Ensino de Astronomia na UFABCAula 1 - História da Astronomia I

Autor desconhecido (Flammarion, 1888)

Ensino de Astronomia na UFABCAula 1 - História da Astronomia I

História da Astronomia I - Astronomia Antiga

História da Astronomia II - Revolução Copernicana

História da Astronomia III - Astronomia Contemporânea

História da Astronomia I - Astronomia Antiga

História da Astronomia II - Astronomia Moderna

Astronomia AntigaAstronomia e Astrologia

Astro-Latim: “corpo celeste”

-nomiaGrego: “nomeação, regra, lei,

descrição”

(νόμος)

-logiaGrego: “razão, discurso,

cálculo, proporção”

(λόγος)

Astronomia: observar e descrever corpos celestes e seus fenômenos associados

Astrologia: compreender relações profundas que ordenam corpos celestes e a Terra

Astronomia AntigaPovos antigos

● O conhecimento do ciclo solar (principalmente das estações do ano) era essencial para a prática da agricultura

● Cultos religiosos eram baseados em eventos astronômicos

● Corpos celestes eram venerados como deuses

● Saberes empíricos eram transmitidos oralmente, na forma de mitos

● Buscava-se entender como os fenômenos celestes influenciavam acontecimentos na Terra

O “Cosmos” egípcio

Astronomia AntigaPovos antigos

“Nossos ancestrais, às vistas das extravagâncias que se produzem nas regiões celestes, como o trovão, os relâmpagos, o raio, os cometas, os eclipses do Sol e da Lua, eram tomados de medo. Pensavam que os deuses eram os autores desses fenômenos.”

(Demócrito de Abdera, 460 - 370 a.C.)

“Os homens das primeiras eras tomaram por deuses o Sol e a Lua, os rios e as fontes; de maneira geral, tudo aquilo que nos é útil, como fazem os egípcios a respeito do Nilo. Eis por que se adora o pão sob o nome de Dionísio, a água sob o nome de Poseidon, e o fogo sob o de Hefaistos”

(Pródico de Ceos, 465 - 395 a.C.)

Astronomia AntigaObservatórios astronômicos antigos Stonehenge (3100 a.C -1600 a.C)

● Indica solstícios de verão e inverno

● Outras funções permanecem misteriosas até hoje!

Solstício de verão no Stonehenge (Fonte: Time)

Astronomia AntigaFerramentas astronômicas antigas Gnômon (~3500 a.C)

● A direção da sombra indica a hora do dia

● O tamanho da sombra indica a época do ano

Réplica de um gnomon dos Tupis-Guaranis (Fonte: G1)

Astronomia AntigaAnalema Solar

Analema: a trajetória aparente do Sol no céu, fixando-se uma hora específica (Fonte: Forbes)

Universidade Monash, Austrália

Astronomia AntigaTécnicas observacionais antigas

● O Zodíaco é um conjunto de constelações que marcam a trajetória aparente do Sol ao longo do ano

● Observar as estrelas se torna uma técnica extremamente prática para se situar no ciclo do Sol

● As estrelas começaram a ser mapeadas e identificadas em constelações

● Asterismo: representações imaginárias de figuras no céu. É a maior expressão da influência cultural dos povos na astronomia

Nascer helíaco de estrelas

Astronomia AntigaAstronomia Babilônica

Tábuas do Mul.Apin, extensamente transcritas na antiguidade

Mul.Apin (~1000 a.C.)

● Ensina a se situar no calendário a partir da observação do nascer helíaco das estrelas

“[...]No primeiro dia de Nisannu, o Empregado se torna visível.No vigésimo dia de Nisannu, a Bengala se torna visível.No primeiro dia de Ajjaru, as Estrelas se tornam visíveis.No vigésimo dia de Ajjaru, a Mandíbula de Boi se torna visível.No décimo dia de Simanu, o Verdadeiro Pastor de Anu e as Grandes Gêmeas se tornam visíveis.[...]”

Astronomia AntigaAstronomia Babilônica Astrolábio (~1000 a.C.)

● Mede a ascensão (altura) de um objeto

● O mais antigo que se conhece é babilônico

Astronomia AntigaAstronomia Chinesa

● Tem alguns dos registros mais antigos de mapeamento de estrelas

Astronomia AntigaAstronomia empírica Grega

“Quando as Plêiades filhas de Atlas se levantam no céu, começa a colheita; quando se põem, a lavra; por quarenta noites e dias elas estão escondidas; e, passando o ano, de novo aparecem pela primeira vez na época de se afiar o ferro [para a colheita]”

“Quando arrefece a intensidade do sol brilhante, seu ardor que faz suar, quando chove no outono Zeus poderosíssimo, e muda a tez dos mortais, agora bem mais aliviada (pois é então que a estrela Sírius sobre as cabeças dos humanos que comem e morrem passa apenas por curto período do dia, e tem maior parcela da noite), então a madeira cortada pelo ferro fica mais livre de caruncho, as folhas derramam-se pela terra, cessam os brotos.”

Hesíodo (~650 a.C.), em sua obra “Os Trabalhos e os Dias”

Poeta grego Hesíodo

Astronomia AntigaAstronomia Tupi-Guarani

● Utilizavam a Via Láctea como principal referência no céu

● Atribuíam períodos de secas e cheias às fases da Lua

● Estimavam a passagem do tempo à noite, a estação do ano, e se orientavam geograficamente pela constelação do Cruzeiro do Sul

● Notaram mudanças no comportamento dos animais em função da luminosidade dos astros no céu

● Esperavam eclipses quando a Lua se aproximava de Aldebaran (Touro) ou Antares (Escorpião)

Constelação da Ema Branca

Astronomia AntigaAstronomia Tupi-Guarani

Polo sul celeste, com constelações Tupis-Guaranis (Fonte: Stellarium)

● Antropólogos franceses que estiveram no Brasil em 1614 citam 30 constelações da cultura Tupi-Guarani

Astronomia AntigaFenômenos astronômicos intrigantes observados pelos antigos

Marte retrógrado na constelação de Virgem (Fonte: Stellarium)

● Planetas têm trajetórias aparentes caóticas no céu

● A palavra “planeta” significa literalmente “estrela errante” em grego

Retrogradação Planetária

Astronomia Antiga

Eclipse solar total (Fonte: NASA)

● Os ciclos da Lua e do Sol não são comensuráveis entre si

● Em geral, são fenômenos

raros

Eclipses Lunares e SolaresFenômenos astronômicos intrigantes observados pelos antigos

Astronomia Antiga

● Eram muito difíceis de serem previstos

● Indicavam uma ruptura ou perturbação na ordem do ciclo do Sol

● Os povos antigos atribuíam aos astros divinos vontades e características humanas

● Convinha aos povos buscar uma explicação

mitológica para os fenômenos

● Também era interesse dos povos antigos relacionar esses fenômenos com acontecimentos na Terra (astrologia)

● São explicados por modelos astronômicos diferentes

Lua de Sangue (Fonte: G1)

Fenômenos astronômicos intrigantes observados pelos antigos

Astronomia AntigaAstrofísica Jônica

● Buscavam entender o Universo, sua origem e seus fenômenos apenas por causas materiais - sem evocar mitos nas explicações

● Defendiam que os astros eram feitos da mesma matéria que a Terra

○ Anaxágoras teria estudado um meteorito caído em Aegospotamos em 468 a.C

● Os fenômenos celestes eram parecidos com os fenômenos meteorológicos

● Primeira teoria da panspermia cósmica - ideia de que a vida se originou fora da Terra

Pensadores jônicos:

● Tales (624 - 546 a.C.)● Anaximandro (610 - 546 a.C.)● Anaxímenes (588 - 524 a.C.)● Anaxágoras (500 - 428 a.C.)

Astronomia AntigaAstronomia Pitagórica

● O primeiro uso da palavra “Cosmos” - com o significado de “todo ordenado”

● Acreditava que o Universo possuía uma estrutura matemática harmônica composta de formas geométricas

● Pitagóricos eram místicos e acreditavam que os astros eram deuses racionais e perfeitos

● Registro da Terra esférica e os outros astros orbitando um “Fogo Central” (Filolau de Crotona, 470 - 385 a.C.)

“Pensavam [...] que a totalidade do céu é harmonia e número.” (Aristóteles, em Metafísica)

Pitágoras de Samos (570 - 495 a.C.)

Astronomia AntigaAstronomia Platônica

● A Astronomia é uma ciência abstrata e matemática, e não observacional

● A Astronomia não deve ser estudada apenas pela utilidade, mas principalmente pelo cultivo do espírito

● O astrônomo deve explicar por quais combinações de movimentos circulares uniformes os planetas têm suas trajetórias aparentes (Axioma Platônico)

● Propõe que o Universo é feito de esferas cristalinas concêntricas com a Terra ao centro

● Aristóteles atribui a ideia de rotação da Terra a Platão. Heráclides de Ponto (aluno de Platão) é conhecido como o primeiro a explicar o movimento das estrelas pela rotação da Terra

Platão (428 - 348 a.C.)

Astronomia AntigaAstronomia Aristotélica

● “Demonstra” que a Terra é esférica, imóvel e ocupa o centro do Cosmos

● Divide o mundo em sublunar e celeste. Cabe à Astronomia estudar a regularidade dos corpos celestes e à Física as transformações caóticas na Terra

● Céu e Terra são mundos de naturezas distintas

● Aceita o modelo das esferas de Platão

● O “Primeiro Motor” ou “Motor Imóvel” é um mecanismo que fica além das estrelas fixas e dá movimento aos astros

Aristóteles (384 - 322 a.C.)

Astronomia AntigaAstronomia Alexandrina

● Sediada na grande Biblioteca de Alexandria

● Reunia pesquisadores da Europa, Ásia e África

● Fundiu a avançada astronomia empírica dos babilônios com a abstração geométrica da astronomia platônica e a cosmologia aristotélica

● Eratóstenes estimou o raio de curvatura da Terra a partir de registros da biblioteca, usando geometria de Euclides

● O Almagesto de Ptolomeu dá uma solução definitiva para o problema de Platão

Carl Sagan contando a história de Eratóstenes na série “Cosmos”

Astronomia AntigaAstronomia Alexandrina Grandes astrônomos de

Alexandria:

● Eratóstenes (276 - 194 a.C.)● Hiparco (190 - 120 a.C.)● Ptolomeu (90 - 168 d.C.)● Hipátia (351 - 415 d.C.)

Retrogradação de um planeta externo (Fonte: IAG/USP)

Astronomia AntigaComo os antigos sabiam que a Terra era esférica?

● Pitágoras e Platão teriam adotado a forma por princípios filosóficos

● Navios desapareciam no horizonte

● A esfera estava ligada intuitivamente à Física de Aristóteles

● Aristóteles percebeu que estrelas aparecem em alturas diferentes no céu em diferentes latitudes

● Eratóstenes percebeu que o Sol não estaria “a pino” em todos os lugares ao mesmo tempo

● O nascimento do Sol acontece em horários diferentes em longitudes diferentes

Pólo sul celeste em longa exposição (Fonte: Wikipedia)

Astronomia AntigaOutras conquistas da Antiguidade para a Astronomia

● Atomismo (Demócrito, Leucipo, Epicuro)

● Infinitude do Universo (Epicuro, Lucrécio)

● Heliocentrismo (Aristarco)

● Óptica Geométrica (Euclides)

● Mecanismo de Anticítera (Arquimedes - possivelmente)

O misterioso mecanismo de Anticítera

Astronomia “Pré-Moderna”Nicolau Copérnico

● Primeiro a propor o heliocentrismo na modernidade

● A combinação dos movimentos de rotação e translação da Terra em torno do Sol seriam suficientes para explicar todos os fenômenos observáveis

● O sistema de Copérnico não superou o sistema de Ptolomeu em precisão e simplicidade

● Copérnico conhecia o trabalho de Aristarco, mas parece ser mais influenciado pelos pitagóricos e Platão

● Seu sistema encontrou resistência por romper com a “hierarquia sagrada” entre Céu e Terra

● Ao contrário do que se acredita, não foi morto pela Igreja - adoeceu e faleceu antes de ser condenado

Nicolau Copérnico (1473 - 1543)

Astronomia “Pré-Moderna”Nicolau Copérnico

Sistema heliocêntrico em Revoluções dos Orbes Celestes

“Mas no centro de tudo, situa-se o Sol. Quem, com efeito, nesse esplêndido templo colocaria a luz em lugar diferente ou melhor do que aquele de onde ele pudesse iluminar ao mesmo tempo todo o templo? Portanto, não é impropriamente que certas pessoas chamam-no de lâmpada do mundo. [...] Assim, como que repousando no trono real, o Sol governa a circundante família de astros.” (Nicolau Copérnico)

“Seguindo Platão e os pitagóricos, os maiores matemáticos daquela era divina, que [Copérnico] julgou que a fim de determinar a causa dos fenômenos, cumpria atribuir movimentos circulares à Terra esférica. ” (Rético, discípulo de Copérnico)

Astronomia “Pré-Moderna”Tycho Brahe

Tycho Brahe (1546 - 1601)

● Influenciado por Copérnico, adotou um sistema planetário geocêntrico (menos polêmico) em que todos os planetas orbitam o Sol, que por sua vez, orbita a Terra.

● Construiu o observatório astronômico de Uranienborg, onde trabalhou por décadas

● Foi o maior astrônomo observacional até seu tempo, tendo trabalhado por 35 anos e mantido extensos e precisos registros de suas observações

● Na década de 1570, observou o aparecimento de uma estrela que não existia antes (chamada de “estrela nova”)

Astronomia “Pré-Moderna”Por que o heliocentrismo enfrentou dificuldades?

● O heliocentrismo contrariava importantes dogmas religiosos. A obra de Copérnico foi censurada pela Igreja e seus adeptos foram perseguidos, como Giordano Bruno, que foi condenado à morte.

● As pessoas estavam convencidas de que era impossível a Terra estar em movimento, porque seriam capazes de senti-lo

● O sistema Copernicano não se adequava facilmente às observações

● A filosofia aristotélica era extremamente respeitada pelas

autoridades

MANDE SUA PERGUNTA!

Não percam!Na próxima aula (18/04)

● A Revolução Copernicana: Galileu, Kepler, Descartes e Newton

● A invenção do telescópio e outros avanços importantes na óptica

● O nascimento e desenvolvimento da cosmologia

● A exploração espacial

● Astrônomos do século XX

OBRIGADO!!!