aula 01: história da astronomia fascinação natural; - necessidade: marcação do tempo. bc...
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Aula 01: História da Astronomia
Daniele Benicio
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Astronomia, ou Astrofísica (do grego astron "estrela" e
nomos "lei" ou "cultura") é um ciência natural que estuda corpos celestes e fenômenos que se originam fora da
atmosfera da Terra.
Definição
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Desde os primórdios o ser humano olha para o céu e vê corpos celestescom seus movimentos e tenta entendê-los, por motivos religiosos oupráticos (prever as estações do ano, agricultura, orientação,navegação) ou por curiosidade.
Os conhecimentos astronômicos dos povos antigos se manifestaram namaioria dos casos nos seus calendários e em alinhamentos das suasconstruções com corpos celestes, direções especiais na rosa de ventos,entre outros.
Astronomia Antiga
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Egito – desde 5º milênio a. C.
Corredores da pirâmide de Gizeh, alinhados com estrelas.
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Stonehenge – 3000 a 1100 a.C.
É um alinhamento megalítico
da Idade do Bronze, localizado
no Sul da Inglaterra.
Constitui-se no mais visitado e
conhecido círculo de pedrasbritânico, e até hoje é incerta a
origem da sua construção,
bem como da sua função, mas
acredita-se que era usado para
estudos astronômicos, mágicosou religiosos. Há um
alinhamento das pedras com o
nascer do Sol no solstício de
verão.
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China – desde 3000 a.C.
Astrolábio no observatório antigo de Pequim
Os chineses usavam um calendário lunar-
solar, mas devido à diferença entre os
ciclos do Sol e da Lua, astrônomos
frequentemente preparavam novos
calendários e faziam observações paraesse propósito.
Vários séculos antes de Cristo, os chineses
sabiam a duração do ano e usavam um
calendário de 365 dias. Deixaram registros
de anotações precisas de cometas,meteoros e meteoritos desde 700 a.C. Mais
tarde, também observaram as estrelas.
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Estados Unidos – roda medicinal de Bighorn – desde 2500 a.C.
Há um acordo geral que foi
construído aproximadamente há 200
anos pelos índios nativos americanos,
e que os seus 28 "raios" podem
simbolizar os dias em um mês lunar.Para os nativos americanos, esta
continua a ser um local sagrado ecerimonial.
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Babilônia/Mesopotâmia – desde 1200 a.C.
Calendário Babilônico
O calendário babilônico é um dos
calendários mais antigos do mundo, possui
12 meses lunares, de 29 ou 30 dias cada
um, cujo início é assinalado pelo
aparecimento da lua nova.O ano babilônico tem 354 dias, 11 dias a
menos que o solar. Para resolver essa
defasagem, acrescenta-se um mês
complementar (13º mês) a cada três anos.
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México – 900 d.C.
Chichen Itza é uma cidade arqueológica
localizada no estado mexicano de Lucatã que
funcionou como centro político e econômico
da civilização maia. Suas escadas representam
o calendário maia, um ano maia, 365 dias.
O Calendário Asteca, também conhecido
como Pedra do Sol, era baseado no ano solar,
assim possuindo 365 dias, possui semelhanças
com o calendário maia.
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Nascimento da ciência
Na Grécia antiga nasceu a ciência (~550 a.C.),
como a conhecemos hoje, com indução, dedução,
análise, teorias, hipóteses, etc.
Pitágoras de Samos
"Inventou" a matemática e fez hipóteses sobre a
organização do Universo:
- A Terra é esférica;- Os planetas movem-se em diferentes velocidades
nas várias órbitas ao redor da Terra;
- Há uma ordem que domina o Universo.
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Por que analisar o comportamento dos corpos celestes?
- Fascinação natural;
- Necessidade: marcação do tempo.
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Contagem do Tempo
Dia: período que o Sol demorava para percorrer o céu
Semana: período entre as fases da Lua
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Mês: período entre duas luas novas.
Ano: A variação da altura do sol no horizonte permitiu uma nova descoberta, os
equinócios, duração do dia igual à da noite, esta periodicidade foi calculada em
365 dias, aproximadamente doze vezes a duração do mês lunar. Este cálculolevaria mais tarde à divisão do ano em doze meses.
Contagem do Tempo
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Surgimento da Agricultura
- Surgimento da agricultura no neolítico;- Agricultura + percepção humana de causa/efeito + estações do ano;- Aparecimento de determinadas estrelas era usado como marcador doinício da colheita e da semeadura.
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Visão Cosmológica - Grécia Antiga
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- Mundo sensível e mundo inteligível: Obra Timeu, Demiurgo e a compreensão
adequada sobre as coisas do mundo sensível deveria abstrair as suas imperfeições
e chegar até a sua essência.
- A "geometrização" da natureza (ruptura com os padrões de pensamento vigentes
nas outras civilizações da antiguidade)
Platão
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Dois dogmas:
- Os corpos celestes só podem ser esferas, que realizam movimentos circulares
com velocidade uniforme
- A Terra é imóvel e está no centro do Universo
Dogma do círculo
Esfera de estrelas girando em torno da
Terra imóvel, já que círculos e esferas eram
vistos como as formas mais perfeitas.
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Aluno de Platão, realizou observações eacrescentou mais esferas carregandoplanetas.
Primeira tentativa de descrever osfenômenos mantendo-se fiel aos doisdogmas básicos.
Sistema Platônico: Eudóxio de Cnido
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Aristóteles - 384 a.C. - 322 a.C.
Filósofo grego, aluno de Platão,professor de Alexandre o Grande.Seus escritos abrangem diversosassuntos, como a física,a metafísica, as leis da poesia edo drama, a música, a lógica,a retórica, o governo, a ética
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A física aristotélica
Mundo sublunar: espaço da corrupção e do
movimento.
Mundo supralunar: perfeito e eterno, acessível
pelo raciocínio.
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Movimento da Terra
Caso girasse, um objeto lançado verticalmente não tornaria a cair no mesmoponto, mas com algum recuo, pois, no meio tempo, nosso planeta teria se
deslocado
Desconhecia-se a física do movimento ou princípio da inércia
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Um objeto que está em repouso ficará em repouso a não ser que uma força
resultante haja sobre ele.
Um objeto que está em movimento não mudará a sua velocidade a não ser queuma força resultante haja sobre ele.
Física newtoniana
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- Finito
- Delimitado pela esfera das Fixas
Éter: substância exclusiva do céu, incorruptível com a propriedade de manter o
movimento circular e uniforme
- Primeiro motor imóvel
Universo para Aristóteles
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Discípulo de Platão
Primeiro a explicar o movimento aparente das
Estrelas fixas pela rotação da Terra sobre si mesma (oque foi “refutado” por Aristóteles)
Heráclides do Ponto [388 - 315 a.C.]
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Alexandria
A Biblioteca Real
de Alexandria ou Antiga Biblioteca
de Alexandria foi uma das
maiores bibliotecas do mundo antigo.
Floresceu sob o patrocínio da dinastia ptolemaica e existiu até a Idade
Média, quando supostamente foi
totalmente destruída por um incêndio
cujas causas são controversas.
Grandes pensadores frequentavam a biblioteca.
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Sabia-se que em Siene(S), num certo dia do ano, o Sol ficava "a pino" e que no
mesmo dia, em Alexandria (A) - a oitocentos mil metros de Siene que correspondia
a 7º.
Erastótenes [276 - 194 a.C.]
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- Percursor de Copérnico, elaborou uma teoria heliocêntrica total:
- A Terra giraria em torno de si - explicando o dia e a noite; e os planetas -
incluindo a Terra - girariam em torno do Sol explicando assim os movimentos
aparentes
Porém, não havia evidências! Era baseada em sua intuição.
- Realizou medições (embora com erros consideráveis) em busca do diâmetro da
Lua e da distância entre ela e a Terra.
Aristarco de Samos [310 - 230 a.C.]
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- Autor do Almagesto (o grande livro – catálogo
de estrelas, descrevia também o geocentrismo e
o movimento aparente das estrelas)
- Contribuiu para divulgar o astrolábio e o mapaceleste de Hiparco
- Também escreveu sobre astrologia
Ptolomeu [90-168 d.C]
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Em busca de prever os fenômenos com precisão sem
abandonar os princípios da velocidade uniforme, movimentocircular e geofixismo, Ptolomeu acrescenta até 40 epiciclos
nas órbitas de planetas, acrescenta um excêntrico e umequante.
O sistema Ptolomaico
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Excêntrico: a Terra está situada fora do centro da órbita dos
planetas.
Equante: ponto distinto da posição da Terra e do centro daórbita, sendo o ponto em relação ao qual os planetas semovem a um velocidade uniforme.
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CPosteriormente teorizou-se a possibilidade de descrever qualquer órbitausando epiciclos.
Epiciclo
Cada planeta faz um movimento
circular uniforme, chamado
epiciclo, em torno de um ponto
que faz um movimento circular
uniforme em torno da Terra.A orbita deste ponto se chama
deferente. Explica o movimento
retrogrado dos planetas, pelo
menos qualitativamente e o
maior brilho durante o trechoretrogrado.
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Previa melhor as posições dos planetas. Mas ainda
não perfeitamente. Nos séculos seguintes foramacrescentados mais e mais epiciclos
para manter a concordância.
O modelo se tornou muito complicado.
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- Forma esférica da Terra
- Terra imóvel, no centro do Universo pequeno, redondo, cercado daesfera das Estrelas fixas
- Mundo dividido em duas partes: sublunar e supralunar
- Dogma do movimento circular
Em resumo...
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Heliocentrismo
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Com novas observações, surgiam novos fenômenos
a serem explicados
O modelo ptolomaico era muito complexo.
Modelo mais simples para explicar os fenômenos:
heliocêntrico
Não apresentou provas observacionais.
Nicolau Copérnico [1473-1543]
No entanto as posições dos planetas previstas pelo
modelo copernicano não batiam melhor que
aquelas previstas pelo modelo ptolomaico
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- Universo infinito
- Estrelas: sóis, em torno dos quais giram outros planetas
- Possibilidade de vida inteligente nestes outros planetas
- Condenado pela Inquisição
- Hipóteses mais ousadas que Copérnico
Giordano Bruno
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A Terra, quando ultrapassa um planeta mais distante do Sol,
cuja velocidade é menor, faz com que ele pareça "andarpra trás"
Movimento retrógrado no sistema heliocêntrico
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CO modelo de Copérnico contestava o geocentrismo, mas ainda se guiava pela ideia
de que os movimentos são circulares e que há uma diferença entre o mundo
sublunar e supralunar.
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Galileu Galilei
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Aperfeiçoamento da Luneta
- Montanhas na Lua e manchas solares
- As luas (galileanas) de Júpiter
- Observação das fases de Vênus: só poderia acontecer num sistema heliocêntrico
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As fases de Vênus
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Defesa do Heliocentrismo:
Galileu e o Papa Urbano VIII
Em 1633, o papa Urbano VIII livrava
Galileu Galilei da morte, mas o
condenava a uma espécie de prisão
domiciliar para o resto da vida.
Com uma interpretação literal daBíblia, a Igreja Católica não aceitava
que essa teoria fosse tratada como
verdade - apenas como hipótese.
Galileu chegou a ser perdoado - em
1992, mais de três séculos depois, pelopapa João Paulo II.
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O fim do paradigma da física aristotélica
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- Foi um astrônomo observacional: compilou dados que Kepler usaria mais tarde
- Propôs um sistema em que os planetas giram à volta do Sol e este orbitava em
torno da Terra
Tycho Brahe [1546-1601]
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Estuda as observações de Tycho Brahe echega a leis do movimento planetário, quecontrariam a Física aristotélica.
Johannes Kepler [1571-1630]
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"O planeta em órbita em torno do Sol descreve uma elipse em que o Solocupa um dos focos"
1ª Lei de Kepler
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A linha que liga o planeta ao Sol varre áreas iguais em tempos iguais.
Determina que os planetas se movem com velocidades diferentes, dependendo
da distância a que estão do Sol.
Periélio é o ponto mais próximo do Sol, onde o planeta orbita mais rapidamente.
Afélio é o ponto mais afastado do Sol, onde o planeta move-se mais lentamente.
2ª e 3ª Leis de Kepler
E há uma relação entre a distância do
planeta e o tempo que ele demora para
completar uma volta em torno do Sol:
quanto mais distante estiver do Sol mais
tempo leva.
Contraria os princípios aristotélicos!
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Explica a mecânica celeste, a Física envolvida nas leis de Kepler dá fim à ideia
aristotélica de uma diferença entre o mundo sublunar e supralunar.
Física Moderna: Sir Isaac Newton [1643 - 1727]
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Galileu é considerado o começo da astronomia moderna...
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Próxima Aula 22/03:
Sistema Solar: Terra, Lua e Sol