Evolução da Astronomia
Antiga
Evolução da Astronomia
AntigaR. BoczkoR. Boczko
IAG-USPIAG-USP
290509
Mundo na AntigüidadeMundo na Antigüidade
LuaLua
SS ll
Estrelas (~6000)Estrelas (~6000)
MarteMarteMercúrioMercúrioJúpiterJúpiterVênusVênus
SaturnoSaturno
Astronomia x AstrologiaAstronomia x Astrologia
Astronomia Astronomia é a é a CiênciaCiência que que estuda os astros usando o estuda os astros usando o
método científico.método científico.
AstrologiaAstrologia é a é a superstiçãosuperstição que que pretendepretende correlacionar as correlacionar as
posições dos astros e suas posições dos astros e suas influências sobreinfluências sobre
o homem.o homem.
AstrologiaAstrologia e e AstronomiaAstronomia
Ast
ron
om
ia
Ast
rolo
gia
Método CientíficoMétodo Científico( Galileu ~séc. XVII )( Galileu ~séc. XVII )
Superst
ição Ciência
AstronomiaAntiga
Equador
Ulugh BegCatálogos estelares
Alguns Astrônomos Alguns Astrônomos FamososFamosos
PtolomeuSistema Geocêntrico
HiparcosDistância Terra-Lua
EratóstenesRaio da terra
AristarcoProcesso p/ obter a distância até o Sol
AristótelesGeocentrismo filosófico
HeráclidesSistema híbrido
PitágorasTerra esférica
KeplerRaios orbitais
Órbitas elípticas
GalileuUso do telescópio
Tycho BraheExcelente observador
CopérnicoSistema Heliocêntrico
FilolauHeliocentrismo religioso
TalesPrevisão de eclipse solar
PlatãoEstrelas fixas na esfera e planetas errantes
EudoxoGeocentrismo
NewtonMecânica Clássica
200
400
1000
800
600
400
200
1200
1400
16000
1800
2000
600
Stonehenge: (Saxônico: Pedra suspensa)
Sistema de coordenadas de cerca de 4.000 anosSistema de coordenadas de cerca de 4.000 anos
InglaterraSalisbury
Evolução das idéias Evolução das idéias sobre a sobre a
Estrutura do MundoEstrutura do Mundo
Heliocentrismo religioso ou
filosófico
Sol
Akenaton( Egípcio, séc. XIV a.C. )
Heliocentrismo porHeliocentrismo porconvicção religiosa !convicção religiosa !
Sol
Mundo
Heliocentrismo( Filolau, Grego 480 a.C.- ? )
TerLua
Mer Vên
SolSolMar
Júp
SatSat
Lua gira em torno do
Sol!
O Sol era um fogo sagrado !
Ulugh BegCatálogos estelares
Alguns Astrônomos Alguns Astrônomos FamososFamosos
PtolomeuSistema Geocêntrico
HiparcosDistância Terra-Lua
EratóstenesRaio da terra
AristarcoProcesso p/ obter a distância até o Sol
AristótelesGeocentrismo filosófico
HeráclidesSistema híbrido
PitágorasTerra esférica
KeplerRaios orbitais
Órbitas elípticas
GalileuUso do telescópio
Tycho BraheExcelente observador
CopérnicoSistema Heliocêntrico
FilolauHeliocentrismo religioso
TalesPrevisão de eclipse solar
PlatãoEstrelas fixas na esfera e planetas errantes
EudoxoGeocentrismo
NewtonMecânica Clássica
200
400
1000
800
600
400
200
1200
1400
16000
1800
2000
600
Aristarco(séc. III a.C.)
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PtolomeuSistema Geocêntrico
HiparcosDistância Terra-Lua
EratóstenesRaio da terra
AristarcoProcesso p/ obter a distância até o Sol
AristótelesGeocentrismo filosófico
HeráclidesSistema híbrido
PitágorasTerra esférica
KeplerRaios orbitais
Órbitas elípticas
GalileuUso do telescópio
Tycho BraheExcelente observador
CopérnicoSistema Heliocêntrico
FilolauHeliocentrismo religioso
TalesPrevisão de eclipse solar
PlatãoEstrelas fixas na esfera e planetas errantes
EudoxoGeocentrismo
NewtonMecânica Clássica
200
400
1000
800
600
400
200
1200
1400
16000
1800
2000
600
TerLua
Mer Vên
SolSolMar
Júp
SatSat
A partir de tentativas de medir a distância da
Terra-Sol em unidades de distância Terra-Lua:
Sol tem que ser muito maior qua a Lua e a
Terra
Sol no centro do Mundo
Idéias sobre a forma da
Terra
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Alguns Astrônomos Alguns Astrônomos FamososFamosos
PtolomeuSistema Geocêntrico
HiparcosDistância Terra-Lua
EratóstenesRaio da terra
AristarcoProcesso p/ obter a distância até o Sol
AristótelesGeocentrismo filosófico
HeráclidesSistema híbrido
PitágorasTerra esférica
KeplerRaios orbitais
Órbitas elípticas
GalileuUso do telescópio
Tycho BraheExcelente observador
CopérnicoSistema Heliocêntrico
FilolauHeliocentrismo religioso
TalesPrevisão de eclipse solar
PlatãoEstrelas fixas na esfera e planetas errantes
EudoxoGeocentrismo
NewtonMecânica Clássica
200
400
1000
800
600
400
200
1200
1400
16000
1800
2000
600
Tales( Grego, séc. VI a.C. )
Terra
A Terra é um disco chato numUniverso infinito de água
Altura do PN em diferentes posições
na Terra suposta plana
Horizonte
PN
Observador na posição 1
h1S
Sentido do deslocamento do observador
h2 = h1 =
Nh2
Observador na posição 2
PN
Estrela Polar
suposta no
infinito
Variação observada na altura da estrela Polar
HorizonteN
Polar
Observador na posição 1
h1h2
Observador na posição 2
S
Sentido do deslocamento do observador
h2 h1
Inferência:A estrela Polar estaria
muito próxima da Terra e essa seria plana.
Outra explicação
para a variação na altura do PN
Horiz. 1 h1N
PN
Horiz. 2h2
N
PN
w
Horiz. 2
Horiz. 1
h2
h1
N
PNPN
PN
PS
Anaximandro( Grego, séc. VI a.C. )
Eixo derotação
EquadorW
L
PN
Eclíptic
a
Eclíptic
a Terra
Universocomposto por
ápeirion (infinito)
w
Horiz. 1
Horiz. 2
h1h2
Variação na altura da
estrela Polar
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Alguns Astrônomos Alguns Astrônomos FamososFamosos
PtolomeuSistema Geocêntrico
HiparcosDistância Terra-Lua
EratóstenesRaio da terra
AristarcoProcesso p/ obter a distância até o Sol
AristótelesGeocentrismo filosófico
HeráclidesSistema híbrido
PitágorasTerra esférica
KeplerRaios orbitais
Órbitas elípticas
GalileuUso do telescópio
Tycho BraheExcelente observador
CopérnicoSistema Heliocêntrico
FilolauHeliocentrismo religioso
TalesPrevisão de eclipse solar
PlatãoEstrelas fixas na esfera e planetas errantes
EudoxoGeocentrismo
NewtonMecânica Clássica
200
400
1000
800
600
400
200
1200
1400
16000
1800
2000
600
Pitágoras( Samos, Grécia, séc. VI a.C. )
Propôs de que a Terra fosse esférica
Esfericidade da TerraEsfericidade da Terra
Lua
Tipos de Eclipses Lunares
Sol TerraLua EclipseLunar
EclipseSolar
Sol
Lua
Lua
Lua
EclipseLunarTotal
Parcial
Esfericidade da Terra( Eclipse Lunar )
LuaCheia
Lua
Sombrada
Terra
Sombra sempre circular da Terra
12h
18h
06h
00hSol Terra
00hSol TerraTerraplanaplana
06h
SolTerraTerraplanaplana
Conclusão: para a sombra da Terra ser sempre circular, a Terra deve
ser esférica
Geocentrismo por convicção
Terra
Ulugh BegCatálogos estelares
Alguns Astrônomos Alguns Astrônomos FamososFamosos
PtolomeuSistema Geocêntrico
HiparcosDistância Terra-Lua
EratóstenesRaio da terra
AristarcoProcesso p/ obter a distância até o Sol
AristótelesGeocentrismo filosófico
HeráclidesSistema híbrido
PitágorasTerra esférica
KeplerRaios orbitais
Órbitas elípticas
GalileuUso do telescópio
Tycho BraheExcelente observador
CopérnicoSistema Heliocêntrico
FilolauHeliocentrismo religioso
TalesPrevisão de eclipse solar
PlatãoEstrelas fixas na esfera e planetas errantes
EudoxoGeocentrismo
NewtonMecânica Clássica
200
400
1000
800
600
400
200
1200
1400
16000
1800
2000
600
Platão(Grego, IV a.C.)
Terra
Céu
As estrelas estão fixas à
esfera celeste.
Platão
Os planetas vagam entre as duas esferas.
Sistema Geocêntrico( Eudoxo de Cnido, grego, séc. IV a .C. )
Esfera das estrelas fixas
Ter
Lua
MerVên
Sol
Mar
Júp
Sat
Ulugh BegCatálogos estelares
Alguns Astrônomos Alguns Astrônomos FamososFamosos
PtolomeuSistema Geocêntrico
HiparcosDistância Terra-Lua
EratóstenesRaio da terra
AristarcoProcesso p/ obter a distância até o Sol
AristótelesGeocentrismo filosófico
HeráclidesSistema híbrido
PitágorasTerra esférica
KeplerRaios orbitais
Órbitas elípticas
GalileuUso do telescópio
Tycho BraheExcelente observador
CopérnicoSistema Heliocêntrico
FilolauHeliocentrismo religioso
TalesPrevisão de eclipse solar
PlatãoEstrelas fixas na esfera e planetas errantes
EudoxoGeocentrismo
NewtonMecânica Clássica
200
400
1000
800
600
400
200
1200
1400
16000
1800
2000
600
27esferas
AristótelesAristóteles(Grego, séc. IV a.C. )
Geocentrismo por convicção
filosófica!
Mundo
Terra
Esfera das estrelas fixas
Ter
Lua
MerVên
Sol
Mar
Júp
Sat ÁguaArTerraFogo
Éter
Ulugh BegCatálogos estelares
Alguns Astrônomos Alguns Astrônomos FamososFamosos
PtolomeuSistema Geocêntrico
HiparcosDistância Terra-Lua
EratóstenesRaio da terra
AristarcoProcesso p/ obter a distância até o Sol
AristótelesGeocentrismo filosófico
HeráclidesSistema híbrido
PitágorasTerra esférica
KeplerRaios orbitais
Órbitas elípticas
GalileuUso do telescópio
Tycho BraheExcelente observador
CopérnicoSistema Heliocêntrico
FilolauHeliocentrismo religioso
TalesPrevisão de eclipse solar
PlatãoEstrelas fixas na esfera e planetas errantes
EudoxoGeocentrismo
NewtonMecânica Clássica
200
400
1000
800
600
400
200
1200
1400
16000
1800
2000
600
55esferas
Ulugh BegCatálogos estelares
Alguns Astrônomos Alguns Astrônomos FamososFamosos
PtolomeuSistema Geocêntrico
HiparcosDistância Terra-Lua
EratóstenesRaio da terra
AristarcoProcesso p/ obter a distância até o Sol
AristótelesGeocentrismo filosófico
HeráclidesSistema híbrido
PitágorasTerra esférica
KeplerRaios orbitais
Órbitas elípticas
GalileuUso do telescópio
Tycho BraheExcelente observador
CopérnicoSistema Heliocêntrico
FilolauHeliocentrismo religioso
TalesPrevisão de eclipse solar
PlatãoEstrelas fixas na esfera e planetas errantes
EudoxoGeocentrismo
NewtonMecânica Clássica
200
400
1000
800
600
400
200
1200
1400
16000
1800
2000
600
Sistema Geocêntrico Puro( Ptolomeu, séc. II )
Esfera das estrelas fixas
Ter
LuaLuaMer
Vên
SolSol
Mar
Júp
SatSat
Geocentrismo, mas ... com ressalvas!
Terra
Vênus após o pôr-do-sol
1
2
3
4
56
7 8
Sistema Híbrido( Heráclides, séc. IV a .C. )
Esfera das estrelas fixas
Ter
Lua
Mer
Vên
Mar
Júp
SatSat
Ulugh BegCatálogos estelares
Alguns Astrônomos Alguns Astrônomos FamososFamosos
PtolomeuSistema Geocêntrico
HiparcosDistância Terra-Lua
EratóstenesRaio da terra
AristarcoProcesso p/ obter a distância até o Sol
AristótelesGeocentrismo filosófico
HeráclidesSistema híbrido
PitágorasTerra esférica
KeplerRaios orbitais
Órbitas elípticas
GalileuUso do telescópio
Tycho BraheExcelente observador
CopérnicoSistema Heliocêntrico
FilolauHeliocentrismo religioso
TalesPrevisão de eclipse solar
PlatãoEstrelas fixas na esfera e planetas errantes
EudoxoGeocentrismo
NewtonMecânica Clássica
200
400
1000
800
600
400
200
1200
1400
16000
1800
2000
600
Problemas no geocentrismoTerra
Teoria versus Observação
?
Errooou !Estou aquiiii !
Calculei !Estará lá !
Sistema de Epiciclos( Apolônio, séc. III a .C. )
PlanetaGira com MCU em torno de E
Deferente
E:Ponto fictício que tem MCU em torno
da Terra
Ter
EEpiciclo
Movimento com
epiciclos
Deferente Epiciclo
Sistema Complexo de Epiciclos
Ter
Planeta
E
Deferente
Epiciclo
Epiciclo
Epiciclo
Cada epiciclo pode ser o deferente de
outro epiciclo
Geocentrismo forçado!
Terra
( Ptolomeu, séc. II )
Ulugh BegCatálogos estelares
Alguns Astrônomos Alguns Astrônomos FamososFamosos
PtolomeuSistema Geocêntrico
HiparcosDistância Terra-Lua
EratóstenesRaio da terra
AristarcoProcesso p/ obter a distância até o Sol
AristótelesGeocentrismo filosófico
HeráclidesSistema híbrido
PitágorasTerra esférica
KeplerRaios orbitais
Órbitas elípticas
GalileuUso do telescópio
Tycho BraheExcelente observador
CopérnicoSistema Heliocêntrico
FilolauHeliocentrismo religioso
TalesPrevisão de eclipse solar
PlatãoEstrelas fixas na esfera e planetas errantes
EudoxoGeocentrismo
NewtonMecânica Clássica
200
400
1000
800
600
400
200
1200
1400
16000
1800
2000
600
Geocentrismocom epiciclos
LuaMer
Mar
Vên Júp
Sat
Céu
Ter
( Ptolomeu, séc. II )
Astrônomos árabes
Ulugh BegCatálogos estelares
PtolomeuSistema Geocêntrico
HiparcosDistância Terra-Lua
EratóstenesRaio da terra
AristarcoProcesso p/ obter a distância até o Sol
AristótelesGeocentrismo filosófico
HeráclidesSistema híbrido
PitágorasTerra esférica
KeplerRaios orbitais
Órbitas elípticas
GalileuUso do telescópio
Tycho BraheExcelente observador
CopérnicoSistema Heliocêntrico
FilolauHeliocentrismo religioso
TalesPrevisão de eclipse solar
PlatãoEstrelas fixas na esfera e planetas errantes
EudoxoGeocentrismo
NewtonMecânica Clássica
200
400
1000
800
600
400
200
1200
1400
16000
1800
2000
600
Observatóriode Istambul
(Turquia)
?
Milênio perdido no Milênio perdido no ocidenteocidente
Giordano Bruno( Italiano, séc. XVI ) O espaço é infinito.
As estrelas são outros sóis.As estrelas são outros sóis. Em torno delas giram outros
planetas com outros seres vivos. A Terra se move.A Terra se move.
Temos que manter nossa reserva de
mercado!!!!
Astronomia renascentista
Sistemade Tycho Brahe(séc. XVI)
Esfera das estrelas fixas
Ter
Lua
Mer Vên
Mar
SatSat
Júp
Ulugh BegCatálogos estelares
Alguns Astrônomos Alguns Astrônomos FamososFamosos
PtolomeuSistema Geocêntrico
HiparcosDistância Terra-Lua
EratóstenesRaio da terra
AristarcoProcesso p/ obter a distância até o Sol
AristótelesGeocentrismo filosófico
HeráclidesSistema híbrido
PitágorasTerra esférica
KeplerRaios orbitais
Órbitas elípticas
GalileuUso do telescópio
Tycho BraheExcelente observador
CopérnicoSistema Heliocêntrico
FilolauHeliocentrismo religioso
TalesPrevisão de eclipse solar
PlatãoEstrelas fixas na esfera e planetas errantes
EudoxoGeocentrismo
NewtonMecânica Clássica
200
400
1000
800
600
400
200
1200
1400
16000
1800
2000
600
Tycho BraheTycho Brahe(1564 - 1601)
Legado:
• Observações precisas de
planetas e estrelas.
• Melhor conjunto de medidas
das posições de Marte
Orifício para observação
Quadrante mural de Tycho Brahe
Heliocentrismo por
conveniência
Sol
Copérnico
Movimento aparente não “perfeito”
Oeste Leste
?“Laçada”
Sistema Heliocêntrico( Copérnico, séc. XVI )
Esfera das
estrelas fixas
Ter
LuaLua
Mer Vên
SolSol Mar
Júp
SatSat
Copérnico( séc. XVI )
Ulugh BegCatálogos estelares
Alguns Astrônomos Alguns Astrônomos FamososFamosos
PtolomeuSistema Geocêntrico
HiparcosDistância Terra-Lua
EratóstenesRaio da terra
AristarcoProcesso p/ obter a distância até o Sol
AristótelesGeocentrismo filosófico
HeráclidesSistema híbrido
PitágorasTerra esférica
KeplerRaios orbitais
Órbitas elípticas
GalileuUso do telescópio
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CopérnicoSistema Heliocêntrico
FilolauHeliocentrismo religioso
TalesPrevisão de eclipse solar
PlatãoEstrelas fixas na esfera e planetas errantes
EudoxoGeocentrismo
NewtonMecânica Clássica
200
400
1000
800
600
400
200
1200
1400
16000
1800
2000
600
Sol
4
P4
T4
1
P1
T1
P2
T2
2
Explicação das
‘laçadas’
Explicação das
‘laçadas’
T0
P0
3
T3
P3
5
T5
P5
1
2 3
45Laçada
1
2
34
5
Movimentos
Mas será que as órbitados planetas são
mesmo circulares?
Colaboração entre Colaboração entre Kepler e Tycho Kepler e Tycho
BraheBraheA colaboração ocorreu, no Castelo Benatky, perto de
Praga, durante apenas os 20 meses que antecederam a morte de Tycho, em 1601
Primeira Lei de Kepler( 1571 - 1630 )
Um corpo ligado a outro gravitacionalmentegira em torno dele numa órbita elíptica,
sendo que um deles ocupa o foco da elipse.
Semieixo maior
Semieixomenor
Foco
Observações a olho nu
Usando um
astrolábio
Usando um
astrolábio
Hevelius e sua
"luneta" vazia
(sem lente)
Demócrito( V a.C. )
Horizonte
Via Láctea = Conjunto muito grande de estrelas
Galileu e a luneta
Observações a olho nu e com telescópios
1609
Erapré-telescópio
Galileu
Erapós-telescópio
Ulugh BegCatálogos estelares
Alguns Astrônomos Alguns Astrônomos FamososFamosos
PtolomeuSistema Geocêntrico
HiparcosDistância Terra-Lua
EratóstenesRaio da terra
AristarcoProcesso p/ obter a distância até o Sol
AristótelesGeocentrismo filosófico
HeráclidesSistema híbrido
PitágorasTerra esférica
KeplerRaios orbitais
Órbitas elípticas
GalileuUso do telescópio
Tycho BraheExcelente observador
CopérnicoSistema Heliocêntrico
FilolauHeliocentrismo religioso
TalesPrevisão de eclipse solar
PlatãoEstrelas fixas na esfera e planetas errantes
EudoxoGeocentrismo
NewtonMecânica Clássica
200
400
1000
800
600
400
200
1200
1400
16000
1800
2000
600
Via Láctea
GaláxiaGalileu (1610) descobriu a composição estelar
Morte do sistema geocêntrico puro!Morte do sistema geocêntrico puro!
Aqui jaz oGeocentrismo
Galileu
Satélites de Júpiter( Galileu, séc. XVII )
Os satélitesgiram em torno
de Júpiter, e nãoda Terra!
Noite 1Júpiter
Noite 2
Noite 3
Noite 4
Noite 5
Mecânica Clássica Mecânica Clássica
Newton
Ulugh BegCatálogos estelares
Alguns Astrônomos Alguns Astrônomos FamososFamosos
PtolomeuSistema Geocêntrico
HiparcosDistância Terra-Lua
EratóstenesRaio da terra
AristarcoProcesso p/ obter a distância até o Sol
AristótelesGeocentrismo filosófico
HeráclidesSistema híbrido
PitágorasTerra esférica
KeplerRaios orbitais
Órbitas elípticas
GalileuUso do telescópio
Tycho BraheExcelente observador
CopérnicoSistema Heliocêntrico
FilolauHeliocentrismo religioso
TalesPrevisão de eclipse solar
PlatãoEstrelas fixas na esfera e planetas errantes
EudoxoGeocentrismo
NewtonMecânica Clássica
200
400
1000
800
600
400
200
1200
1400
16000
1800
2000
600
Refletor
Refrator de Lick
Abertura de 0,9 mDistância focal de ? m
Gemini
Espelho Primário
Capta tanta luz quanto 2,5 milhões de olhos humanos
Peso: 23 ton
8,1 m
20 cm
Outras maneiras de ver o céu
Espectro eletromagnético
Rádio XUVIV
Radiotelescópios
Radiotelescópio
Rede de radiotelescópios
Telescópios espaciais
Filtro atmosféricoFiltro atmosférico
ÓpticoRaiosX
RaiosUV
Raios
RaiosIV
Radiaçãorádio
Solo
Ondasmilimétricas
Limite superior da atmosfera
TelescópiosEspaciais
Satélite
Telescópio
Órbita dosatélite
Atmosferada Terra
Super aglomerado de galáxias
Telescópio Hubble
Satélite IRASObservação no Infravermelho
VisívelInfravermelho
Mapeamento com o Rosat
Observação emRaios-X
Galáxia vista sob diversas
“cores”
Rádio Infravermelho
Visível Raio X
Raio Gama
Observação com sondas
Explorador Lunar
Fim