O Mecanismo Celeste

Uma coisa que todos os povos antigos tiveram em comum foi a observação dos astros. Muitos deles pensavam que a resposta para a existência encontrava-se no firmamento (e podemos dizer que eles estavam certos). É lógico que no princípio os seres humanos não tinham noção do que eram as estrelas, e nem sabiam da existência de outros planetas. Os primeiros povos a notarem a presença de tais astros foram os gregos.

Os gregos, ao observarem o movimento das estrelas, notaram que estas nunca mudavam de posição umas em relação ás outras, com exceção de apenas cinco. Essas cinco estrelas apresentavam um movimento próprio em relação ás outras estrelas. Em determinadas épocas do ano, elas moviam-se de oeste para leste e de repente moviam-se de leste para oeste, no que chamamos de movimento retrógrado. Os gregos deram a essas estrelas errantes o nome de planetos, e o que estavam observando nada mais é do que os cinco planetas mais próximos. Hoje sabemos que o movimento retrógrado é causado devido à diferença de velocidade dos planetas, quando a Terra ultrapassa outro planeta, este parece retroceder no céu.

Além de notar a existência dos planetas, os gregos foram os primeiros a dizer que tudo é feito por átomos (tomo = cortar, a = remete à negação). Demócrito e Leucipo, por volta de 450 a.C., disseram que tudo o que existe é composto por partículas minúsculas e indivisíveis. Foi um grego, também, que mostrou que nosso planeta não era achatado como as pessoas imaginavam, mas era curvo. Eratóstenes usou a medida de sombras, em lugares diferentes, para mostrar que nosso planeta era mais parecido com uma esfera do que com um prato.

As observações do movimento estelar proporcionaram a criação de mapas astrais, com a descrição de várias constelações, além de facilitar a contagem de dias e dos meses. Os navegantes utilizavam as estrelas para se guiarem, técnica que é utilizada até mesmo nos dias atuais.

Mas, como éramos vistos em relação ao universo? Qual a nossa posição na vastidão do espaço sideral?

O céu era visto como algo dinâmico, as estrelas, planetas, a lua e o sol giravam em torno de nós. Por essa razão amanhecia e escurecia e as estrelas se movimentavam no céu. O filósofo Anaximandro foi o primeiro homem a propor um modelo mecânico do céu. A Terra estava no centro do universo e era cercada por rodas semelhantes à de uma carruagem. Essas rodas carregavam fogo e à medida que giravam o fogo escapava por buracos, que eram as estrelas, a lua e o sol.

É importante ressaltar que embora nos pareça estanho o modelo de Anaximandro, ele é o primeiro a descrever um universo que segue a um determinado mecanismo. A idéia de que a Terra está no centro do universo foi defendida por muitos outros pensadores e astrônomos, afinal é exatamente isso que presenciamos: tudo parece girar ao redor do nosso planeta. Cláudio Ptolomeu nasceu por volta do ano 90 d.C., na cidade de Ptolemaida Hérmia, no Egito. É responsável por montar um importante modelo de universo, que foi utilizado por muito tempo. Baseou-se nas idéias de Platão e Aristóteles, na qual a órbita dos planetas seriam círculos perfeitos. Escreveu sobre o seu modelo geocêntrico em sua obra: A grande síntese, ou Almagesto. De acordo com Ptolomeu, a Terra está no centro do universo, e em torno dela giram os astros na seguinte ordem; Mercúrio, Lua, Vênus, Sol, Marte, Júpiter e Saturno. O universo seria como uma enorme esfera, com várias outras esferas menores em seu interior. Cada esfera continha outra dentro de si, assim como uma boneca russa. Na esfera central estava a Terra, e nas esferas mais externas estavam os planetas, além do sol. A ultima esfera apresentava as estrelas, da qual estavam todas fixas e por essa razão nunca mudavam de posição umas em relação ás outras.

Ptolomeu encontrou um problema na descrição do movimento planetário de Platão e Aristóteles. As observações astronômicas mostraram uma incompatibilidade com tal idéia, o que levou Ptolomeu a adotar um complicado sistema de oitenta epiciclos em que se moviam os astros.

Mas mesmo assim, o modelo dos epiciclos não iria ser suficiente para descrever com perfeição os movimentos dos astros, as observações iriam apresentar algumas falhas na teoria.

Embora não apresentasse uma compatibilidade com as observações, o universo geocêntrico foi adotado como verdade, pois a Igreja quis assim. O modelo estava em perfeito acordo com as Escrituras. Se Deus nos criou a sua imagem e semelhança, então nos fez seres perfeitos e nos colocou no centro de toda a sua criação, portanto não há porque acreditar que não sejamos o centro do universo.

Mas eis que outro astrônomo, e servo da Igreja, chamado Nicolau Copérnico apresentou um novo modelo do mecanismo celeste. Copérnico estudou o Almagesto de Ptolomeu e percebeu que as observações seriam mais compatíveis com a teoria se a Terra deixasse de ser o centro do universo e desse lugar ao sol. O novo modelo recebeu o nome de modelo heliocêntrico, em que todos os astros giravam ao redor do sol em círculos perfeitos. Porém, Copérnico sabia que seu modelo não iria ser aceito pela Igreja e decidiu não publicá-lo.

Mesmo tendo o sol como centro do universo, algumas observações não faziam sentido. Foi então que dois astrônomos iriam fazer as jogadas finais e colocar o sol, definitivamente, no centro das coisas. Johannes Kepler introduziu um novo conceito na mecânica celeste: os planetas não giravam em círculos perfeitos, mas sim em trajetórias elípticas. Kepler descreveu sua astronomia como “física celeste” e formulou três importantes leis sobre o movimento planetário. As leis são as seguintes:

1. Os planetas apresentam órbitas elípticas ao redor do sol, sendo esse um dos focos da elipse.

2. O raio vetor centro de massa de um planeta em relação ao centro de massa do sol varre áreas iguais em tempos iguais.

3. O cubo do raio médio de um planeta dividido pelo quadrado do período é constante .

A primeira lei mostra que existem períodos em que os planetas estão mais próximos do sol e períodos em que estão mais afastados. O período de maior proximidade de um planeta ao sol é chamado de periélio, enquanto quando o planeta estiver mais afastado recebe o nome de afélio. Já a segunda lei nos diz que quanto mais próximo um planeta estiver do sol, maior será a velocidade desse planeta. Por fim, a ultima lei mostra que existe uma relação entre a distância dos planetas ao sol e seus períodos orbitais. Entretanto, Kepler não sabia dizer a causa do movimento dos astros. A resposta para isso iria surgir um pouco mais tarde.

O astrônomo, físico e matemático Galileu Galilei foi o primeiro homem a observar o céu através de um telescópio, em 1609. Galileu soube que havia um objeto novo nos mercados, vindo da Holanda, e que aumentava as coisas. Ficou fascinado quando observou a lua, e percebeu que ela era um lugar que apresentava montes, assim como a Terra. Mas a cartada final, que provaria que nem tudo gira ao redor de nós, veio quando Galileu observou o planeta Júpiter. Ele percebeu que havia pequenos corpos girando ao redor desse planeta, o qual chamou de luas. Hoje, chamamos essas luas de luas galileanas. Nem tudo girava ao redor da Terra, e essa descoberta levou Galileu, em 1611, a Roma a fim de se defender da acusação de heresia . Em 1616, Galileu teve de assinar um decreto da inquisição, na qual dizia que o universo não era heliocêntrico. Dizem que quando Galileu saiu do tribunal da inquisição, olhou para trás e disse: “Eppur si muove” (“no entanto ela se move”).

Mesmo assim, o astrônomo não desistiu de seus estudos, o que o levou, em 1633, a permanecer em prisão domiciliar o resto de sua vida.

É importante ressaltar que Galileu não estudou apenas o movimento dos planetas, mas também criou o conceito a qual chamamos de inércia, além de ser o primeiro a dizer que todos os corpos quando largados da mesma altura caem ao mesmo tempo no chão, independente de suas massas. Certamente você está pensando que se soltarmos uma pedra e uma pena, a pedra chegará ao chão bem antes. Galileu também sabia disso, mas sua explicação foi que a pedra cai antes devido a existência do ar. Como a pedra é mais densa, e sua massa é maior, ela tem uma resistência maior ao ar. Por essa razão, dizemos que quanto maior a massa de um objeto maior será a sua inércia. Na ausência do ar, no vácuo, tanto a pedra quanto a pena cairiam ao mesmo tempo no chão, pois não seriam freadas por nada. Galileu demonstrou isso, mas utilizando planos inclinados.

Mas ainda as pessoas não sabiam o que ocasiona o movimento dos planetas. De acordo com a física celeste, todos os corpos estão em movimento. A Terra viaja pelo espaço em torno do sol, e de acordo com Galileu, não caímos dela porque somos levados pelo nosso planeta. Porém, outro físico e matemático iria por um fim na dúvida a respeito da causa do movimento estelar. No ano da morte de Galileu nasce Isaac Newton.