Breve introdução histórica

Aula 2

Vitor de Souza

   

Desculpas / Aviso:

A maior parte do conteúdo destas aulas forão extraídas de livro, aulas e sítios disponíveis na internet e artigos científicos. Nem sempre as 

citações apropriadas são feitas devido ao curto tempo disponível para a preparação das aulas por 

isso cabe aqui um pedido de desculpas aos autores originais.  Nas próximas versões deste 

curso atualizarei as aulas acrescentando as citações merecidas.

   

   

Tales de Mileto (~600 A.C)

● A Terra é um disco achatado● Alega­se que ele foi capaz de prever um 

eclipse solar. Como ???!!!!● Tudo o resto gira em torno da Terra

   

Anaximandro (~550 A.C.)

● Terra esta em equilíbrio no centro do Universo porque só assim ela não cairá;

● A Terra é um cilindro;● O céu é uma esfera sólida;● Os objetos estão em diferentes camadas no 

céu;● As estrelas são furos na esfera sólida;● Medida 

   

Universo de Anaximandro

   

Anaxímenes de Mileto (~500 A.C)

● As estrelas estão pregadas na esfera celeste;● A Terra é um disco achatado flutuando no ar;

   

Xenofanes de Colophon ( ~500 A.C.)

● Terra plana e sem limites, ancorado no infinito;● Sol e estrelas são nuvens condensadas;● A trajetória dos astros são retilíneas e a 

aparência circular é ilusão;

   

Parmênides (~450 A.C)

● Terra era uma esfera;● dividiu a Terra em cinco zonas: tropical, temperadas e 

glaciais;

● O universo é uma série de camadas concêntricas;● A Lua reflete a luz do Sol;● A Lua e o Sol se desprenderam da Via Láctea;● As estrelas estão mais próximas da Terra do que a 

Lua e o Sol;

   

Pitágoras (~500 A.C)

● O Universo é governado pela Matemática;● Terra, água, ar e fogo;● Identificou Vênus;● Lua reflete a luz do Sol;● Planetas tem órbita inclinada em relação ao 

equador celeste;

   

Filolau (~480 A.C)

● A Terra não está no centro do Universo;● No centro tem um fogo: Héstia;● A Terra é esférica e gira em torno do fogo central;● Lua, sol e planetas também giram em torno do 

fogo central: Terra, a Lua, o Sol, Vênus, Mercúrio, Marte, Júpiter e Saturno;

● Existe uma Anti­Terra entre a Terra e o fogo central;

   

Eudoxo (~350 A.C)

● Ciclo solar = (3 x 365 + 366 dias);● A Terra está no centro do Universo;● Cada planeta está ligado a várias esferas 

homocentricas;● Explicava a diferença de duração das estações

   

Eudoxo (~350 A.C)

● Ciclo solar = (3 x 365 + 366 dias);● A Terra está no centro do Universo;● Cada planeta está ligado a várias esferas 

homocentricas;● Explicava a diferença de duração das estações:

● Verão = 88.99 dias● Primavera = 92.75 dias● Inverno = 93.65 dias● Outono = 89.95 dias

   

Eudoxo (~350 A.C)

   

Aristóteles (~350 A.C.)

● Universo esférico e finito;● Quatro elementos;● Terra imóvel no centro;● Esferas homocêntricas de Eudoxo;● Esferas eram reais de cristal transparente;● Acrescentou esferas pra Marte;● “Explicou” eclipses do Sol e da Lua;● Sombra da Terra na Lua ­> Terra é esférica ­ Também 

porque estrelas visíveis no Egito não o são da Grécia. 

   

Aristóteles (~350 A.C.)

   

Heráclides Ponticus (~350 A.C.)

   

Aristarco (~260 A.C.)

● O Sol estava no centro do Universo;● Dava os mesmos resultados que Aristóteles;● Medio o tamanho e as distâncias relativas do 

sistema Sol, Terra e Lua

   

Aristarco (~260 A.C.)Distâncias

Semelhança de triângulos + 

Tamanho angular do sol e da lua são iguais

   

Aristarco (~260 A.C.)Tamanhos

   

Aristarco (~260 A.C.)

   

Erastóstenes (~276 A.C.)

● Mediu o tamanho da Terra● 1 stadium ~185 m em Attic ­>  16% de erro.● 1 stadium ~ 157.5 m no Egito ­> 1% de erro.

   

Hiparcos (~150 A.C.)

● Construiu um observatório na ilha de Rodes;● Fez medidas precisas● Fez um catálogo de estrelas;● Criou um sistema de magnitudes;● Mediu a precessão da Terra (~26000 anos);● Mediu precisamente a distância da Terra a Lua.

   

Ptolomeu (85 D.C.)

● Compilou o Almagesto;● Epiciclos;

   

Ptolomeu (85 D.C.)

● Compilou o Almagesto;● Epiciclos;

   

   

Copérnico (1543)

● Sol no centro;● Terra gira em torno do próprio eixo e do Sol;● Planetas tem movimento circular e uniforme;● Ordem correta dos planetas: Perído 

proporcional a distância.● Explica o movimento retrógrado.

   

Galileu (1564­1642)

● Luneta● Luas de Júpiter:

● existem astro que não giram em torno da Terra.

● Sombras na Lua

   

O desenho a esquerda mostra as observações da Lua feita por Galileu Galileu em1616. Note nos desenhos que Galileu foi capaz de observar pela primeira vezo relevo do solo Lunar através das sombras irregulares. A foto no meio mostra a primeira foto da lua feita por um satelite enviado pela então URSS em 1959. A foto da direita mostra a primera pegada humana na Lua.

   

   

O desenho acima mostra as observações feitas por Tycho Brahe em 1572. Nesta época ainda não se utilizavam telescópios. No desenho, Tycho marcauma estrela pela letra I. Esta estrela não estava lá no dia anterior, ou seja,ela apareceu de um dia pro outro. Esta foi a primeira evidência de que o céu não era estatíco, quebrando as teorias vigentes sobre o Universo. Estes objeto passaram a ser chamados de supernova. A imagem a direitafeita pelos telescópios Chandra, Sptizer e Calar Alto mostra uma foto atual da mesma supernova vista por Tycho Brache em 1572.

   

   

Newton (1643 ­ 1727)

● Fim da era empírica

F=d pdt

F=−G M m

r2 r

   

A foto da direita mostra um eclipse do Sol que aconteceu em 1919 e foi tirada em Sobral, Ceára, por um equipe coordenada pelo Sir Arthur Eddington. Esta foto foi a primeira comprovação da Teoria da Relatividade Geral deAlbert Einsten. Após analisar estas fotos os cientistas concluiram que a luz curva­se ao atravessar um região com campo gravitacional intenso comprovando assim as previsões de Einstein. A foto da direita feita pelo telescópioHubble  mostra um quasar multiplicado por 4 pela gravidade de um galáxia grande.O quasar está no centro da imagem, mas sua luz é desviada pela gravidade da galáxia como uma lente e nós aqui na Terra vemos 4 imagens do mesmo objeto. Está é uma demostração atual da mesma Teoria da Relativadade de Einstein feita em 1919.

   

Em 1937 F. Zwicky (ApJ 86, (1937) 217) estudou a velocidade de rotação de galáxias em aglomerados de galáxias. Seus resultados, ilustrados na figuraa esquerda mostravam a ausência da matéria luminosa no sistema. Tal fato foi interpretadocomo a primeira evidência de um tipo de matéria escura no Universo. Até hoje, váriosexperimentos procuram evidência uniquivocas da existência e propriedade da Matéria Escura.A direita vê­se uma foto atual feita pela NASAdo mesmo conjunto de galáxias.

   

Na década de 60, satélites foram lançados pelos EUA para monitorar testes nuclearesdos seus inimigos. A análise do sinal desses satélites mostravam grandes explosões vindasda direção oposta da Terra, ou seja, do Universo. Assim foram descobertas essas explosõesem galáxias distantes chamadas de Gamma­Ray Bursts. Esses são os acontecimentos maisluminosos que acontencem no Universo e os detalhes de como essas explosõesacontencem ainda não são compreendidos.  A figura a esquerda mostra a distribuição das explosões no Universo e a figura a direita mostra uma ilustração artística de como essasexplosões poderiam acontecer no interior de uma região formadora de estrelas.

   

A figura acima feito pelo satélite WMAP da NASA mostra a distribuição espacial da radiação eletromagnética de fundo. Esta radiação ocupa o espaço todo de forma uniforme e é umarelíquia dos primórdios do Universo. Estes resultados foram utlizados paradeterminar a idade do Universo ( maior que 13.73 bilhões de ano), para limitar a curvatura do espaço e para inferir a porcentagem de matéria escura noUniverso. 

   

A imagem acima feita em 1996 pelo telescópio Hubble da NASA mostra as gálaxias maisdistantes já vistas pelo ser humano. Cada ponto brilante nesta imagem é umagálaxia com bilhões de estrelas em seu interior. Esta imagem tem sido usada para estudar a evolução do Universo até os tempos mais remotos.

   

A figura acima mostra a distribuição de matéria neste ablomerado de galáxias e foi publicada em ApJ Letters 648 (2006) 109–113.  Em vermelho vê­se a concentração de matéria vista em raio­X.  Em azul vê­se a intensidade do campo gravitacionalcalculado a partir de efeitos de lentes gravitacionais. Este resultado aponta para a existência de matéria escura que não pode ser explicado por alternativas da Teoria da Gravitação de Newton.

   

Em 2007 o telescópio VLT no Chile tira a primeira foto de um planeta fora dosistema solar. A imagem acima mostra o planeta em vermelho e a estrela que eleorbita no centro da figura. Hoje já são conhecidos mais de 300 planetas fora dosistema solar graças ao avanço dos telescópio e ao uso de novas técnicas de análise.

   

A nave espacial Voyage lançada em 1977 atinge os limites do sistema solar. Elaé a construção humana mais longe da Terra. Desde lá ela envia sinais sobre a estrutura do sistema solar, sobre campos magnéticos e os raios cósmicos. A naveleva o disco dourado mostrado na figura a direita com mensagem, sons e imagensrepresentativasda vida na Terra.

   

O Observatório Pierre Auger mediu uma correlação entre a direção de chegada de eventos de altas energias com a posição de núcleos ativos de galáxia. Esta é a primeira medida de correlação com fontes e representa uma avanço significativo na compressão dos eventos de mais altas energias do Universo.  O trabalho foi públicado na capa da revista Science 318 (2007) 938 e aponta para a possibilidade de realizarmos astronomiacom partículas carregadas.