História da CiênciaA passagem do mito à filosofia e à

ciência: a origem do universo (2)

Livro básico: Martins, R. M. O universo: teorias sobre sua origem e evolução. São Paulo: Editora Moderna, 1994.

http://www.ifi.unicamp.br/~ghtc/Universo/

A Física de Aristóteles

Objetivo: visão geral sobre aspectos da física aristotélica

Duração: 2 aulas

Atividades: leitura de trechos do “Sobre os céus”, discussão e aula expositiva

Bibliografia:

• MARTINS, R. M. O universo: teorias sobre sua origem e evolução. São Paulo: Editora Moderna, 1994.

• SOUZA CRUZ, F. F. de. O conceito de força no pensamento grego. Caderno Catarinense de Ensino de Física, 2(1): 16-24, 1985.

• Trechos do “Sobre os céus” traduzidos pelo Prof. Martins

Ciência e filosofia gregas

Cristianismo, Islã

Geometria e Astronomia

Mitos cosmogônicos

1000 a. C 1000 d. C0

MedicinaAnatomia

Ciência Moderna

1600 d. C

Religião

Filosofia

Ciência

1800 d. C

MQ, TR

XX XXI

V a IV a.C – Atomistas, Platão, Aristóteles

Linha do tempo (a.C.)

Aristóteles (384-322)

Aristarchos (aprox. 310-230)

Arquimedes (287-212)

Eratosthenes (aprox. 275-195)

Hipparchos (séc. II a.C.)

Ptolemaios (séc. II d.C.)

Século I a.C.

Século IV a.C.

Século III a.C.

Século II a.C.

Século I d.C.

O universo de AristótelesObra em que Aristóteles apresenta sua teoria sobre o universo: “Sobre os céus” [De caelo]

Aristóteles contemplando um busto de Homero de Rembrandt van Rijn (1653)

O universo de Aristóteles

racional (pensável)

sujeito a mudanças, mas compreensível

as transformações obedecem a causas (regulares)

finito

um infinito real é impensável esférico

perfeito

observa-se que o céu parece redondo

O universo de Aristóteles

pleno (sem espaços vazios)– o espaço vazio é impensável

(contraria a razão)– não se observam espaços vazios

esfera cheia de matéria, sem nada fora (nem espaço)

• espaço = “topos” contorno, delimitação, recipiente

Aristóteles: movimentos

Movimentos podem ser naturais ou violentos (= não naturais)

• Natural = aquilo que tem uma causa própria interna

Exemplo: crescimento de plantas e de animais

• Não natural = causas externas

Aristóteles: movimentos

Vemos que a matéria se move naturalmente (sem causas externas) as pedras caem, o fogo sobe

[“as coisas caem por causa da gravidade” “gravidade” é apenas um nome, não uma causa]

Os corpos pesados (graves) caem, os corpos leves sobem movimentos naturais (causas internas)

Aristóteles: movimentosMovimentos naturais dependem da

natureza dos corpos e dos lugares

Cada corpo tem um único movimento natural

Pode ter movimento não natural contrário ao movimento natural exige causa externa

• movimento de uma pedra para cima é violento

Aristóteles: movimentosMovimentos simples retilíneos ou

circulares

• reta e círculo são as únicas linhas simples

Substâncias simples devem ter movimentos naturais simples

Aristóteles: movimentosUniverso é esférico

Movimentos simples que podem existir no universo:

retilíneo (radial) circular (em torno do

centro)

Aristóteles: movimentosMovimentos radiais obedecem

à simetria da situação

Seria impensável um movimento natural retilíneo oblíquo [quebra de simetria]

Na física clássica posterior (Newtoniana) duas partículas podem se atrair ou repelir, mas não produzir forças laterais (por simetria)

Aristóteles: movimentosMovimentos retilíneos

simples em um universo esférico:

para o centro do universo para longe do centro do

universo

Corpos simples devem ter movimentos naturais simples

Aristóteles: movimentosVemos corpos que se movem

naturalmente em linha reta água e terra caem ar e fogo sobem

Esses devem ser movimentos radiais, para o centro do universo ou para fora do centro do universo

[seria incompreensível se esses movimentos naturais fossem dirigidos para um outro ponto]

Aristóteles: movimentos

Identificando os movimentos naturais teóricos com os movimentos observados:

água e terra caem = movem-se radialmente para o centro do universo

ar e fogo sobem = movem-se radialmente afastando-se do centro do universo

Aristóteles: movimentos

A Terra (o nosso mundo) está no centro do universo

todos os corpos pesados caem para o centro do universo

todos os corpos pesados caem perpendicularmente à superfície da Terra o centro da Terra e o centro do Universo coincidem

Aristóteles: movimentos

Os corpos pesados caem para o centro do universo e pressionam de todos os lados igualmente, e isso é a causa da posição e da esfericidade da Terra

Se a Terra fosse deslocada do centro do Universo, ela se moveria para lá [nessa visão, a Terra não atrai os corpos]

Aristóteles: Universo

Estrutura da parte central do universo:

Terra, constituída por terra e água (corpos pesados)

Cercada por uma camada de ar e por outra de fogo (corpos leves)

Aristóteles: Universo

Além de movimentos naturais retos, podem existir movimentos naturais circulares

nenhum dos 4 elementos pode ter um movimento circular natural

um corpo que tenha movimento circular natural não poderia ser constituído pelos 4 elementos

Aristóteles: Terra

A Terra não pode ter um movimento circular

se ela tivesse movimento circular, esse seria um movimento violento teria que ter causa externa

vemos que a Terra não gira experimento de jogar uma pedra para cima

Aristóteles: Terra

Se jogarmos uma pedra para cima, ela cai no mesmo lugar de onde foi lançada.

Se a Terra girasse, o chão se deslocaria enquanto a pedra estivesse no ar, e ela não atingiria o mesmo ponto do chão ao cair.

Ela cai no mesmo ponto, portanto a Terra não gira.

463 m/s

Aristóteles: movimentos

Vemos que existem corpos que se movem circularmente os corpos celestes

esse movimento é sempre o mesmo (imutável)

se fosse movimento violento, iria diminuindo com o tempo

portanto, é um movimento natural

Aristóteles: elementos

Os corpos celestes não podem ser formados por nenhum dos 4 elementos, pois têm movimento circular natural

cada corpo simples tem um único movimento natural

terra e água para baixo, ar e fogo para cima

Aristóteles: elementos

Os 4 elementos formam pares de opostos, e incluem todas as possibilidades de substâncias quentes/frias, úmidas/secas

• Água = fria e úmida• Terra = fria e seca• Ar = quente e úmido• Fogo = quente e seco

Aristóteles: elementos

• Deve existir um outro tipo de corpo simples, que gira naturalmente em torno do centro do universo

• Esse tipo de matéria não é caracterizado pelas qualidades quente/frio, úmido/seco

Aristóteles: elementos

Esse corpo não tem opostos imutável, indestrutível

Observação: de acordo com todos os registros disponíveis na época, os céus nunca se alteraram

Corpos celestes são feitos de um 5° elemento = “éter”

Aristóteles: elementos

• Nome: “éter” era associado antes de Aristóteles ao céu azul visível durante o dia

• Aristóteles dá nova interpretação à palavra “aither”, derivado do fato de que ele “sempre corre” (aithein) por um tempo infinito

Aristóteles: elementos

Parte superior do universo: não contém nenhum dos 4

elementos totalmente cheia (de éter) movimento circular em

torno do centro como Terra está no centro,

gira em torno da Terra

Aristóteles: elementos

A partir da Lua em diante, o universo é constituído por éter

Aristóteles: universo

Lua, Sol, estrelas, planetas feitos de éter, girando em torno do centro do universo

[Averróis astros são condensações do éter]

Aristóteles: universo

Calor do Sol não é devido ao fogo e sim ao movimento vemos que a fricção produz calor

[ponto problemático da teoria de Aristóteles: o Sol não está perto dos elementos sublunares, que são os que podem ser frios ou quentes]

Aristóteles: universo

Universo supra-lunar (da Lua em diante) perfeito, imutável, constituído por éter em rotação

Aristóteles: universo

Universo sub-lunar (abaixo da Lua) imperfeito, em contínua mudança, constituído pelos 4 elementos

Aristóteles: universo

As leis que regem o mundo sublunar são diferentes das leis do mundo celeste

• tipos de elementos diferentes

• tipos de movimentos naturais diferentes

Aristóteles: universoOs movimentos celestes

produzem alterações de calor e frio, secura e umidade, que causam ciclos de transformações no mundo sublunar

[5 séculos depois, Ptolomeu adaptou a cosmologia de Aristóteles de modo a fornecer uma base para a astrologia no seu “Tetrabiblos”]

Aristóteles: universo

Aristóteles propôs uma visão sobre a estrutura e a dinâmica do universo (cosmologia)

Tinha interesse na “física”, não na “matemática” dos céus

Adotou o sistema de Eudoxos, porque era consistente com sua física celeste