MATERIAL DE APOIO - ENSINO MÉDIO

GALILEU GALILEI - 15/02/1564, Pisa (Itália) - 08/01/1642, Arcetri (Itália)

O pai de Galileu Galilei queria que ele fosse médico e o

mandou estudar em Pisa. Mas o jovem estava mais interessado em física e matemática. A vocação do aluno também descontentou o professor Orazio Morandi, que o estimulava a seguir a carreira artística.

Sua primeira contribuição à ciência se deu no Duomo de Pisa. O sacristão acabara de acender uma lâmpada pendurada numa longa corda e a empurrara. O movimento pendular foi medido com as batidas do coração de Galileu. Ele percebeu que o tempo de cada oscilação era sempre igual e formulou a lei do "isocronismo" do pêndulo. Assim, encontrou o primeiro uso prático para aquela regularidade e desenhou um modelo de relógio.

A famosa torre inclinada de Pisa fez parte de uma outra experiência para contestar a tese de Aristóteles de que, quanto mais pesado fosse um corpo, mais velozmente cairia. Galileu deixou cair da mesma altura duas esferas iguais em volume, mas de peso diferente. Ambas tocaram o solo no mesmo instante. Em seu livro, "Saggiatore" ("Experimentador") combateu a física aristotélica e argumentou que a matemática deveria ser o fundamento das ciências exatas.

Galileu desenvolveu os fundamentos da mecânica com o estudo de máquinas simples (alavanca, plano inclinado, parafuso etc.). Entre suas criações se destacam: o binóculo, a balança hidrostática, o compasso geométrico, uma régua calculadora e o termobaroscópio: feito para medir a pressão atmosférica, porém, serviu como termômetro.

Em 1609, construiu um telescópio muito melhor que os existentes e explorou os céus como nunca fora feito antes. Além de estudar as constelações Plêiades, Órion, Câncer e a Via Láctea, descobriu as montanhas lunares, as manchas solares, o planeta Saturno, os satélites de Júpiter e as fases de Vênus. As descobertas foram publicadas no livro "Siderus Nuntius" ("Mensageiro das Estrelas"), em 1610.

A partir de suas descobertas astronômicas, defendeu a tese de Copérnico de que a Terra não ficava no centro do Universo. Como essa teoria era contrária ao dogma da Igreja, foi perseguido, processado duas vezes e obrigado a negar (abjurar) suas idéias publicamente. Foi banido para uma vila de Arcetri, perto de Florença, onde viveu em um regime semelhante à prisão domiciliar.

As longas horas ao telescópio causaram sua cegueira. A amargura dos últimos anos de sua vida foi agravada pela morte de sua filha Virgínia, que se dedicara à vida religiosa com o nome de soror Maria Celeste. Em 1992, mais de três séculos após a morte de Galileu, a Igreja reviu o processo da Inquisição e decidiu pela sua absolvição.

GALILEU e os astros

No ano de 1609, Galileu Galilei (1564- 1642) apontou para a lua uma luneta que ele mesmo construíra, a partir de informações sobre um invento semelhante na Holanda, fazendo desse artefato, muito mais do que uma possibilidade bélica ou uma simples curiosidade, um poderoso "instrumento científico" isto é, o "telescópio" (perspicilli). Com esse ato, e tudo que dele pode concluir acerca da lua e de outros astros relatado, no ano seguinte, em seu livro Sidereus Nuncio (Mensageiro das Estrelas), Galileu estabeleceu, se não o mais importante ato a dar início a instauração da ciência moderna, pelo menos um dos mais significativos acontecimentos científicos até então.

O que Galileu vira na lua, isto é, um relevo acidentado com

montanhas e vales, de forma semelhante à terra, caminhava, sob certos aspectos, ainda que indiretamente, no sentido de confirmar a formulação do astrônomo polonês Nicolau Copérnico (1473-1543) de que a terra não seria o centro do sistema, como se pensava até então, mas apenas um planeta a orbitar em torno do sol. Em outras palavras, o que Copérnico pretendia era a destituição da concepção geocêntrica de mundo e a afirmação do heliocentrismo na cosmologia. O que ficou conhecido como "revolução copernicana". Copérnico publicara suas idéias, em 1543, no livro As Revoluções das Orbes Celestes (De Revolutionibus Orbium Coelestium), depois de 36 anos de hesitação.

Galileu foi um dos primeiros a observar o céu noturno com um telescópio, e após construir um telescópio refrator 20x, descobriu as quatro maiores luas de Júpiter em 1610. Essa foi a primeira observação conhecida de satélites orbitando outro planeta. Ele também observou que nossa Lua apresentava crateras, e observou (e explicou corretamente) as manchas solares. Isso somado ao fato de Galileu ter notado que Vênus exibia um completo conjunto de fases, similar as fases da Lua, foi visto como incompatível com o modelo geocêntrico defendido pela igreja, o que levou a muita controvérsia.

Galileu verificou ainda, observando noite após noite com o seu telescópio, que o planeta Júpiter possuía 4 satélites (Io, Europa, Ganimedes e Calisto) e que estes orbitavam ao seu redor. Se havia corpos que orbitavam em torno de Júpiter, e não à volta da Terra, então nem todos os corpos tinham que girar à volta da Terra.

A observação das fases de Vénus demonstrou que Vénus não girava em torno da Terra. De fato, se Vénus girasse em torno da Terra, mais próximo do que o Sol, as suas fases teriam de ser idênticas às da Lua. No entanto, Galileu verificou que quando Vénus estava na fase semelhante à Lua Nova atingia a sua dimensão máxima, o que significava que estava o mais próximo da Terra possível enquanto que quando avançava para a fase semelhante à Lua Cheia, ia diminuindo de dimensão. Isto significava sem dúvida que Vénus tinha que girar em torno do Sol.

GALILEU e os livros

SIDEREUS NUNCIUS (conhecido como Mensageiro sideral, e também sob a acepção de Mensagem sideral) é um tratado curto escrito em latim por Galileo Galilei e publicado em Veneza em Março de 1610. Foi o primeiro tratado científico baseado em observações astronómicas realizadas com um telescópio. Contem os resultados das observações iniciais da Lua, das estrelas e das luas de Júpiter, além de suas idéias acerca da teoria heliocentrica. A sua publicação é considerada a origem da moderna astronomia e provocou o colapso da teoria geocêntrica.

HELIOCENTRISMO

HELIOCENTRISMO é a teoria a respeito do sistema cosmológico, segundo a qual a Terra e os demais planetas giram em torno do Sol. Nicolau Copérnico, um polonês que viveu entre 1453 – 1543. É considerado o fundador da astronomia moderna e pai do heliocentrismo.

Em 1514, Copérnico divulgou um modelo matemático no qual a Terra e os demais corpos celestes giravam em torno do Sol, contrário ao modelo Geocentrico aceito pela maioria, e defendido pela Igreja por aproximadamente 1400 anos. O sistema Geocentrico ou Ptolomaico descrevia um modelo no qual a Terra seria o centro do Universo, que aliás, seria finito.

Foi Copérnico quem deduziu, após inúmeros cálculos matemáticos, que a Terra gira uma volta completa ao redor de seu próprio eixo, e que isso explicaria os dias e noites, e os movimentos do Sol e das estrelas. Foi ele também, que erroneamente, atribuiu o movimento anual ao Sol, ao invés da Terra. Sua teoria foi estruturada após 30 anos de trabalho.

Copérnico, prudente que era, divulgou suas observações e cálculos como uma hipótese, pois nessa época, por volta de 1530, a Igreja julgava e condenava como heresia, qualquer idéia contrária a que ela própria, a Igreja, defendia. Somente em 1543, mesmo ano de sua morte, Copérnico autorizou

que um discípulo, George Rhäticus, publicasse sua obra “Sobre a revolução dos orbes celestes” não mais como uma hipótese, mas colocando a Teoria Heliocentrica como um modelo científico.

Giordano Bruno (1548-1600), filósofo e teólogo italiano, publicou em 1584, o livro “De l´Infinito Universo i Mondi”, no qual defende o heliocentrismo e acrescenta: o Universo é infinito. Por essas e outras afirmações relativas à física, Giordano Bruno foi excomungado e queimado vivo pela Santa Inquisição no ano de 1600.

Em 1609, um italiano chamado Galileu Galilei teve o primeiro contato com as lunetas holandesas. Em 1610 fabricou uma luneta com aumento de nove vezes e diminuiu muito as distorções. No mesmo ano publicou o livro "Sidereus Nuncius" no qual descreveu suas observações como: os “planetas” que giravam em torno de Júpiter, as montanhas na Lua e milhares de estrelas.

Galileu foi considerado perigoso pela Igreja, e enfrentou o tribunal da Inquisição em 1611, tendo como opções negar sua teoria ou a morte. Várias são as versões a esse respeito, mas o fato é que Galileu não foi queimado. Anos depois disso, foi condenado pelo tribunal da Santa Inquisição a prisão domiciliar e uma de suas obras Incluída no Index.

Após esses episódios passou a escrever e publicar suas teorias de forma clandestina. Galileu ficou cego em 1938, e morreu em 1642. Somente em 1922 a Igreja admitiu seu erro.

JOHANNES KEPLER – 27/12/1571 – 15/11/1630 , Stuttgart (Alemnhã)

JOHANNES KEPLER (Weil der Stadt, perto de Stuttgart, 27 de dezembro de 1571 - Regensburgo, 15 de novembro de 1630) foi um astrônomo. Formulou as três leis fundamentais da mecânica celeste, conhecidas como leis de Kepler. Dedicou-se também ao estudo da óptica.

Em defesa da astrologia, publicou Tercius interveniens, onde criticava aqueles que atacavam a astrologia pelo seu viés supersticioso e não a distinguiam da astrologia como cosmologia. É importante notar que Kepler defendia a astrologia como cosmologia, como explicação do modo como se processam as relações entre astros e acontecimentos terrenos, dentro do âmbito da atuação divina. É clara sua crítica tanto aos céticos quanto aos supersticiosos.

Vale lembrar que naquela época todos os astrônomos eram também astrólogos, e aconselhar reis e imperadores em questões astrológicas fazia parte das atribuições de qualquer astrônomo. O interessante da obra de Kepler é justamente ele ter feito a transição da superstição à ciência. Quando as observações físicas se chocaram com o dogma, Kepler optou pelos fatos científicos, abandonando a superstição.

Ele se desfez dos epiciclos, equantes e outros artifícios matemáticos criados no tempo de Ptolomeu - e mantidos por Nicolau Copérnico - para enquadrar as órbitas celestes ao modelo aristotélico das esferas de cristal. Segundo Aristóteles, os céus eram divinamente perfeitos, e os corpos celestes só podiam se mover segundo a mais perfeita das formas: o círculo.

Modelo dos planetas de Kepler

Kepler, usando dados coletados por Tycho Brahe (as oposições de Marte entre 1580 e 1600),

mostrou que os planetas não se moviam em órbitas circulares, mas sim elípticas. Esse detalhe, somente perceptível por acuradas medições, mais tarde deu a Isaac Newton elementos para formular a teoria da gravitação universal, 50 anos mais tarde.

Newton viria a declarar: "Se enxerguei longe, foi porque me apoiei nos ombros de gigantes". Não declara exatamente quem seriam esses gigantes, mas Kepler certamente era um deles.

Kepler estudou as observações do lendário astrônomo Tycho Brahe, e descobriu, por volta de 1605, que estas observações seguiam três leis matemáticas relativamente simples. Suas três leis do movimento planetário desafiavam a astronomia e física de Aristóteles e Ptolomeu. Sua afirmação de que a Terra se movia, seu uso de elipses em vez de epiciclos, e sua prova de que as velocidades dos planetas variavam, mudaram a astronomia e a física.

Em 1596, Kepler publicou Mysterium Cosmographicum, onde expôs argumentos favoráveis às hipóteses heliocêntricas. Em 1609 publicou Astronomia Nova... De Motibus Stellae Martis, onde apresentou as três leis do movimento dos planetas, que hoje levam seu nome:

♦ Os planetas descrevem órbitas elípticas, com o Sol num dos focos.

♦ O raio vetor que liga um planeta ao Sol descreve áreas iguais em tempos iguais. (lei das áreas)

♦ Os quadrados dos períodos de revolucão (T) são proporcionais aos cubos das distâncias médias (a) do Sol aos planetas. T2 = ka3, onde k é uma constante de proporcionalidade.

O modelo de Kepler é heliocêntrico. Seu modelo foi muito criticado pela falta de simetria

decorrente do fato do Sol ocupar um dos focos da elipse e o outro simplesmente ser preenchido com o vácuo.

40 ANOS DE CHEGADA DO HOMEM À LUA

Em 20 de julho de 1969, exatamente às 23 horas, 56 minutos e 20 segundos de Brasília, o astronauta americano Neil Armstrong, 38 anos, entrava para a história como o primeiro homem a pisar na Lua e avistar a Terra de lá.

A bordo da nave Apolo XI, ele, Edwin Aldrin, conhecido como "Buzz" (zumbido) e Michael Collins cumpriram a missão de alunissar (aterrisar na Lua) após levantarem vôo em 16 de julho do mesmo ano.

Como comandante da Apolo XI, Armstrong pilotou o módulo lunar com Aldrin, enquanto Collins permaneceu no outro módulo em órbita lunar. Por quase duras horas e meia, os dois coletaram amostras do solo lunar, fizeram experimentos e tiraram fotografias.

O mundo inteiro permaneceu em alerta naquele dia. Nada menos que 850 jornalistas de 55 países registraram o acontecimento. E estima-se que cerca de 1,2 bilhão de pessoas testemunhavam via satélite a alunissagem, considerada impossível tempos atrás. Muitos, inclusive, ainda duvidam de que tal fato tenha realmente acontecido, mesmo com tantas outras missões tripuladas que se lançaram no espaço, após Armstrong ter colocado seu pé esquerdo, coberto pela bota azul, no chão fino e poroso do solo lunar.

"Este é um pequeno passo para o homem, um gigantesco salto para a humanidade" ("That's one small step for man, one giant leap for mankind"), frase dita pelo astronauta, ouvida no mundo inteiro.