea.
A Via Láctea em várias Mitologias
Para os esquimós, eram rastros nevados do Grande
Corvo.
Na Estônia e Lapônia, eram trilha dos pássaros.
Finlândia: Caminho dos
gansos Selvagens.
Mitologia: Constelações
Para facilitar o reconhecimento das estrelas, os povos
antigos reuniram elas em grupos, dando origem, assim,
às constelações.
Mitologia: Constelações
Exemplo: Um dos agrupamentos
aparentes de estrelas que mais se
destaca no céu noturno,
visível no mundo inteiro por se
encontrar no equator celeste,
uma constelação de verão no
hemisfério sul e de inverno,
no hemisfério norte, é Órion.
Mitologia: Constelações
Na mitologia grega representa
o herói Órion, grande caçador
e amado por Ártemis.
Apolo, irmão de Ártemis, por
não aprovar o romance entre
os dois envia um escorpião
para matá-lo. Apolo, então,
desafia a pontaria de Ártemis,
outra grande caçadora,
que atinge em cheio seu amado que fugia do escorpião.
Percebendo o engano que havia cometido, Ártemis, em
meio às lágrimas, pediu para Zeus colocar Órion e o
Escorpião entre as estrelas.
Mitologia: Constelações
Outro Exemplo: a Ema
Constelação Guarani da Ema (coincidindo com as constelações ocidentais do Cruzeiro
do Sul, da Mosca, do Centauro, do Escorpião, do Triângulo Austral e de Altar)
Os povos indígenos brasileiros tinham as suas próprias constelações,
representando animais e objetos importantes nas culturas deles,
por exemplo a Cabeça de Onça (Desâna), a Ema (Guarani),
Baweta+Coyatchicüra (Tartaruga + Queixada do Jacaré; índios Tikuna).
Etnoastronomia
A ciência que estuda a maneira como diferentes
povos/culturas veram/vêem e entenderam/entendem o
céu, i. e. as constelações estelares, calendários, etc.,
estabelecidas pelos diferentes povos é chamada
Etnoastronomia.
As constelações de culturas diferentes não
necessariamente coincidem, dica de que se trata de
agrupamentos apenas aparentes de estrelas.
Astrologia
J. Mitton: a astrologia é “a prática da tradição que
pretende conectar as características humanas e o curso
dos acontecimentos com as posições do Sol, Lua e
planetas em relação às estrelas”.
Astrologia
Sua origem ainda é discutida, mas os
primeiros registros documentados que se
tem notícia atualmente foram feitos em
escrita cuneiforme sumeriana na
Mesopotâmia sobre tabuinhas de argila,
e são originários da região de Lagash,
governada por Gudea
(aproximadamente 2122-2102 a.C.).
Astrologia
Vários povos antigos praticavam e parcialmente ainda
praticam a sua própria astrologia: Os Egípcios,
Chineses, Incas, Astecas, Maias, Gregos e outros.
Para estes povos fazia sentido, achar que os astros
influenciam nas nossas características e destinos.
Afinal, os astros eram deuses.
Muitos dos estudos astronômicos antigos (prever as
posições dos astros) tinham motivações astrológicas.
Astrologia e astronomia não eram separados, eram
parte da mesma ciência, então temos que falar sobre
astrologia também.
Astrologia
A base da astrologia Grega,
naquela se baseia a
astrologia ocidental até hoje,
é o Tetrabiblos de Ptolomeu.
Possui sua origem nas doze
constelações do zodíaco visíveis
na Via Solis (Caminho do Sol).
O Sol, em seu movimento em torno da Terra, desenha,
tendo as constelações ao fundo um círculo denominado
eclíptica. Os 5 planetas visíveis a olho nu circulavam no
interior de uma faixa estreita, que a eclíptica divide em
2. Os 5 planetas, junto à Lua e ao Sol, percorrendo esta
faixa, atravessam 12 constelações.
Astrologia
O signo associado a uma data
é a constelação zodiacal,
naquela o Sol se encontrava
naquela data na época do
Ptolomeu.
O horóscopo começa por Áries,
devido à marca do início da primavera do hemisfério
norte ser assinalada pelo “ingresso” do Sol na
constelação de Áries na época do Ptolomeu.
As posições da Lua e dos 5 planetas naquela data
também influenciam no horóscopo.
Astrologia
Porém, pela precessão do eixo rotacional da Terra (=> aula
Terra-Lua-Sol), hoje em dia o início da primavera do hemisfério
norte acontece quando o Sol está na constelação de Peixes,
fazendo que todos os signos do zodíaco são "atrasados".
Exemplo: Quem nasceu quando o Sol estava no Touro tem
signo Gêmeos.
http://www.youtube.com/watch?v=DAEdMe2GfAk
Além disso, o Sol passa por mais uma constelação no seu
caminho além das 12 zodiacais, por Ophiuchus, ou Portador da
Serpente.
E desde Ptolomeu foram descobertos os Planetas Urano,
Ceres, Netuno e Plutão, e Ceres e Plutão deixaram de ser
planetas de novo.
Isto tudo parece não influenciar nas previsões da astrologia.
Astrologia
Uma pseudociência é qualquer tipo de informação que
se diz ser baseada em fatos científicos, ou mesmo como
tendo um alto padrão de conhecimento, mas que não
resulta da aplicação de métodos científicos.
Afirmações que não permitem elaboração de testes e
experimentos para falsificá-las constituem-se no que
Popper denomina por pseudociência.
A astrologia se enquadra nessa definição.
Vídeo: Cosmos – a harmonia dos mundos
http://www.youtube.com/watch?v=3KUyiitoynw
Astronomia Antiga
Deixando a Mitologia e a Astrologia de lado.
Astronomia Antiga
Desde que existe o ser humano, ele olha pro céu, vê os
corpos celestes com seus movimentos, e tenta entendélos, por motivos religiosos (já mencionados) ou práticos
(prever as estações do ano, agricultura, orientação,
navegação), ou simplesmente curiosidade.
=> Astronomia é uma das ciências mais antigas.
Os conhecimentos astronômicos dos povos antigos se
manifestam na maioria dos casos nos seus calendários, e
em alinhamentos das suas construções com posições de
corpos celestes em determinadas datas e horários,
direções especiais na rosa de ventos, etc. ...
A ciência que estuda a astronomia praticada por povos préhistóricos, através de seus monumentos construídos para
a observação dos astros é chamada Arqueoastronomia.
Astronomia Antiga
... por exemplo no Egito (desde o 5o milênio a. C.),
Os egípcios davam
importância aos cíclos
de tempo,
usavam calendários
solares e lunares e já
conheciam o ano de
365 dias.
Calendário achado no túmulo de Senemut
Astronomia Antiga
... por exemplo no Egito (desde o 5o milênio a. C.),
Pirâmide de Gizeh, os corredores são alinhados com estrelas “importantes”
(em conjunção?)
Astronomia Antiga
na Inglaterra (3100 a 1100 a. C.),
Stonehenge, certas pedras são alinhados com o Nascer do Sol no solstício de verão
Astronomia Antiga
na China (desde 3000 a. C.),
Esfera Armilar no Observatório antigo de Pequim
Carta celeste feita entre os séculos 3 e 4 a. C.
O mais antigo mapa estelar conhecido
Astronomia Antiga
nos Estados Unidos (desde 2500 a. C.),
Roda medicinal de Bighorn
Astronomia Antiga
na Babilônia/Mesopotâmia (desde 1200 a. C.),
Notada pelos seus registros de
fenômenos astronômicos
tais como eclipses, posições
dos planetas e nascimento e o
caso da Lua. Alguns destes
registros são considerados os
mais antigos documentos
científicos existentes
(~800 a.C.).
Calendário babilônico
Astronomia Antiga
no México (900 d. C. - chegada dos espanhois),
Chichén Itzá, pirámide maio
calendário maio
calendário azteca
Astronomia Antiga
no Brasil (entre 500 e 2000 anos atrás),
Círculo de Calçoene, "Stonehenge do Amapá", uma das pedras aponta pro Sol meio-dia
no solstício de inverno do hemisfério norte (~21 de dezembro), e outros alinhamentos
e outros lugares.
Nascimento da Ciência
Mas foi na Grécia que nasceu a ciência (~550 a. C.)
como a conhecemos hoje, com indução, dedução,
análise, síntese, hipótese, modelos, teorias, etc.
Thales de Miletus (~625 - 557 a.C.) foi o
primeiro filósofo natural grego importante e,
frequentemente, é considerado o
pai da astronomia grega.
Ganhou fama ao prever
um eclipse solar no ano 585 a.C.
Thales de Mileto
As Observações
Mas primeiro: Quais são as observações que os 1os
astrônomos tentaram explicar, e quais instrumentos eles
usaram para fazer estas observações?
O Olho Humano
Foi o primeiro equipamento de observação.
Como funciona o olho?
Nosso olho funciona
através da concentração
de luz na retina, região
que fica ao fundo do olho.
Para permitir a passagem
de luz de forma eficiente,
a córnea precisa ser transparente.
O cristalino, que fica logo atrás da retina, funciona como
uma lente biconvexa, convergindo a luz na retina.
O Olho Humano
Devido ao cruzamento dos
raios de luz, a imagem formada
no fundo dos olhos é invertida.
É o cérebro o responsável por
inverter novamente a imagem
para que possamos enxergar
corretamente.
Usando o olho, dá para fazer o que se chama
astronomia de horizonte, determinar horário e direção na
rosa de ventos, naqueles os corpos celestes nascem e
se pôem.
Ele não é muito bom para determinar posições no céu,
i. e. a altura angular dos astros a cima do horizonte.
O Gnômon
O gnômon foi provavelmente um
dos primeiros instrumentos
astronômicos feito pelo homem.
Sua forma mais simples
consistia apenas em uma vara
fincada, geralmente na vertical,
no chão. A observação da sombra dessa vara,
provocada pelos raios solares, permitia materializar a
posição do Sol no céu ao longo do tempo.
O Gnômon
A observação da sombra
do gnômon ao longo do dia
permitiu aos primeiros
astrônomos perceberem
que a sombra mudava
tanto de tamanho quanto
de direção com o passar
do tempo. Verificaram que quando a sombra produzida
era a mais curta do dia, era o momento em que se
dividia a parte clara do dia em duas metades.
A esse instante deram o nome de Meio-dia e a direção
em que a sombra se encontrava nesse instante recebeu
o nome de Linha do Meio-dia ou linha meridiana.
O Gnômon
A linha horizontal que
ficava perpendicular à linha
meridiana, ganhou o nome
de linha Leste-Oeste.
A direção Leste foi
nomeada como aquela que
correspondia a do lado do
nascer do Sol, ficando o Oeste para o lado oposto. De
pé, com os dois braços esticados na horizontal, e
apontando o direito para o leste, definia-se o Norte como
sendo a direção da linha meridiana à frente da pessoa e
Sul para trás. Assim foram definidos os pontos cardeais
Norte, Sul, Leste e Oeste.
O Gnômon
A observação da variação
solstício
cíclica do comprimento da
do verão
sombra mínima ao longo do
equinócios
tempo, permitiu definir o
solstíco
conceito de estações do ano.
do inverno
Observaram que quando a
sombra do meio-dia era a
Observado meio-dia
mais longa de todas, era
uma época fria, enquanto
que, na época da sombra
mais curta, era uma época mais quente.
Definiram que o início do Inverno ocorria quando a sombra do
meio-dia era a mais longa; o início do Verão ocorria quando essa
sombra era a mais curta. Para definir os instantes dos inícios da
primavera e do outono, usaram a posição da sombra no instante
em que ela dividia ao meio o ângulo formado pelas posições do
Sol nos inícios do verão e do inverno.
O Gnômon
Um relógio de Sol é,
em princípio, um gnômon
com marcações no “chão”
em torno para ler a hora.
O Astrolábio
De forma simples, o astrolábio era um disco
circular, graduado em sua borda em
unidades angulares, e uma régua linear
que vinculada ao disco podia girar em
torno de um eixo passando pelo
centro do disco.
Segurava-se o astrolábio pela sua
parte superior, geralmente no dedo
do observador, e apontava-se a régua
ao astro desejado, lendo-se a graduação
Astrolábio usado em terra
correspondente à altura do astro.
O Astrolábio
Foi muito usado durante as grandes
navegações, possibilitando a
navegação através da orientação
de astros e estrelas.
O modelo usado em navios
possuía algumas alterações
para ser mais fácil de ser
manejado e preciso mesmo com
o balançar do navio ou o forte
vento do mar.
Astrolábio náutico
O Sextante
O sextante pode ser considerado o
sucessor do astrolábio.
É composto por um setor circular
de 60°, graduado em sua
borda, e uma régua linear que
gira em torno de um eixo
passando pelo vértice
central do setor circular.
O uso era feito direcionando-se a
régua em direção ao astro e fazendo a
leitura da graduação do setor, obtendo-se a altura ou a
distância zenital do astro.
O Quadrante Mural
Foi o primeiro instrumento
astronômico a ser introduzido
na navegação. O quadrante
mural não é nada mais que
um sextante com um setor
circular de 90° em vez de 60°.
Diferente do sextante, o quadrante mural foi concebido
para ser fixado em um local.
Com a régua lia-se a altura do astro e fazia-se as
medidas necessárias. Sendo um instrumento fixo, tinhas
dimensões muito maiores, o que o tornava menos
propenso a erros de leitura, tornando-se um dos
instrumentos mais precisos da astronomia antiga.
As Observações
Então, quais são as observações que os 1os astrônomos
tentaram explicar,
(e que ainda hoje se pode fazer)?
Olhando pro céu, se vê:
- Um monte de estrelas (fixas),
aparentemente agrupadas
em constelações.
- 7 outros corpos:
Sol, Lua, Mercúrio, Vênus,
Marte, Júpiter e Saturno
As constelações do hemisfério sul
As Observações (a primeira vista)
Todos os corpos celestes
se movimentam do leste
pro oeste, fazendo uma
volta em torno do eixo
que liga os polos celestes
norte e sul em
aproximadamente um dia.
As posições no céu dos
polos celestes dependem
da posição do observador.
Foto de longa exposição du céu noturno
O círculo à mesma distância
dos dois polos celestes (onde as estrelas fazem o
maior caminho de todas) e chamado equator celeste.
As Observações (a segunda vista)
Apenas as estrelas (fixas)
fazem círculos perfeitos em
torno deste eixo, levando
~23:56, chamado um dia
sideral*, para uma volta, tal
que elas se deslocam do céu
noturno para o céu diurno
(onde ficam invisíveis) e de
novo para o céu noturno no
decorrer de um ano.
Por isto, certas estrelas apare- Foto de longa exposição du céu noturno
cem (no céu noturno) no inverno, outras na primavera, etc.
*O período de 24:00 é chamado dia solar e corresponde ao
tempo média entre duas conjuções do Sol (“meio-dias”).
As Observações (a segunda vista)
Os outros sete corpos se movimentam em relação às
estrelas fixas e mudam de brilho. Estes foram
chamados planetas, (estrelas) “errantes” pelos gregos:
O Sol faz uma volta
de um ano no céu
das estrelas fixas,
seguindo um caminho
chamado eclíptica.
A eclíptica é inclinada
(por 23,5°) em relação
ao equator celeste.
Por causa desta inclinação, o Sol fica no hemisfério sul de
~23/9 a ~20/3, e no norte na outra metade do ano.
As Observações (a segunda vista)
Por isto, de março a setembro ele passa mais alto no céu
no hemisfério sul, causando estações mais quentes
(primavera e verão) e dias mais longos, e o oposto no
hemisfério norte (Sol baixo, estações frias, dias curtos).
De setembro a março, é o oposto (Sol baixo no sul, etc.).
O momento de posição mais austral do Sol, em torno de
21/12, é chamado solstício de verão no hemisfério sul, e
solstício de inverno no norte.
O oposto vale para ~21/06, dia da posição mais pro norte.
O Sol cruza o equator celeste nos equinócios,
~20/03 e ~23/09, quando dia e noite têm a mesma
duração na Terra inteira (tirando os polos).
As Observações (a segunda vista)
A Lua faz uma volta de 27.32
dias, chamado mês sideral em
relação às estrelas fixas.
Já que, neste tempo, o Sol
avança um pouco no céu, a
Lua leva 29.53 dias, chamado
A Lua fotografiada no mesmo
horário em dias diferentes
mês sinódico, para alcançar
a mesma posição em relação ao Sol, que também é o
tempo entre duas vezes a mesma fase da Lua.
As Observações (a segunda vista)
Os outros planetas fazem movimentos mais complicados,
mas normalmente se encontram perto da eclíptica:
- Vênus e Mercúrio nunca se afastam muito do Sol, às
vezes ultrapassando - , às vezes sendo ultrapassados
por este.
- Marte, Júpiter e Saturno fazem voltas
em órbitas perto da eclíptica, às vezes
voltando pra trás antes de continuar,
Laço na órbita de Marte
chamado movimento retrógrado.
Neste tempo, eles são mais brilhantes.
Este movimento parcialmente retrógrado dos planetas foi
o principal problema da astronomia por quase 2000 anos!
As Observações (a terceira vista)
O eixo de rotação (do céu) também se movimenta em
relação às estrelas fixas:
Ele descreve um círculo
Polaris
pequeno em ~26'000 anos,
fazendo que a estrela polar
não sempre é a mesma,
Thuban
e que hoje o Sol não passa
nas mesmas datas pelas
mesmas constelações que
Deneb
2000 anos atrás, fenômeno
chamado precessão lunisolar.
Vega
Posição do polo norte celeste no decorrer
dos anos
Os modelos cosmológicos antigos
E como explicaram estas observações?
Os modelos cosmológicos antigos
Pitágoras de Samos
(~570 - ~495 a.C.) “inventou”
a matemática e fez hipóteses
sobre a organização do Universo:
A Terra é esférica, e os planetas
movem-se em diferentes velocidades
nas várias órbitas ao redor da Terra.
Há uma ordem que domina o Universo.
Pitágoras de Samos
Os modelos cosmológicos antigos
~350 a. C.: Platão: Universo Geocêntrico
Esfera de estrelas girando em torno
da Terra imóvel, já que círculos e esferas
eram vistos como as formas mais perfeitas
(dogma do círculo)
Acrescentado pelo
aluno de Platão
Eudóxio de Cnido
por mais esferas
carregando os
planetas
Platão
Representações esquemáticas do modelo geocêntrico
Os modelos cosmológicos antigos
Aristóteles (384 - 322 a. C.):
Aluno de Platão, argumentou, não
conhecendo o princípio da inércia de
Newton, que a Terra deve ser imóvel,
por que, caso girasse, um objeto
lançado verticalmente não voltaria pro
Aristóteles
mesmo ponto, mas com algum recuo, já
que, durante o vôo, a Terra teria se
deslocado (paradigma da física aristotélica).
Os modelos cosmológicos antigos
Aristóteles (384 - 322 a. C.):
Ele também propôs 4 provas observacionais
de que a Terra era uma esfera:
- Navios desaparecem lentamente no horizonte.
- Durante os eclipses lunares a sombra lançada
sobre a Lua pela Terra parece circular.
- Estrelas diferentes são visíveis em latitudes
Aristóteles
mais ao norte e mais ao sul
(ou as mesmas estrelas em alturas diferentes).
- Elefantes são encontrados tanto na Índia, que estava na sua
direção leste, como no Marrocos, na sua direção oeste.
Sua ideia era que ambos as regiões estão a uma distância
razoável na superfície de uma esfera de tamanho moderado.
=> Na idade média se sabia que a Terra não é plana
Os modelos cosmológicos antigos
Heráclides do ponto (388 - 315 a. C.):
Foi o primeiro a propor, que o
movimento aparente das estrelas
fixas seria devido à rotação da Terra.
A Terra giraria em torno do seu eixo
em em dia na direção do oeste
pro leste (“refutado” por Aristóteles).
Heráclides do Ponto
Os modelos cosmológicos antigos
Aristarco de Samos (310 - 230 a. C.)
conseguiu determinar os diâmetros e
distâncias da Lua e do Sol em termos do
raio da Terra.
Ele achou, que o Sol é muito maior a Terra,
e sugeriu um modelo heliocêntrico
(quase 2000 anos antes de Copérnico!),
Aristarco de Samos
por intuição: Ele achou contra-intuitivo um
corpo grande girar em torno de um corpo muito menor.
Mas a hipótese dele não “pegou” e acabou
caindo no esquecimento até o trabalho de Copérnico
(=> aula que vem).
a
1 Determinação do raio da Terra
~240 a. C.: Eratóstenes
Sabendo que meio dia de um certo dia do
ano, o Sol fica no zenit em Alexandria, a
d = 500 estádios = 800 km de Siena,
e medindo o ângulo entre a posição do
Sol e a vertical em Siena como ~7°,
ele chegou em (l é a circunferência da
Terra):
R⨁ = l/2π = d·360°/7°/2π = 6548 km
bem perto do valor real de 6378 km
Eratóstenes
Os modelos cosmológicos antigos
~150 a. C.: Hiparco: Epiciclos
Cada planeta faz um movimento circular
uniforme, chamado epiciclo, em torno de
um ponto (no desenho: P) que faz um
movento circular uniforme em torno da
Terra.
A órbita deste ponto se chama deferente.
Hiparco
Explica o movimento retrógrado dos
planetas, pelo menos qualitativamente
e o maior brilho durante o trecho retrógrado.
Além disso, ele compilou o primeiro
catálogo de estrelas, entre outras
contribuições para a ciência.
Modelo de epiciclos
Os modelos cosmológicos antigos
~100 d. C.: Ptolomeu: Almagesto, o “Grande Livro”
É um dos textos científicos mais influentes
de todos os tempos, foi autoridade no
assunto desde a antiguidade, no império
bizantino, no mundo árabe e na Europa
ocidental ao longo da idade Média e
Renascença até o século XVI, quando
surgiu o heliocentrismo de Copérnico
(=> próxima aula).
Ptolomeu
Além de ser a principal fonte de informação sobre a
astronomia da Grécia antiga, também é valiosa fonte
de informação da obra de Hiparco, a qual se perdeu.
Os modelos cosmológicos antigos
O Modelo Ptolomáico
Refinamento do modelo de epiciclos
do modelo geocêntrico:
Os centros dos deferentes não ficam
mais na Terra, mas giram em torno
de pontos chamados equantes,
que também se movimentam.
A velocidade angular do epiciclo é
uniforme em relação ao equante
(então a velocidade é, na verdade,
não-uniforme).
Modelo ptolomaico
Os modelos cosmológicos antigos
O Modelo Ptolomáico
Prevê melhor as posições dos planetas.
Mas ainda não perfeitamente.
Nos séculos seguintes foram
acrescentados mais e mais
epiciclos para manter a concordância.
O modelo se tornou muito complicado.
Modelo ptolomaico
E não muito satisfatório, já que com um número
suficientemente grande de epicíclos, consegue-se
reproduzir qualquer órbita:
https://www.youtube.com/watch?v=QVuU2YCwHjw