DESVENDANDO A ASTRONOMIA

Série de 10 programas sobre astronomia, descortinando o céu e ajudando o público a reconhecer os objetos celestes e a saber como andam as pesquisas que permitem a construção de teorias avançadas

a respeito da vida no Universo. A primeira inteiramente produzida no Brasil.

Observatório do Instituto Astronômico e Geofísico

EPISÓDIOS

OS CAMINHOS DA LUZ

Quais caminhos a luz percorre até se transformar em informações para nós? Como se constrói uma luneta simples para observar o céu? A observação do céu desde o instrumento disponível mais simples, que é o olho humano, até os melhores e mais modernos telescópios.

SOMOS PEQUENOS NO UNIVERSO ?

As distâncias em Astronomia são inimaginavelmente grandes para nós. As escalas de tempo também. Como podemos reduzir em escala o

tamanho do sistema solar? Como podemos compreender a passagem do tempo recorrendo à luz e à sombra ou a um fluxo d'água? Cenas

gravadas no estúdio do Morumbi e no canyon da cidade de Itapeva, no interior de São Paulo, ajudam a responder a essas perguntas.

Esfera Armilar

O COLECIONADOR DE ESTRELAS

Observatório Nacional do RJ

Quais os objetos celestes que podem ser observados a olho nu? Quais constelações conseguimos reconhecer e como elas se relacionam com as estações do ano? Qual o aspecto dos planetas quando observados através de aparelhos de pequeno porte ? Como utilizar os planetários e observatórios didáticos para aprender um pouco mais sobre astronomia?

LUA: DA PAIXÃO À CONQUISTA

Como se dão os eclipses? Qual é a relação entre as fases da Lua e as marés? Cenas de um eclipse lunar visto da praia de Paúba, no litoral

norte de São Paulo, ajudam a traçar essa relação. Como foi que chegamos à Lua? Isso representou uma conquista da Humanidade?

AS FRONTEIRAS DO SISTEMA SOLAR

Sistema Solar

Quais os principais constituintes de nosso Sistema Solar? Como funciona o Sol? E as estrelas cadentes? E os cometas? Quais novas visões desse sistema as pesquisas nos têm propiciado? Qual o papel das sondas espaciais na pesquisa desse sistema?

A EXPLORAÇÃO ESPACIAL

Desde meados dos anos 50 exploramos o exterior de nosso planeta. De lá para cá, a indústria do espaço vem realimentando a tecnologia e a

ciência para acelerar o seu próprio desenvolvimento. Conquistas modernas na área da informática e alta tecnologia se devem à

exploração espacial. As telecomunicações e o sensoreamento remoto são algumas das aplicações que envolvem o Brasil no clube fechado de

países que produzem essa tecnologia. Cenas no INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais -, em São José dos Campos (SP), nos

ajudam a enfocar o papel do Brasil nessa área. Onibus Espacial / foto NASA

ESTRELAS COLORIDAS

Observatório do IAG / USP

Como evoluem as estrelas? É mesmo possível que a estrela que vemos hoje no céu possa já ter desaparecido séculos antes? As estrelas têm cores diferentes?

DO GEOCENTRISMO AO HELIOCENTRISMO

Durante muito tempo se pensou que o centro do Universo fosse a Terra. Mas depois o Sol passou a ser visto como o centro de tudo. A Ciência

fala hoje de um Universo mais amplo, com galáxias e quasares. E onde está, afinal, o centro de tudo?

OS MISTÉRIOS DO UNIVERSO

Pulsar / foto NASA

Alguns objetos celestes têm nomes estranhos que nem sempre correspondem às suas funções. Como compreender os pulsares que não pulsam? E os quasares, que são galáxias sem sê-lo? Como são as fases finais da evolução de uma estrela muito massiva? E os buracos negros? Eles são mesmo negros?

A VIDA NO UNIVERSO

Existem seres vivos fora da Terra? O que significa a busca científica de vida inteligente fora de nosso planeta, partindo do conceito de vida que temos? As comunicações como principal via de acesso à vida inteligente, esteja ela onde for, na imensidão do Cosmo.

Sobre a série Apresentada pelo físico Walmir Cardoso, a série foi gravada no Instituto Astronômico e Geofísico da USP e nos observatórios astronômicos do Laboratório Nacional de Astrofísica, em Brasópolis (MG); Capricórnio, em Campinas; Rádio Telescópio de Itapetinga, em Atibaia; e Centro de Divulgação da Astronomia (CDA), em São Carlos, Estado de São Paulo. Olhando para o Céu destina-se ao público em geral, mas seu firme propósito é o de estimular os jovens a pensar com seriedade em uma carreira científica. Por isso mesmo, seus 10 episódios foram concebidos para servir também de material de apoio a professores e estudantes de 1° e 2° graus.

Ficha técnica: Conteúdo, Assessoria e apresentação: Walmir Cardoso Chefia do Departamento de Arte: Lino Ribolla Arte e abertura: Horácio Oka, Luís Scarabel Jr, Helena Perim, Marcelo Marassá Efeitos especiais: Max Figueiredo, Renato dos Santos, Sílvio Galvão Imagens: Edgar Luchetta Iluminação: Sílvio Mongelos Editor de Pós-produção: Anselmo José Ferreira Sonoplastia: Nilton Alfani Eugênio Pedro Franciono Assistente de produção: Marcos Mainardi, Rosyres Oppido Produção: Roseli Ferro Roteiro, Trilha Sonora e direção: Cleston Teixeira Chefe Depto. Produção Executiva II: Nádia Hatori Gerência de Produção: Luiz Eduardo Crescente

Os Caminhos da Luz

Quais os caminhos da luz? Pra definir bem uma imagem na TV, a câmera de televisão precisa de uma certa quantidade de luz. A câmera funciona mais ou menos como nosso olho. Conforme vai aumentando a intensidade da luz branca, a gente passa a enxergar outras coisas e deixa de ver, por exemplo, fontes mais fracas de luz, como lâmpadas vermelhas. Assim acontece com firmamento noturno ao amanhecer. Vênus é um bom exemplo.

Vênus ao entardecer

Vênus é observado no céu sempre próximo do ocaso ou do nascer do Sol. Quando a luz solar se espalha pela atmosfera da Terra no amanhecer, a estrela DALVA, como Vênus é chamado, deixa de ser visível. A luz é o grande código da astronomia. A sua intensidade, a sua coloração, as suas freqüências criam os parâmetros para o estudo dos astros e sua evolução no céu visível e invisível. É... você entendeu certo.

LUZ INVISÍVEL E LUZ VISÍVEL. A luz é muito mais do que os nossos olhos podem ver. E nem tudo o que os nossos olhos vêem é exatamente como a gente vê. Um pôr-do-Sol, um amanhecer no campo... há sempre algo mágico nos limites entre os dias e as noites. Um espetáculo que as pessoas gostam de ver ao redor de todo o mundo, mas que pouca gente sabe que é um fenômeno astronômico. No momento em que vemos o astro rei tocando a linha do horizonte, o Sol já não está mais ali, ele já se pôs. Mas é fácil de entender. A luz que vem do Sol muda a sua direção quando penetra na atmosfera da Terra. Quando nós olhamos para o Sol, estamos vendo sua imagem e não mais o objeto propriamente dito. Mas isso não diminui a beleza do fenômeno... pelo contrário, estimula o Homem a conhecê-lo mais profundamente, a se enquadrar à superfície do planeta e também a conhecer melhor o universo que o cerca. Esse desvio que a atmosfera realiza na imagem do Sol é resultado da REFRAÇÃO. Os raios de luz mudam sua trajetória ao atravessar substâncias diferentes. A cultura indígena parece incluir noções de REFRAÇÃO, porque ensina seus pescadores a atirar no "ESPÍRITO DO PEIXE" e não na imagem aparente desviada pelas águas transparentes dos rios limpos desse país. A luz pode nos ensinar muito sobre as coisas que ilumina. Cada tipo de matéria emite, absorve ou reflete a luz de maneira própria. As fontes de luz também têm, cada uma, sua identidade.

Com um kit de óptica é possível estudar os fenômenos da REFRAÇÃO, da REFLEXÃO e o comportamento da luz ao transpor

meios translúcidos diferentes, e assim esclarecer o conhecimento intuitivo do índio. O peixe não está exatamente onde nós o vemos.

Ele está em outro lugar porque os raios de luz passam por um meio diferente e deslocam sua posição relativa.

Kit de óptica

As lentes funcionam basicamente desse jeito e há dois tipos básicos de lentes: - As lentes DIVERGENTES, onde os raios de luz chegam paralelos e divergem, vão embora para o infinito. - As lentes CONVERGENTES, onde os raios de luz chegam paralelos e convergem para um ponto único, que é o foco. O olho humano tem uma lente conhecida como CRISTALINO, que é uma lente CONVERGENTE. Todos os objetos emitem ou refletem luz que passa através da córnea e pupila; essa última regula a passagem da luz se abrindo ou se fechando. Depois disso, o feixe luminoso passa pelo cristalino, que converge os raios de luz para formar a imagem no ponto focal do olho humano. Mas os caminhos da luz já tiveram interpretações as mais curiosas.

Platão, o grande pensador grego, imaginava, no século V antes de Cristo, que o olhar funcionasse como "TENTÁCULOS" que saíssem dos olhos para se apropriar dos objetos observados. Ou seja, quando, no início do século XVII, o holandês HANS LIPPERSHEY montou o primeiro tubo óptico com lentes, já havia passado muita água debaixo da ponte, ou melhor, foi preciso muita luz pra clarear os horizontes do conhecimento. Vamos ver como funciona uma luneta simples, vamos montar uma pequena luneta. A gente precisa de duas lentes: Uma OBJETIVA e uma OCULAR. A objetiva tem de ser colocada exatamente na frente do tubo da luneta. Depois, a ocular tem de ser fixada na extremidade de outro tubo móvel para possibilitar o ajuste de foco. Não deve ter levado mais do que dez anos para que uma luneta como essa viajasse da HOLANDA para VENEZA e chegasse às mãos de GALILEU GALILEI. Ele foi um dos primeiros a apontar um desses tubos para o céu e fazer observações sistemáticas. GALILEU viu imagens de pequenos pontos luminosos em torno de JÚPITER que se deslocavam ao longo do tempo, comprovando a existência de satélites no planeta, e uma forma anormal para SATURNO, indicando já o reconhecimento dos anéis. A Lua, que até então era considerada "lisinha" como uma pérola, apareceu para GALILEU toda enrugada e com áreas escuras, que ele chamou de mares lunares. As observações de GALILEU mudaram muita coisa na astronomia. Os satélites de JÚPITER mostravam que nem tudo no céu girava somente em torno da Terra. SATURNO "deformado" rompia o equilíbrio da geometria do universo. Essa visão harmônica do cosmos com esferas perfeitas se movendo de maneira equilibrada em torno da Terra, que predominava na época de GALILEU, foi representada nas ESFERAS ARMILARES... aqueles globos estranhos que a gente vê nas ilustrações dos sec. XVII e XVIII. É claro que nós vivemos "sobre" a Terra e que a primeira sensação é de que o céu está "a nossa volta". Mas a evolução dos instrumentos e do conhecimento sobre a luz abre as portas para novas concepções do cosmos. O primeiro passo para se aprofundar na observação do céu foi melhorar a qualidade das lentes e corrigir as distorções que atrapalhavam as imagens de GALILEU. Depois começou a busca por mais luz. A única alternativa era "aumentar"...aumentar tudo: aumentar o diâmetro da objetiva e a distância focal, e melhorar a qualidade e a resolução da imagem. O instrumento instalado na cúpula em que fizemos as gravações deste programa é essencialmente uma luneta, parecida com a de GALILEU, só que bem mais moderna. Ela foi produzida no século XX pela firma alemã Zeiss.

Luneta - Observatório Nacional

O diâmetro da objetiva é de 17,5cm, e a distância focal, de mais de 2,5m.O conjunto de oculares dessa luneta é intercambiável e, com elas, nós podemos olhar o céu de maneiras diferentes. Ela possui também uma luneta buscadora, que auxilia na localização das estrelas ou dos objetos que a gente esteja vendo. A montagem do instrumento possibilita o acompanhamento dos movimentos do céu, para uma observação continuada dos astros.

É, mas a busca por mais luz ainda continua. Tubos cada vez maiores e objetivas maiores e de melhor qualidade infelizmente não corrigem um problema estrutural básico. Cada uma das sete cores que formam a luz branca, ao atravessar um lente, converge para dois pontos focais diferentes: um próximo da luz azul e outro próximo do vermelho. Esse fenômeno é conhecido como ABERRAÇÃO CROMÁTICA e é uma característica básica do fenômeno de refração. Já na reflexão isso não acontece. Quando os raios de luz incidem sobre um espelho côncavo, eles convergem todos para uma região focal única, não há ABERRAÇÃO CROMÁTICA. Voltando a usar o kit de óptica, a gente percebe que não dá pra observar a imagem formada sem

interromper a entrada da luz. A solução é colocar um outro espelho antes do ponto focal, pra que a imagem se forme fora do campo do espelho principal. Quem primeiro utilizou essa montagem óptica foi ninguém mais, ninguém menos que ISSAC NEWTON, que lá pelo final do século XVII inaugurava a era dos telescópios REFLETORES. Um telescópio NEWTONIANO é facilmente reconhecido, porque não há nenhuma lente recebendo a luz; quem recebe a luz é um espelho, um espelho primário que fica na base do tubo. Depois de receber a luz, o espelho primário envia para o secundário, um espelho plano, que fica mais ou menos próximo ao foco; esse espelho envia a luz para a ocular. Nesse tipo de montagem tanto óptica quanto mecânica, os amadores, em especial, fixam lunetas ou máquinas fotográficas para fazer registros de imagens de corpos celestes. Esse tipo de técnica chama-se GUIAGEM. Não devemos nos surpreender se olharmos imagens invertidas através das lunetas e telescópios. Essas montagens ópticas não são como das lunetas terrestres e essa inversão é indiferente para observação astronômica. As imagens obtidas nesses instrumentos já nos ensinaram muito e encantam a todos, mas a astronomia quer mais, a astronomia precisa ir muito mais longe e com essa montagem óptica os tubos iriam ficando imensos. A astronomia buscava soluções que pudessem garantir a distância focal sem aumentar indefinidamente o tamanho dos tubos. A solução já estava na mira dos astrônomos desde o começo do século XVII, mas só cem anos depois entrou em uso: a montagem CASSEGRAIN para telescópios refletores.

Hoje esse tipo de montagem é utilizada nos grandes telescópios e para trabalhos avançados em ASTROFÍSICA, como os que são

desenvolvidos no LABORATÓRIO NACIONAL DE ASTROFÍSICA de BRASÓPOLIS, sul de Minas Gerais. Lá está instalado um

telescópio refletor com um espelho primário de aproximadamente um metro e sessenta centímetros de diâmetro. A luz que chega no

espelho bate no secundário e volta novamente por ele.

Tratamento computadorizado

A grande sacada desse sistema óptico são a abertura no centro do espelho principal e o desenho parabólico da curvatura do espelho, que permitem um considerável ganho na qualidade da imagem e uma expressiva ampliação da distância focal. Se este aparelho operasse como uma luneta refratora, ela teria um tubo com dezenas de metros. Os movimentos do telescópio possibilitam a localização de áreas específicas do céu. Agora já estão automatizados, controlados pelo computador. Também é um computador que permite o tratamento das imagens que não são observados pelo olho humano, mas por sistema eletrônico acoplado na ocular do telescópio. As imagens só são possíveis com a aplicação de tecnologia de ponta e com alta especialização. Para observações amadores e educativas existem telescópios mais simples de operar mas não menos sofisticados. Existem instrumentos que são básicamente telescópios refletores com montagem CASSEGRAIN, como o que existe em BRASÓPOLIS. A diferença, além das proporções, é claro, é uma lente corretora na parte frontal, que permite observações de áreas extensas do céu. Por isso mesmo que este tipo de montagem é conhecida como CÂMERA SCHIMIDT. Instrumentos como estes são muito utilizados em projetos educacionais, como o que está sendo implantado em algumas cidades do interior do estado de São Paulo. A Lua é sempre uma grande atração nestas observações. E um fenômeno que chama a atenção é a luminosidade da parte escura da Lua, próxima a fase de nova. Essa luminosidade não é nada mais do que o reflexo da luz da Terra incidindo na parte da Lua que não está recebendo diretamente a luz do Sol. É a chamada LUZ CINÉRIA. A gente já falou das sete cores que compõem a luz branca visível. Cada uma delas é uma vibração eletromagnética com seu comprimento de onda específico. Ao atravessar um prisma, as cores se separam formando o ESPECTRO da LUZ VISÍVEL, que vai desde o vermelho, passando pelo alaranjado, o amarelo, o verde, o azul e o violeta. Em condições especiais, a atmosfera funciona como um prisma e cria o arco-íris cheio de mistérios e lendas. Esse espectro quase não tem limites, se estende tanto para o ULTRAVIOLETA como para o INFRAVERMELHO. A mesma atmosfera que permite o arco-íris impede a penetração das radiações que são nocivas para a vida aqui na Terra. É por isso que os movimentos ambientalistas lutam contra a

utilização de gases que aumentam o buraco na camada de ozônio, mas isso é assunto para outra hora. A astronomia do visível, dos telescópios, trabalha nessa área, nessa pequena faixa do espectro magnético total. Essa luz traz uma grande quantidade de informação sobre os astros, sobre o universo. Mas quantos mistérios, quantas respostas podem ser encontradas se conseguirmos ver todas essas outras radiações? É aí que começa a ASTRONOMIA DO INVISÍVEL. A astronomia do ultravioleta, do infravermelho . . . dos RÁDIO-TELESCÓPIOS. Essa já é uma história do século XX, e mais uma das intervenções do acaso, ou mais uma "sincronicidade" científica. Em 1931, o engenheiro eletrônico KARL JANSKI pesquisava com antenas de rádio comum, pra resolver problemas de estática, aquela chiadeira que atrapalhava as transmissões. De repente ele começou a captar radiações estranhas. Ele as chamou de "DISTÚRBIOS ELÉTRICOS DE ORIGEM APARENTEMENTE EXTRATERRESTRE". E ele tinha razão. As emissões de rádio que ele registrou vinham realmente de fora do planeta, mas não era nenhum ET aproximando seu dedinho luminoso de algum aparelho estranho. Eram as estrelas, as estrelas que estão constantemente emitindo radiações. Praticamente toda a matéria que conhecemos emite radiação em situações especiais. Trabalhando na faixa do invisível, os radiotelescópios são capazes de identificar corpos celestes onde os telescópios visuais não registravam nada, ou as vezes enxergam muito pouco. Vai por aí a descoberta dos QUASARES e PULSARES. Mas também objetos extensos e bem mais próximos de nós, como o Sol e JÚPITER, ganharam novos modelos com a radioastronomia.

As parabólicas enxergam no invisível, portanto não precisam da noite para funcionar. Os radiotelescópios são montados preferencialmente em depressões de terreno e em áreas livres de emissoras de rádio e televisão, que provocariam interferências. As radiações eletromagnéticas vêm de todos os lugares do espaço. A luz visível e as ondas de rádio penetram pela nossa atmosfera.

Rádiotelescópio de Itapetinga

O Rádio Observatório de ITAPETINGA, no estado de São Paulo, é o maior Rádio Telescópio do Brasil. Sua antena principal tem 14 metros de diâmetro. Ele funciona opticamente, como um telescópio Cassegrain, só que em Radioastronomia. A parábola principal de 2,5m recebe as ondas de rádio, que refletem no secundário, passam pelo centro da antena e vão para um sistema de detecção no interior do observatório.

Cornetas metálicas de captação e os instrumentos instalados no centro da antena selecionam as freqüências do espectro que vão ser observadas. As ondas não visíveis do espectro atravessam tranqüilamente a redoma de material sintético que protege o aparelho e, depois de selecionadas pelas freqüências e comprimentos de onda, são registradas pelo computador dedicado à função. Para melhorar e ampliar a capacidade de observação dos radiotelescópios, o caminho foi o mesmo da astronomia do visual, ou seja, AUMENTAR...aumentar as parabólicas e aprimorar as técnicas de captação e construção. O maior radiotelescópio fixo é o de ARECIBO, em PORTO RICO, com 305 metros de diâmetro e que começou a operar em 1963. Dos radiotelescópios móveis, o maior deles é o que está montado no NOVO MÉXICO. É constituído por 27 antenas com 25 metros de diâmetro cada uma, formando um "Y" que funciona como uma única antena. Entretanto, e sempre tem um ENTRETANTO, todos esses grandes instrumentos convivem com uma dificuldade básica: A ATMOSFERA...(e ainda bem que tem a atmosfera.) Apenas uma pequena parte das radiações que chegam ao planeta Terra consegue atravessar a camada protetora da atmosfera e chegar até a superfície. Pra estudarmos todo o espectro eletromagnético precisamos abandonar a ATMOSFERA. A astronomia do visível e do ultravioleta sonhou muito tempo com um telescópio orbital como o HUBBLE, que foi lançado em 1990 por um ônibus espacial. Ele é capaz de coletar luz sem as interferências da atmosfera e, apesar dos problemas iniciais, já tem enviado imagens que impressionam pela beleza e abrem caminhos para a pesquisa moderna. Essa é uma das mais importantes aplicações derivadas da corrida espacial. Os telescópios orbitais possibilitam informações que, processadas em

computação gráfica, revelam imagens belíssimas e muito significantes para a pesquisa. Viajando a 300.000 quilômetros por segundo, a luz define os limites humanos para compreensão da matéria e do universo. . . . . . e como o índio que entende o espírito do peixe, continuamos desenvolvendo nossos sentidos para apreender os CAMINHOS DA LUZ.

ENSINAR E APRENDER 1 - Uma maneira de verificar os efeitos da REFRAÇÃO é colocar um lápis num copo d�água e pedir uma observação simples. (Dá pra entender por que os índios arpoam o "espírito do peixe"?) A água pode ajudar de novo, se usarmos uma mangueira para borrifar água e posicionarmos os alunos em relação ao Sol de maneira a verem o arco-íris que se forma. É possível discutir as características do arco-íris de maneira bem simples, usando a refração da luz. 2 - Para fazer uma luneta simples é necessário, inicialmente, conseguir duas lentes convergentes. O foco de uma tem de coincidir com o foco da outra. Em outras palavras, basta aproximar uma lente da outra até obter uma imagem ampliada, mas não se impressione se a imagem aparecer invertida. O responsável por isso é o caminho que a luz realiza da primeira lente (também chamada de objetiva) para a segunda lente (ocular). Para observações terrestres, essa inversão atrapalha um bocado, mas para a astronomia não faz diferença. Lembre-se de pintar de preto o interior do tubo da luneta para diminuir as reflexões da luz e os incômodos provocados por ela. Você vai perceber que a imagem terá alguns "fantasmas coloridos": são as "aberrações cromáticas" que, como o programa explica, causam problemas para as observações astronômicas. Ah... sempre lembrando que não se pode observar o Sol diretamente sob nenhuma circunstância, principalmente com uma luneta. (Lembra da brincadeira de queimar papel com uma lente? Ela funciona muito bem pra ilustrar). Somos Pequenos no Universo?

Diante da imensidão do universo . . . NÓS! Depois dessa afirmação simples, uma infinidade de perguntas. Pra não entrar em divagações filosóficas, vamos ficar com uma pergunta: onde estamos? Nós e o nosso planeta, em que ponto do universo estamos agora? Fazer perguntas é como alçar vôo sem destino. Encontrar respostas é como engatinhar no tempo.

Galáxia do "Sombrero"

A intuição limpa de preconceitos nos faz sentir como parte de algo infinito e que essa infinitude está dentro de nós. Mas a razão é densa e lenta e precisa dar seus passos um de cada vez. Por muito tempo pensamos que estivéssemos no centro do universo. Tudo girava à nossa volta como se fosse para não escapar ao nosso controle. As estrelas eram brilhantes encravados num globo preso à Terra por linhas invisíveis, e o Sol nosso escravo fornecedor de luz e calor. Foi muito difícil pra nós aceitarmos que a Terra é apenas mais um planeta girando em torno de uma estrela. Ainda hoje não é fácil compreender que somos companheiros de Sol numa galáxia com mais de cem bilhões de estrelas, e, ainda, que a Via Láctea é apenas mais uma das dezenas de milhares de galáxias que já foram observadas e devidamente catalogadas. Dizer, por exemplo, que a luz atravessa o maior diâmetro da nossa galáxia em cerca de 100.000 anos, pode representar algo muito difícil de entender, mas é nessa ordem de grandeza de tempo e distância que surgiu e se desenvolveu a espécie da qual fazemos parte: o Homo Sapiens. Nós começamos a encontrar respostas engatinhando, caminhando sobre o planeta, marcando no chão as primeiras unidades de medida. Dos pés aos passos, das braças às jardas, das polegadas aos metros, as unidades de medidas foram se transformando, sempre se adequando às necessidades. Por exemplo, não estaria incorreto se, para medir a altura de uma trave de um gol, uma pessoa usasse quilômetros . . . ou, pra se referir ao comprimento de um campo de futebol, a pessoa pensasse em centímetros. Errado não está, mas pode não ser adequado. Imagine um gol medindo 0,00244 quilômetros de altura?! Não está errado, mas é muito mais compreensível 2 metros e 44 centímetros. Bom . . . mas o que o futebol tem a ver com a astronomia? Em astronomia também temos de empregar unidades de medidas adequadas às dimensões a serem avaliadas. Por isso mesmo o quilômetro torna-se muito pequeno quando comparado com as distâncias que pretendemos representar. O metro, que é unidade padrão no sistema internacional de medidas, é insignificante se comparado com as dimensões "ASTRONÔMICAS" do universo. Pra gente entender as unidades da astronomia, a gente pode começar com as DIMENSÕES DO SISTEMA SOLAR. Até para facilitar as relações dentro do sistema, o padrão adotado foi a distância média entre a Terra e o Sol. São aproximadamente 150.000.000 de quilômetros, que passaram a ser considerados como UNIDADE ASTRONÔMICA. Com esse novo "metro", o raio médio do sistema solar passa a ser de 40 UNIDADES ASTRONÔMICAS, aproximadamente . Pra gente sentir como essa adequação de medidas facilita o entendimento das grandes dimensões em astronomia, vamos imaginar uma UNIDADE ASTRONÔMICA equivalendo a um metro. Assim, todo o sistema solar cabe num campo de futebol como o do estádio do MORUMBI em São Paulo, onde realizamos as gravações desta parte do programa.

Estádio do Morumbi (SP)

O Sol estaria no centro do campo, onde o jogo começa. MERCÚRIO estaria bem pertinho do Sol: 39 cm. VÊNUS já está a 107 milhões de quilômetros do Sol mas, na nossa escala, são 72 cm. A Terra está na distância padrão, uma Unidade Astronômica, 150 milhões de quilômetros, aqui um metro. MARTE vai ficar a meio metro da Terra, uma vizinhança de 78 milhões de quilômetros.

A dois metros e oitenta centímetros, no nosso sistema solar em escala, está o cinturão de asteróides.

Aqui as distâncias começam a aumentar. Afinal, já estamos chegando a JÚPITER, o planeta gigante do sistema. Ele está a cinco metros e vinte do Sol, na nossa escala. Pra chegar até SATURNO, são mais quatro metros e meio. O planeta dos anéis coloridos está a um bilhão e quatrocentos e trinta milhões de quilômetros do Sol, ou seja, mais ou menos 10 unidades astronômicas. A distância de Saturno a Urano é aproximadamente a mesma de Saturno ao Sol, algo em torno de 10 unidades astronômicas. E daqui para a frente essas distâncias vão se reproduzindo de maneira igual, ou muito similar: Urano para Netuno, 10 unidades astronômicas; e de de Netuno a Plutão mais 10 unidades astronômicas. Com isso, Plutão, o último planeta do sistema solar, está aproximadamente cinco bilhões de quilômetros, ou seja, cerca de 40 unidades astronômicas, distante do Sol. Usando as unidades de medidas adequadas e uma escala viável, dá pra começar a entender as medidas "ASTRONÔMICAS". Mas é claro, você não precisa estar no MORUMBI ou no MARACANÃ pra um exercício como esse.

Atividades como essas podem ser feitas em qualquer lugar, desde que você tenha espaço. Assim, a localização dos planetas, as proporções ficam bem evidentes. Trabalhando esse exercício com grupos de estudantes é possível entender as referências usadas em nosso posicionamento no sistema solar e utilizar a pratica com mudanças de escalas para comparar as dimensões dos planetas e do Sol. Se mantivéssemos a proporção de uma unidade astronômica para um metro, o Sol teria 9 milímetros e a Terra seria um grão de areia. Se imaginarmos o Sol como uma bola de basquete, a Terra seria do tamanho de uma cabeça de alfinete de mapa, e Júpiter - o maior planeta do sistema - fica com o tamanho de uma bola de pingue-pongue. Voltando ao Sol - BOLA DE BASQUETE. Essa não é uma esfera qualquer. São UM MILHÃO E QUATROCENTOS MIL quilômetros de diâmetro representando UM MILHÃO E TREZENTAS MIL VEZES o volume da Terra. Mas, em função da distância, o diâmetro aparente do Sol é semelhante ao da Lua - 0,5 -, apesar de a Lua ser 49 vezes menor do que a Terra. Se é assim para o Sol, que está a apenas uma unidade astronômica de nós, imagine só as estrelas gigantes, super gigantes, que estão muito distanciadas daqui. É por isso que elas são pontinhos brilhantes. Para as estrelas não basta uma escala como a que utilizamos para o nosso sistema solar. Elas estão muito distantes de nós. Mesmo a estrela mais próxima o sistema, ALFA CENTAURO, está a 270.000 unidades astronômicas, ou seja mais de 40 trilhões de quilômetros. Na nossa escala de 1 metro para uma unidade astronômica, ALFA CENTAURO estaria a 270 quilômetros de nós. É assim que surge um outro padrão de distância muito usado em astronomia: O ANO-LUZ. Como a luz, ou qualquer outra radiação eletromagnética, se desloca com velocidade constante de 300.000 quilômetros por segundo, no vácuo, podemos dizer ao certo a distância que ela percorre em intervalos determinados. Em um ano a luz percorre o equivalente a 9,5 TRILHÕES DE QUILÔMETROS, e é isso que chamamos de ANO-LUZ. O ANO-LUZ é uma unidade de distância tão importante para o astrônomo quanto o metro é para um vendedor de tecidos. Do mesmo modo que usamos os centímetros e os milímetros para as subdivisões do metro, usamos os meses-luz, dias-luz e as frações de hora para as subdivisões do ANO-LUZ. A Lua, por exemplo, está a pouco mais de um segundo-luz da Terra. A luz que vem do Sol reflete na Lua e leva cerca de um segundo para percorrer os 384.400 quilômetros que nos separam do nosso satélite.

Já o Sol está a oito minutos e quarenta e cinco segundos-luz da Terra, aproximadamente. Ou seja, a luz leva oito minutos e quarenta e cinco segundos para percorrer a distância correspondente a uma UNIDADE ASTRONÔMICA. Por aí dá pra começar a entender o que significa dizer que ALFA CENTAURO está a quatro anos e quatro meses-luz de nós. E olha que ela é a estrela mais próxima, descontando o Sol, é claro! As estrelas estão separadas dezenas, centenas e milhares de anos-luz umas das outras.

Via Láctea O Sol e mais de 100 bilhões de estrelas integram a VIA LÁCTEA. Daqui da Terra nós vemos uma parte da galáxia, que é aquela faixa de aspecto leitoso visível nas noites limpas. A extensão maior da galáxia tem cerca de 100.000 anos-luz; nós estamos a quase meio caminho do centro - nosso sistema solar pode ser representado como um pontinho num dos braços da espiral, a cerca de 30.000 anos-luz do centro da galáxia. A extensão menor da nossa galáxia é de aproximadamente 10.000 anos-luz e é no plano médio da galáxia que se concentra a maior parte de sua massa, onde também nós estamos. Além das estrelas e planetas, uma boa parte da massa da galáxia está concentrada na forma de gás interstelar. Existem milhares de galáxias espirais como a nossa; outras tantas são elípticas e outras, irregulares. É uma classificação de formas, feita há muito tempo pelo astrônomo EDWIN HUBBLE.

Itapeva

A maioria delas só é registrada pelos telescópios, mas algumas podem ser vistas até a olho nu, como a galáxia de ANDRÔMEDA. Ela está a aproximadamente 2.300.000 anos-luz de nós, e é uma das mais próximas. As distâncias são imensas, a gente perde um pouco a referência. Dá uma sensação estranha, um duplo sentimento de intimidação e deslumbramento por sermos ao mesmo tempo ínfimos e infinitos. No mesmo instante a parte e o todo.

Se já diante dos fenômenos da natureza próxima de nós, como os oceanos e as montanhas, a gente perde o fôlego, é bom aproveitar essa energia para reciclar a cabeça e se preparar para a rapidez dos tempos. Nos canions, nas cavernas, o tempo deixou suas marcas escavando a superfície do planeta. Foram séculos para ultrapassar cada uma das camadas, para a evolução de cada uma das espécies que habitaram e habitam a Terra. Séculos para que o homem descobrisse uma maneira de marcar o tempo. E aí começou uma relação natural dos registros do tempo e a ASTRONOMIA. Uma das primeiras referências foi o Sol. As primeiras notícias falam de relógios de Sol entre os egípcios e mesopotâmicos no ano 3.000 antes de Cristo, aproximadamente; esses relo&cute;gios permaneceram em uso por muitos séculos. Os primeiros relógios mecânicos só surgiram no século XIV e, mesmo assim, eles eram "acertados" a partir dos relógios solares. Talvez tenha sido observando o lago formado por uma cachoeira, ou o degelo de uma montanha, que um inventor da antigüidade teve a idéia de usar a água para marcar o tempo. Foi assim que surgiram as CLEPSIDRAS, ou relógios de água. As clepsidras são instrumentos simples que relacionam a passagem do tempo com o fluxo da água. Mas elas servem apenas para medir intervalos curtos de tempo; para o correr de um dia precisaríamos de clepsidras imensas, ou de alguém que se dispusesse a preencher o recipiente a cada intervalo. Talvez tenha sido por isso que as clepsidras não se difundiram tanto. Com o mesmo princípio foram construídas as AMPULHETAS, e quase pelas mesmas razões elas não se popularizaram tanto quanto o relógio de Sol. Há muitos tipos de relógio do Sol. Geralmente são identificados de acordo com as posições de seus mostradores e assim são chamados: RelógiosHORIZONTAIS, como o que improvisamos no fundo do CANION de ITAPEVA, no estado de SÃO PAULO, onde gravamos esta parte do programa; EQUATORIAIS, como o que pode ser visto numa visita ao IAG em São Paulo.

O plano do Equador é representado por uma linha numa chapa metálica de formato circular, onde estão marcadas as linhas das horas e o ponteiro; não é nada mais que uma representaçã do EIXO DO MUNDO, que aponta para o pólo celeste sul e, é claro, para o pólo celeste norte. O relógio do Sol opera com o tempo solar verdadeiro, marcado a partir do intervalo entre duas passagens consecutivas do Sol pelo meridiano local.

Relógio de Sol

Os mesopotâmicos dividiram o dia em 24 horas solares verdadeiras. Infelizmente, esse dia solar não tem duração constante ao longo do ano em relações a outros padrões, por conta da incompatibilidade dos movimentos de rotação e translação da Terra. A física clássica evoluía nas equações dos movimentos e necessitava de definições precisas dos intervalos de tempo. Necessitava de uma abstração organizada em escalas fixas e não podia depender das variações dos fenômenos naturais. Mas, a sociedade vive integrada com a natureza, ou pelo menos deveria. O tempo da colheita, do plantio, o tempo das viagens ou negócios, tudo isso foi convencionado a partir da astronomia. No entanto, a duração do período de translação da Terra em torno do Sol não tem duração segundo a regularidade exigida pela vida civil, pelo contrário. Os mesopotâmicos associaram os dias da semana aos planetas observados a olho nu e também ao Sol e à Lua, que até então eram considerados planetas. Já os meses foram ligados a eventos culturais e religiosos, dedicados aos poderosos, imperadores ou conquistadores. O tempo das horas, minutos e segundos flui sereno e constante, ordenando a cronologia dos eventos da história humana e organizando os movimentos da matéria nos limites da física clássica. Mas não passa de pura abstração teórica.

O movimento cíclico das estrelas também funciona como referência de tempo. O movimento diurno da esfera celeste aparente em torno da Terra define o TEMPO SIDERAL. O DIA SIDERAL consiste no intervalo entre duas passagens de uma estrela pelo meridiano local. A sua duração é convencionada como 24 horas siderais que equivalem a 23 horas, 56 minutos e 4 segundos solares. Mais uma vez, infelizmente, a natureza cria irregularidades em relação a nossos padrões. Os astrônomos construíram lunetas específicas para fazer observação das estrelas nas suas passagens pelo meridiano celeste local. Um instrumento como este serviu por muito tempo para a referência da hora oficial do Brasil, no OBSERVATÓRIO NACIONAL no Rio de Janeiro, onde gravamos esta seqüência do programa. Hoje é bem diferente. Desde a década de 70 que o OBSERVATÓRIO NACIONAL implantou uma nova tecnologia para a medida da hora legal brasileira. Aliás, foi a partir da década de 50 que os relógios astronômicos passaram a ser substituídos por equipamentos mais precisos, segundo os conceitos da física clássica. São os RELÓGIOS ATÔMICOS, que definem o SEGUNDO INTERNACIONAL.

Galáxia de "Andrômeda"

A pulsação do tempo depende de um movimento intrincado dos elétrons em torno dos átomos. Eles pulam de um nível para outro e isso acaba criando um padrão, como por exemplo o PADRÃO ATÔMICO DO CÉSIO, que está no núcleo do sistema que define hoje o padrão oficial da hora no Brasil. Hoje é a ASTRONOMIA que utiliza o padrão internacional do TEMPO ATÔMICO para balizar suas observações.

O tempo e a distância são dimensões indissolúveis pra quem investiga as macroestruturas do universo, e para os que mergulham na intimidade micro das partículas. Galáxias e partículas subatômicas. O infinito do universo e o instante da concepção. SOMOS PEQUENOS NO universo? Continuamos voando em perguntas e caminhando atrás das respostas. OLHAR PARA O CÉU pode ser um bom caminho.

ENSINAR E APRENDER 1 - Bem... este programa foi bolado exatamente a partir de uma atividade com alunos: a montagem de um SISTEMA SOLAR EM ESCALA. As discussões que aparecem durante as praticas vão desde exploração espacial até vida no universo. Há muita informação disponível nas enciclopédias, na própria Internet e, é claro, nos nossos outros programas. Só o exercício de mudança de escalas e de unidades de medidas já faz a cabeça do pessoal "decolar". 2 - Uma visita a uma caverna ou a um costão rochoso à beira-mar pode abrir uma conversa riquíssima sobre o tempo e suas marcas sobre a Terra e sobre o homem. Daí para a construção de um relógio de Sol, vai ser uma seqüência natural. (As dicas para as escalas e o posicionamento podem ser obtidas nas associações astronômicas. Existem agências especializadas em viagens de "estudo do meio").

O Colecionador de Estrelas

As nossas gravações tiveram como base principal as instalações do INSTITUTO ASTRONÔMICO E GEOFÍSICO DA USP, que tem entre as suas atividades principais um sistema de atendimento a grupos de escolares que se iniciam nas observações do céu utilizando a luneta instalada na cúpula principal do complexo. A observação noturna no telescópio é complementada pelo trabalho teórico dos cursos com os professores do IAG, que orientam os estudantes nos primeiros contatos com o céu.

Observatório - IAG (SP)

É por aí que a gente aprende a colecionar estrelas. Uma coleção é uma mistura da memória e imaginação. A memória vem do prazer de reviver a história e os bons momentos. A imaginação nasce da informação, do conhecimento. O grupo que participou da nossa gravação estava observando a INTROMETIDA, aquela quinta estrela do CRUZEIRO DO SUL. Ela é a menos brilhante da constelação e é difícil de ser vista nos grandes centros, cheios de poluição. O CRUZEIRO todo mundo reconhece, é só não ter muita luz por perto.

MAS O QUE É UMA CONSTELAÇÃO? A idéia de constelação provavelmente nasceu da necessidade de organizar o céu para facilitar a observação a olho nu. Os agrupamentos de estrelas foram associados a um passado mitológico muito distante. CLÁUDIO PTOLOMEU, no segundo século depois de Cristo, listou 48 constelações, e esses nomes são usados até hoje. O CRUZEIRO DO SUL, como o nome indica, é visível predominantemente no hemisfério sul. Ele só foi registrado como constelação nos séculos XVI e XVII, e é por isso que ele não aparece na lista de PTOLOMEU. Mas, para poder observar um céu limpo, com o CRUZEIRO e todas as outras constelações, o melhor é ir para o interior, sul de Minas, por exemplo, MONTE VERDE. O frio da montanha atrai os turistas e cria o clima para a integração de grupos de estudantes que vêm olhar para o céu. Todo mundo, pelo menos uma vez, já olhou para o CRUZEIRO DO SUL e imaginou navegadores perdidos no Oceano Atlântico, procurando orientação nas estrelas. O Cruzeiro é uma das referências no hemisfério sul, porque seu braço maior aponta sempre para o pólo celeste sul. Nessa viagem para MONTE VERDE acompanhamos um grupo de estudantes de segundo grau que começa sua observação de campo experimentando uma técnica simples mas eficiente de medidas angulares.

Walmir e seu "instrumento"

O instrumento é o braço esticado e nossa mão aberta, entre o indicador e o polegar; olhando com um único olho, nós temos 20 graus de diferença. É uma distância angular. Com nossa mão fechada, ainda com o braço esticado, temos 10 graus de diferença entre as articulações do indicador e do dedo mínimo. Nosso dedo polegar esticado mostra, para nós, 5 graus de distância angular. Dobrando a primeira falange do polegar, e ainda olhando com um único olho, dá pra estimar 3 graus de distância angular.É verdade que o nosso corpo não é um instrumento muito preciso, mas em compensação é muito útil.

Depois de achar o Cruzeiro no céu, é fácil se localizar aqui na Terra. Se estendermos uma linha imaginária a partir do madeiro maior do cruzeiro, e repetirmos quatro vezes e meia a sua medida angular, chegamos a um ponto no céu chamado PÓLO CELESTE SUL. Partindo desse ponto, uma nova linha imaginária perpendicular ao horizonte nos encaminhará ao ponto cardeal sul. E, ainda usando o CRUZEIRO como ponto de partida, agora usando o braço menor da cruz como referência . . . caminhando para o leste, encontramos o semicírculo de estrelas que formam a cauda do ESCORPIÃO. A partir delas podemos ver cerca de cinco estrelas em semicírculo e outras cinco originando uma letra "S" imperfeita no céu. Na extremidade oposta, a cabeça do escorpião é representada por três estrelas. Estas observações a olho nu devem sempre ser acompanhadas das referências das CARTAS CELESTES, que são como mapas para uma viagem ao passado. Primeiro pelos símbolos culturais e pelas hipóteses cosmológicas que elas retratam. Depois pelas longas viagens que a luz das estrelas realiza para chegar até nós. Vamos voltar ao Cruzeiro do Sul e para as estrelas Alfa e Beta do

CENTAURO, as duas estrelas brilhantes a leste do cruzeiro. ALFA de CENTAURO está a aproximadamente quatro anos-luz da Terra. Já BETA do CENTAURO está a 490 anos-luz de nós. Só pra confirmar que o conceito de constelação não tem nada ver com proximidade física das estrelas, basta observar a viagem da luz que vem de GAMA do CRUZEIRO, que leva 220 anos pra ser visível por aqui, e a luz que vem de DELTA do CRUZEIRO, que leva 570 anos para atingir a retina de um observador aqui na Terra. Ou seja . . . esses registros de corpos celestes falam de eventos ocorridos em momentos distantes no tempo e no espaço, e que os gregos, com sua proverbial imaginação mitológica, povoaram de deuses e semideuses. Por exemplo: o ESCORPIÃO é uma das constelações mais parecidas com o animal que representa. Olhando os desenhos mitológicos das constelações, fica fácil viajar nas lendas.

ARTEMIS e ORION estavam em graves conflitos, e a deusa da caça mandou o ESCORPIÃO para ferroar mortalmente o calcanhar de ORION. Vítima fatal dessa história de amor, o semideus morreu. É fácil identificá-lo no céu pelas TRÊS MARIAS, que para os gregos é o CINTURÃO DOURADO desse semideus. Só que pra nós, que vivemos no hemisfério sul, ORION está invertido . . . assim como outras constelações. É por isso que às vezes fica difícil identificar as representações das constelações.

Escorpião No céu do hemisfério sul, a VIA LÁCTEA é muito mais brilhante que no hemisfério norte. Talvez seja por isso que os índios brasileiros, os incas, as culturas ancestrais da América, usavam como referência não só as estrelas mais brilhantes, mas também as regiões escuras do céu. Próximo ao CRUZEIRO DO SUL há uma dessas regiões escuras, que ficou conhecida por aqui como SACO DE CARVÃO, depois "cristianizada" para TÚMULO DE JESUS, que seria levado da cruz para este "santo sepulcro" celeste.

"Constelação" do Jaguar

ALFA e BETA do CENTAURO representam para a cultura indígena brasileira os olhos de um poderoso JAGUAR dominando uma outra região escura do céu, que tem um formato semelhante com o animal. Já os Incas viam nessa mancha da VIA LÁCTEA uma LHAMA, com seu jeito doce e persistente. Mas, não foram as culturas do hemisfério sul que prevaleceram no ocidente, na ciência e na astronomia.

Para a UNIÃO ASTRONÔMICA INTERNACIONAL os olhos do jaguar são as patas do CENTAURO, ALFA e BETA da constelação. Todas essas viagens da imaginação e registros científicos estão marcados nos círculos das CARTAS CELESTES, limitadas pelo horizonte visual da localização escolhida para a confecção da carta. Os pontos cardeais norte, sul, leste e oeste também estão presentes. O céu nas CARTAS CELESTES se encontra como que rebatido. Para observá-lo corretamente, nós temos de fazer coincidir o "sul"com o ponto cardeal "sul" e aí, para olhar o céu, a carta tem de ficar invertida. Daria pra pensar num número infinito de cartas celestes, porque a Terra vai girando em sentido contrário e as estrelas mudam de posição a cada instante. Mas, as mudanças mais significativas são em relação às estações do ano. Além disso, as cartas ainda trazem normalmente informações sobre magnitudes e código visual para os diferentes corpos celestes. As cartas celestes são representações planas do GLOBO CELESTE. Os astrônomos do século XVI projetaram uma peça com a intenção de dar uma visão tridimensional do globo celeste, que se chama ESFERA ARMILAR.

Nelas, nós podemos encontrar as principais linhas imaginárias do céu representadas: o equador celeste, o paralelo, a eclíptica, o meridiano celeste local e o plano do horizonte. Ah . . . claro! também tem a Terra representada no centro. As esferas armilares eram excelentes para estudar "coordenadas astronômicas" e também davam uma referência completa para os astrônomos estudarem o céu em tridimensão.

Esfera armilar

Era só imaginar as constelações dispostas flutuando no espaço, como se as distâncias interestelares fossem desprezíveis, e fazer de conta que o Sol não estava nem aí. Mas . . . ELE ESTÁ AÍ ! ! E a sua luz é quase tudo pra nós. . . Sem a luz do Sol não haveria vida na Terra, nem colecionadores de estrelas. Portanto, qualquer colecionador de estrelas que se preze tem de conhecer um pouco sobre o Sol. Boa parte das observações do Sol se faz com a projeção de sua imagem captada por lunetas protegidas por filtros, que atenuam as suas radiações nocivas. E a primeira coisa que as pessoas percebem são as manchas solares. As manchas solares aparecem por contraste - elas são mais frias do que o restante da superfície solar.

Projetando as sombras do Sol

Tudo ocorre por causa de um complexo campo magnético que fica acompanhando a rotação do Sol. Quando esse campo surge na superfície, aquela região fica mais fria. É assim que a gente vê as manchas. Elas evoluem sozinhas ou em grupos. Utilizando "bolhas acrílicas" devidamente posicionadas, é possível fazer o acompanhamento da trajetória diurna do Sol; definir o meridiano local; o meridiano celeste; o equador celeste e projetar os pólos celestes.

O Sol, além de uma poderosa fonte de energia, é também boa fonte de informações. A partir do conhecimento de suas características físicas foi possível começar a levantar hipóteses sobre a constituição de estrelas e demais corpos celestes. Se nós somarmos as massas dos planetas, seus satélites, os asteróides e os cometas, enfim, quase todos os corpos do sistema solar, vamos ficar com 0,2%, contra 99,8% da massa que estará concentrada no Sol. Apesar de tudo isso, ele é apenas mais uma estrela no nosso céu. Vamos voltar a usar a imaginação...e "retirar o Sol do céu" de um dado instante de um dia de inverno aqui no hemisfério Sul da Terra. O que veríamos seria o céu típico de um dado instante de uma noite de verão. É fácil de entender: imagine que o Sol está parado lá no centro do sistema solar e que a Terra vai girando em torno dele. A cada ano a Terra completa uma volta. Nós estamos aqui olhando as estrelas típicas do inverno. Do outro lado, o Sol impede que a gente veja as estrelas do verão. Mas, quando 6 meses se passam, a situação se inverte: o Sol está na frente das estrelas de inverno, e nós estamos vendo as estrelas de verão. Essa situação vai acontecendo sucessivamente ao longo de todos os anos. Uma boa maneira de entender esses movimentos do céu é através da fotografia astronômica. Uma câmera fotográfica simples, que faça chapas com exposição prolongada, vai registrar as linhas circulares dos movimentos que as estrelas fazem em torno do PÓLO CELESTE SUL. Na verdade, quem se movimenta é a Terra, as estrelas estão praticamente paradas. A Terra é que gira e cria a ilusão do movimento. Talvez a melhor opção didática para a apreensão desses movimentos do céu, do Sol e das estrelas da Terra com o globo celeste seja o PLANETÁRIO. Todo colecionador de estrelas gostaria de ter um projetor planetário em seu escritório. Ele simula o aspecto do céu de qualquer lugar da Terra, no passado, no presente ou no futuro. As imagens aceleradas do movimento dos planetas e seus satélites, além de encantadoras, ajudam a clarear muitas dúvidas de estudantes e curiosos de todas as idades. As atividades de campo em ASTRONOMIA ligadas à educação são caminhos de aventura e religação com a natureza e descoberta. Olhar para o céu faz a gente repensar as coisas. Exercita uma visão mais aberta do universo e do mundo competitivo em que vivemos. Os observatórios dedicados ao ensino de astronomia oferecem elementos técnicos e condições de

aproximação de um conhecimento milenar que se revitaliza com o progresso da tecnologia. Os observatórios a olho nu dos Incas, na América Latina, o Stone Hedge da Europa e as fendas nas pirâmides egípcias são alguns dos precursores dos planetários de hoje.

O Observatório a olho nu, construído nas ruínas de Abaribebê, em Peruíbe (litoral sul de São Paulo), revigora essa tradição colocando à disposição de grupos de estudantes uma oportunidade de reconstruir sua visão cosmológica a partir das simbologias culturais ancestrais e de um acompanhamento científico atual monitorado. Os instrumentos astronômicos guardam estreita relação com a cultura e a tecnologia da época em que foram construídos.

Observatório de Abaribebê

O MUSEU DE ASTRONOMIA do Rio de Janeiro revive um pouco da história da pesquisa brasileira nessa área. O trabalho educativo do OBSERVATÓRIO NACIONAL complementa essa viagem com equipamentos de observação abertos ao público estudantil. Pra quem já avançou o suficiente na astronomia básica e decidiu que esse é o seu caminho profissional, a FACULDADE DE ASTRONOMIA da Universidade Federal do Rio de Janeiro, no Morro do Valongo, é uma das opções para a formação acadêmica, mas o caminho mais difundido no Brasil para a formação acadêmica em ASTRONOMIA é o da PÓS-GRADUAÇÃO. A partir de um curso de física ou matemática, a pós-graduação oferece condições de optar por um dos muitos campos de pesquisa da ASTRONOMIA: a RÁDIO ASTRONOMIA, a ASTRONOMIA OBSERVACIONAL, ASTROFÍSICA, COSMOLOGIA e muitas outras especializações que são resultado de muito trabalho e dedicação em busca do conhecimento. Pode ser que a partir de uma visita a um planetário ou observatório, ou ainda da participação de um grupo de observação a olho nu, surja algum ASTROFÍSICO DO FUTURO, ou alguma RADIOASTRÔNOMA. Isso seria ótimo! Mas, a característica mais importante desse tipo de atividade é o desenvolvimento da capacidade de observação da natureza. A possibilidade do reconhecimento de novos horizontes, novas relações entre o homem e o universo, o homem e seu próprio mundo.

ENSINAR E APRENDER 1 - O professor pode e deve estimular a observação do céu e as referências que ela cria para a nossa localização sobre a Terra. Esta atividade é um ponto de partida para as "grandes viagens", e preferencialmente destinada aos alunos de 5a série. Para começar, o professor precisa das CARTAS CELESTES, que podem ser obtidas em alguns livros (ver bibliografia) ou revistas especializadas (importadas), ou ainda nas Sociedades Astronômicas, às quais é possível se filiar e conseguir orientação para professores e alunos no manuseio das cartas e outros instrumentos. Além das informações de caráter científico, o reconhecimento das estrelas e constelações cumpre importante papel no resgate cultural das lendas brasileiras e mitologias envolvidas, bem como na valorização das relações entre as diferentes formas de observação. 2 - Uma outra atividade muito instigante é o estudo das sobras provocadas por "gnomons" (hastes com tamanhos proporcionais às estaturas dos alunos, fincadas no chão), e a conseqüente avaliação dos movimentos do Sol durante um dia, uma semana... um ano. Vale a lembrança de que foi com método de triangulação a partir de sombras que o astrônomo grego Hiparco de Nicéia calculou, com bastante precisão para a época, a distância da Terra à Lua.

Lua: da paixão à conquista Se é verdade que a realidade só existe a partir do momento em que existe um observador... se é verdade que somos parte dessa criação e, portanto, também criadores - mesmo que seja ínfima a nossa participação -, merece louvor o nosso bom gosto, o apurado senso estético na produção desse belíssimo sistema duplo Terra - Lua. O equilíbrio dinâmico das forças gravitacionais do planeta e seu satélite cria movimentos dignos dos efeitos especiais das melhores produções da cinematografia sideral. E o iluminador caprichou, posicionando o Sol como fonte de luz de maneira a propiciar maravilhosas combinações de cores e formas a partir dessas duas esferas reflexivas, com incríveis jogos de luz e sombra.

Início do eclipse

Para a gravação deste programa, nos deslocamos para PAÚBA, litoral norte do estado de São Paulo, prontos para observar mais uma seqüência inédita dessa produção astronômica: um ECLIPSE TOTAL DA LUA. Madrugada de segunda-feira, 29 de novembro de 1993, às 2 horas e 41 minutos... Lua cheia... o disco iluminado do nosso satélite começava a penetrar no cone de sombra provocado pela Terra, como anteparo da luz que vem do Sol.

Nos primeiros momentos, os contornos não eram perceptíveis porque a Lua ainda estava na área de penumbra do cone de sombra. O período total do eclipse lunar é de mais de três horas . . . tempo suficiente pra gente entender um pouco mais sobre os eclipses e sobre a Lua. A Lua gira em torno da Terra numa órbita elíptica inclinada cerca de 5 graus em relação à órbita da Terra. Portanto, a Lua cruza a órbita da Terra em dois momentos, dois pontos que são chamados NODOS. O plano da órbita da Lua, além de acompanhar o movimento da Terra em torno do Sol, também gira em torno de um eixo perpendicular a um hipotético plano médio da órbita da Lua.

O resultado é um movimento complexo que torna raros alguns eclipses e mais encantadoras ainda as fases da Lua. Aliás, é importante destacar que fases da Lua e eclipses são coisas muito diferentes. As fases são resultado do ângulo de incidência da luz solar em relação ao sistema Terra / Lua; já os eclipses lunares ocorrem quando Terra, Lua e Sol estão alinhados; a Lua tem de estar cheia ou próxima disso, e estar passando por um dos NODOS.

Lua passando por um NODO Quando todos esses fatores acontecem juntos, a Lua penetra completamente o cone de sombra projetado pela Terra. É O ECLIPSE TOTAL DA Lua, como o que a gente observou durante a gravação.

Não faz muito tempo, quando a Lua começava a "desaparecer", as pessoas eram capazes de atirar para o céu ou fazer barulhos com panelas e latas para espantar o dragão que vinha devorar a Lua. Os eclipses totais da Lua sempre foram motivo de medo. A desinformação criou as associações. Os pescadores devolvem ao mar os peixes que capturam nessas noites pra se livrar da má sorte que eles carregariam.

E a tensão mística aumenta ainda mais quando a Lua fica vermelha durante o eclipse total. Antes que se explicasse o fenômeno racionalmente, os chineses viam lágrimas de sangue e os cabalistas falavam do "cio de LILITH", a Lua negra. A Lua fica avermelhada porque a atmosfera da Terra funciona como uma lente, refratando a luz do Sol

e projetando a componente vermelha dessa luz na Lua. A Lua, por sua vez, reflete essa coloração até nós. Esse efeito praticamente só acontece no eclipse total da Lua. Quando o eclipse é parcial, a Lua tem apenas uma parte de sua face aparente escondida pelo cone de sombra e quase não dá pra perceber o tom avermelhado. Há um outro tipo de eclipse que a gente praticamente não vê. São os eclipses penumbrais, quando a Lua passa pela faixa menos escura de sombra que a Terra projeta. Mas, estivemos diante de um belo eclipse total, e a Lua querendo aparecer do outro lado da sombra. Vendo o "renascimento" da Lua, alguém no interior do Brasil ainda poderia ter pensando que SÃO JORGE venceu o dragão... E a turma que estava atirando pede silêncio pra assistir ao final do espetáculo. E quem também prestou muita atenção em eclipses foi o astrônomo grego HIPARCO de NICÉIA. Já no segundo século antes de Cristo, ele conhecia a geometria dos eclipses. Medindo a duração do eclipse e com o emprego de relações matemáticas simples em triângulos semelhantes, HIPARCO pôde determinar as dimensões da Lua, o comprimento da órbita lunar e a distância Terra - Lua, tudo isso com valores razoavelmente próximos dos que usamos hoje em dia. Agora o RAIO LASER garante a precisão. Os astronautas da APOLO XI deixaram na Lua um espelho que reflete precisamente o feixe de laser. Muito antes disso, com auxílio de outros métodos, já era possível medir a Lua. E aí vão as medidas da Lua:

- Distância média da Terra: 384.400 km de centro a centro. - Diâmetro linear: 3.476 km.

Tudo isso girando em torno da Terra a uma velocidade média de 1 km por segundo. Já dá quase pra ver o disco completo do diâmetro aparente da Lua. Essa medida visual vai variando segundo a sua posição na órbita elíptica e também em função da sua posição em relação ao observador e o horizonte terrestre. Quando a Lua reaparece, no interior começa a festa da Lua rediviva. Lua cheia é símbolo de fertilidade, momento de boas colheitas e marés altas. E, se não fosse o eclipse, os pescadores não reclamariam nem um pouco. É que dizem que nas noites de Lua cheia os peixes ficam mais dispostos a ser fisgados. Lua cheia, maré alta. Lua minguante, maré baixa . . . essas associações entre as fases e as marés são muito antigas na história da humanidade. Mas, saber como isso acontece exatamente demorou um bocado.

Durante aproximadamente um dia, o nível das águas atinge por duas vezes uma altura máxima na preamar, e por outras duas vezes uma altura mínima na baixa-mar. Nas praias é comum a gente perceber o fluxo e o refluxo da maré. A ação gravitacional da Lua é duas vezes e meia mais intensa que a do Sol porque, apesar de possuir massa muito menor, ela está muitíssimo mais próxima.

Maré cheia A parte fluída da Terra, os líquidos e os gases da atmosfera retratam muito mais intensamente essa ação gravitacional da Lua do que a parte sólida, e se deformam em sua direção. Isso ocorre principalmente quando a Lua está alinhada com o Sol, nas fases de Lua cheia ou nova, porque a ação gravitacional do Sol também atua e colabora na criação das chamadas MARÉS VIVAS. Quando a Lua fica num ângulo de 90 graus em relação ao Sol e à Terra, ela tem menor colaboração do Sol e, portanto, a variação de altura das águas é muito menor. São as marés de quadratura ou MARÉS MORTAS, que coincidem com as fases CRESCENTE E MINGUANTE DA Lua. Além de tudo a Terra gira, e é por isso que o intervalo que separa duas marés altas é de aproximadamente 12 horas e 25 minutos. Tudo o que se refere a marés tem seu grau de indeterminação, porque há muitos fatores influindo. Há, por exemplo, um certo atraso na periodicidade das marés, porque a massa de água dos oceanos tende a ficar onde está - é a chamada inércia, tão estudada nos cursos elementares de física. A massa fluída é puxada pela Lua, ao mesmo tempo em que é arrastada pela Terra. Aí interferem as irregularidades do solo oceânico próximo de onde se observam ou se medem as marés.

Fase final do eclipse

No final do eclipse que nós acompanhamos, o Sol já clareava o céu de fundo e, quando ele surgiu no horizonte leste, ficou fácil determinar o alinhamento da Lua cheia se pondo. O que você vê na Lua? Tem gente que vê São Jorge, seu cavalo e o dragão com fumacinha e tudo. Outros enxergam uma carinha simpática... e outros um coelhinho saltitante. Dizem que eu sou estraga-prazer... mas sinto muito... eu não vejo nada disso.

As manchas da Lua, que dão origem a essa criatividade toda, foram inicialmente identificadas como MARES quando Galileu começava a utilizar suas lunetas para olhar o céu. Com o desenvolvimento dos instrumentos de observação, foi possível verificar que, na verdade, os mares lunares são grandes planícies do nosso satélite. A Lua tem montanhas com mais de 8 mil metros de altura e longas cordilheiras com picos entre 4 e 5 mil metros de altura. São quase duzentas mil crateras na superfície da Lua, das quais nós vemos pouco mais da metade. As crateras são vulcões extintos ou o resultado do impacto de meteoróides. Os meteoróides - ou asteróides - podem cair diretamente na superfície da Lua, isso porque o nosso satélite natural não tem atmosfera. No caso da Terra, ao tentar penetrar pela atmosfera, essas rochas acabam se fragmentando muitas vezes, dando origem a um fenômeno luminoso conhecido como ESTRELAS CADENTES. Na verdade, é o atrito desses fragmentos rochosos que dá origem àqueles riscos luminosos no céu. Quando os fragmentos são muito grandes, muito massivos, eles não se desgastam totalmente pelo atrito e acabam caindo na superfície. Na Lua eles caem direto. Hoje, essas quedas não são muito freqüentes, mas houve períodos de grande freqüência de asteróides na região da Terra e da Lua, há milhões de anos. Daí vem a formação das milhares de crateras da Lua, além, é claro, da atividade vulcânica, que hoje está praticamente extinta. A fase de Lua cheia não é exatamente a situação mais adequada para observar os detalhes da superfície da Lua. Ao longo da fase minguante e também crescente, a luz do Sol vai tangenciando as montanhas e as crateras. Aí fica bem melhor a observação de detalhes da superfície lunar.

Ao contrário do que muita gente imagina, a Lua não é um espelho. Ela é constituída basicamente de matéria escura, e absorve mais de 90% da luz que recebe do Sol. É que a superfície da Lua é constituída basicamente de basaltos, que são geralmente escuros e absorvem bem a luz. Sondas espaciais russas e americanas, assim como os astronautas das missões Apolo, coletaram rochas na superfície lunar. Algumas são rochas claras, cristais algumas vezes brancos, mas o aspecto predominante do nosso satélite natural é escuro.

Superfície lunar

É que, na área da Lua que está recebendo a luz do Sol, a temperatura está próxima dos 150 graus acima de zero, e na área escura a temperatura chega a cerca de 150 graus negativos. Com toda essa variação, são poucas as rochas que resistem. O que sobra é uma fina poeira que recobre toda superfície do nosso satélite. Lua Nova... essa é a melhor época, a melhor fase para observação dos outros astros, das estrelas, dos astros de menor brilho. Isso porque a luz da Lua não se difunde pela atmosfera. Claro, vale a pena lembrar que há uma grande diferença entre a Lua nova e o eclipse da Lua. Ela fica escura por causa do ângulo de incidência da luz do Sol em relação à Terra e à inclinação da órbita da Lua, e depende ainda da posição do observador na superfície terrestre. É nos primeiros dias do crescente que ocorre o fenômeno da LUZ CINÉRIA, ou Luz Acinzentada. Mais uma vez, são as posições relativas que possibilitam a reflexão da parte da luz na atmosfera da Terra que incide na superfície não iluminada na Lua, e que chega até nós traçando esse filete que contorna o

nosso satélite. Esse fenômeno persiste nos primeiros dias do crescente. No crescente já tem gente com a tesoura afiada, pronta para cortar cabelos ou podar as árvores, porque dizem que a Lua nessa fase ajuda no crescimento. DIZEM . . . dizem mas não provam nada. Nem as estatísticas nem a lógica científica podem comprovar as relações da Lua com ritmos biológicos. As fases são efeitos da luz, e as possíveis influências da Lua na Terra têm a ver com a ação gravitacional. As aproximações e distanciamentos da Lua acontecem independentemente das fases. E mesmo a atração gravitacional só pode ser percebida para grandes quantidades de matéria fluída, como os oceanos, ou mesmo a atmosfera. Dificilmente para indivíduos. A maioria dessas relações é fruto do imaginário das diferentes culturas. Fruto da mesma fonte que alimentou os sonhos da viagem para além da Terra. Para a Lua, que é o objeto extraterrestre mais próximo da Terra. É bem provável que este sonho seja muito anterior, mas, no quinto século antes de Cristo, o filósofo grego FILOLAU registrou sua visão de uma Lua habitada por uma natureza exuberante. A "lógica" era óbvia. Se a Lua fosse desabitada, então teria sido criada em vão? Pra ir até a Lua, as fantásticas expedições se utilizaram de navios que atravessavam as COLUNAS de HÉRCULES, ou imensas escadas e cordas para se pendurar nos cantos da Lua nova ou crescente. Mesmo depois de GALILEU e dos primeiros telescópios, a criatividade inventava Luas de queijo, selenitas de olhos enormes e tudo o mais. CYRANO DE BERGERAC, por volta de 1650, viajava à Lua por meio de garrafas cheias de vapores.

No século XIX, JULES VERNE antecipava os foguetes tripulados, com um canhão de 300 metros de comprimento e muita pólvora. Ele influenciou muitos dos cientistas que iniciaram a aventura espacial. Mas, quando a Guerra Fria encaminhou a corrida espacial para o campo da política, a presença do Homem na Lua provavelmente já não era tão importante do ponto de vista cientifico. As sondas orbitais e as naves não tripuladas soviéticas já enviavam da Lua informações. Portanto, os astronautas já sabiam onde iam pisar quando chegaram lá.

O "renascimento" da Lua

Mas o mundo parou pra ver NEIL ARMSTRONG pisar pela primeira vez o solo de um corpo celeste fora da Terra, em 29/07/69. E o sonho não acabou. A Lua é só o princípio, o início de viagens mais ousadas. Pode ser um centro de pesquisa e produção de insumos industriais só possíveis em condições de baixa gravidade ou em função da ausência de atmosfera do nosso satélite Solitário.

Mas também a magia não acabou . . . a Lua continua sendo dos namorados, dos vampiros, dos sonhadores e, é claro, dos astrônomos.

ENSINAR E APRENDER 1 - Atividade voltada principalmente para alunos de 5a série no estudo de geografia e na 1a série do 2° grau. O professor pode pedir que os alunos acompanhem as fases da Lua usando informação de jornal ou de folhinhas. A partir do instante da fase NOVA , a Lua aparece no início da noite, logo após o pôr-do-Sol. No correr dos dias ela vai sendo observada surgindo cada vez mais "alta" no céu, cada vez mais distante do Sol. No dia em que a Lua atinge o quarto-crescente, ela forma um ângulo próximo de 90° com o Sol... ou seja, quando o Sol se põe, a Lua encontra-se perto da "metade" do céu. Na Lua cheia, o Sol estará se pondo e ela estará oposta ao Sol. A intenção é observar a diferença entre fases da Lua, e o que acontece quando ocorre um eclipse.

2 - O melhor instrumento para auxiliar no entendimento dos movimentos relativos do sistema Sol/Terra/Lua é um modelo. Para construção de um modelo simples e de fácil manuseio pelos alunos, procure informações em alguns dos livros indicados na bibliografia, ou busque orientação com as Sociedades de Astronomia, nos endereços indicados. As fronteiras do Sistema Solar SATURNO é mesmo muito bonito. Quando observamos um planeta - ou qualquer outro astro - com um telescópio de médio porte ou superior, sem que acionemos o mecanismo de acompanhamento do instrumento, o planeta cruza rapidamente o nosso plano de visão, devido ao movimento aparente do céu ao nosso redor. Este movimento é bem acentuado porque nós estamos olhando uma faixa bem estreita do céu.

Saturno e seus anéis

Olhando o céu a olho nu, a gente demora muito tempo para perceber os movimentos, e é mais difícil ainda perceber os próprios dos planetas em relação às estrelas que servem como panorama de fundo. Aliás, PLANETA quer dizer ASTRO ERRANTE. Durante muito tempo, tudo o que se movia no céu era PLANETA, inclusive o Sol e a Lua. Naquele tempo ninguém dizia que a Terra era um PLANETA. Classificando o Sol como estrela e a Lua como satélite, cinco PLANETAS são visíveis a olho nu: MERCÚRIO, VÊNUS, MARTE, JÚPITER e SATURNO. Em função dos seus movimentos próprios e variação de brilho, eles foram alguns dos primeiros alvos dos astrônomos pioneiros. Foi através da dedicação desses pacientes observadores que hoje nós podemos ver, nos planetários, a composição acelerada dos movimentos dos planetas, conhecidos pela sua forma como LAÇADAS PLANETÁRIAS. Pra quem pensava num universo com a Terra no centro, não era nada fácil explicar esses movimentos. É que eles não levavam em consideração os movimentos da Terra, e o ponto de referência ficava deslocado. Mesmo assim, com cálculos trabalhosos, foi possível estabelecer conexões entre esses movimentos e concluir que os ASTROS ERRANTES faziam parte do mesmo sistema. Entre os gregos, lá pelo quarto século antes de Cristo, já havia pensadores que consideravam o Sol como centro do sistema planetário. Foram necessários séculos de transformações do conhecimento para que o Sol deixasse de ser um planeta, e as hipóteses de um sistema planetário como nós conhecemos hoje fossem ganhando consistência. As idéias HELIOCÊNTRICAS modernas, estabelecidas a partir de NICOLAU COPÉRNICO, somaram-se ao aprimoramento das observações astronômicas para que, no séc. XVII, KEPLER pudesse chegar aos princípios dos movimentos planetários. As leis de KEPLER transformaram os movimentos planetários em trajetórias elípticas em torno do Sol. Esses princípios têm se demonstrado eficientes na descrição dos movimentos de cometas, asteróides e até mesmo de outros sistemas estelares. Mas, a concepção de um sistema solar com planetas satélites do Sol, em complexas atrações gravitacionais, começou a se consolidar a partir do trabalho de ISAAC NEWTON e sua teoria de GRAVITAÇÃO UNIVERSAL. Nos seus estudos, NEWTON indicava que a atração entre os corpos celestes se dava de tal modo que aqueles de menor massa girava em torno dos mais massivos. É o caso da Terra, de outros planetas em torno do Sol e também das luas em torno dos planetas. O Sol representa aproximadamente 99,8% da massa do sistema solar. Portanto, é fácil perceber a intensidade de sua ação gravitacional sobre cometas, planetas terrestres, asteróides ou planetas gasosos. O Sol, na verdade, não está exatamente no centro do sistema e sim em dos focos das elipses que representam as órbitas dos planetas. Os quatro mais próximos do Sol são terrestres, ou TELÚRICOS. Depois vêm o cinturão de asteróides e os quatro planetas GASOSOS ou JOVIANOS, e mais além, PLUTÃO. E ainda pode haver mais . . .

Até onde vão as FRONTEIRAS DO sistema solar? A pergunta sobre a extensão do nosso sistema planetário e as suas relações com a nossa galáxia pode começar a ser investigada a partir de outra dúvida: DE ONDE VEM TUDO ISSO? QUAL É A ORIGEM DO SISTEMA SOLAR? Um gesto do Criador e a luz se fez?! Ou Deus é o próprio Sol? Religiosidade e misticismo à parte... Atualmente acredita-se que o sistema solar evoluiu a partir de uma grande nebulosa. Essa hipótese baseia-se numa idéia evolucionista. A TEORIA NEBULAR de LAPLACE abriu o caminho no final do século XVIII. Depois foi reciclada com modelos teóricos, observações das sondas espaciais e com os novos conceitos de EVOLUÇÃO ESTELAR. Chegamos assim a modelos que consideram a acresção (em inglês, accretion) de matéria. O sistema solar teria evoluído a partir de uma vasta extensão de gás e poeira que foi se contraindo ao longo do tempo. A região central foi aumentando a densidade de temperatura, dando origem a um objeto que depois se tornaria o Sol. O resto da matéria teria ficado num plano médio, e os choques de seus grãos formaria primeiro objetos parecidos com asteróides. Pelo mesmo processo de choques, viriam a se formar os planetas e os seus satélites. Os fenômenos físicos e a composição química responsável pela formação dos corpos no sistema solar dependem de duas coisas: da distância em relação ao Sol e dos elementos formadores da nebulosa primitiva. Os mais próximos do Sol tornaram-se ricos em materiais resistentes ao calor: ferro, óxidos e silicatos de alumínio e magnésio. A amônia, o hélio, o metano, o hidrogênio e o gelo de água e amônia concentraram-se numa região mais distante, dando origem a planetas como JÚPITER e SATURNO e às suas atmosferas. Vamos falar um pouco sobre cada um dos planetas e perceber melhor essas diferenças.

Imagem de Mercúrio e Vênus

Começando pelos interiores MERCÚRIO e VÊNUS, que têm órbitas entre a Terra e o Sol. Eles são observados sempre antes do nascer do Sol ou logo após o seu ocaso. Isso é fácil de entender. MERCÚRIO e VÊNUS têm órbitas entre a Terra e o Sol, então nós precisamos sempre olhar na direção do Sol para observar estes dois planetas. Como o Sol se movimenta, graças ao movimento de rotação da Terra, ele carrega consigo os planetas MERCÚRIO e VÊNUS.

MERCÚRIO fica durante cerca de uma hora e meia acima do horizonte depois do pôr-do-Sol, na melhor das hipóteses, enquanto VÊNUS chega a ficar até duas horas e meia, antes de seguir o caminho do Sol. MERCÚRIO dá quatro voltas em torno do Sol, enquanto a Terra dá uma volta. De fato, esse planeta é um apressadinho. Em 1974, a sonda MARINER 10 fotografou MERCÚRIO, revelando imagens muito similares às da Lua. Os instrumentos da MARINER 10 confirmaram as previsões de um campo magnético muito fraco e de uma atmosfera muito tênue, resultado da ação do próprio Vento solar e de gases que saem do planeta; mas, como Mercúrio tem um campo gravitacional muito baixo, esses gases não conseguem ficar retidos em torno de sua superfície. Acredita-se que MERCÚRIO possui um núcleo ferroso a altas temperatura que corresponde a mais da metade do seu volume. Proporcionalmente, MERCÚRIO teria o maior núcleo de todos os planetas. A sua fina crosta tem, provavelmente, alta concentração de silicatos como os conhecidos aqui na Terra. MERCÚRIO tem um diâmetro equivalente a 1/3 do diâmetro da Terra e a sua gravidade é 1/3 menor que a nossa. A maioria das crateras da superfície de MERCÚRIO é resultado do impacto de meteoróides, e essas rochas e montanhas devem sofrer muito com a maior variação de temperatura constatada em todos os corpos do sistema solar. São aproximadamente 650 graus de diferença entre a face iluminada pelo Sol -

que chega a mais de 460 graus acima de zero - e a face não iluminada, que chega a 180 graus abaixo de zero. E, além do mais, os dias de MERCÚRIO são longos. Ele gira lentamente em torno do seu próprio eixo, e o Sol só se põe em MERCÚRIO depois de 176 dias terrestres. Não é à toa que ele corre veloz em torno do Sol, como se fugisse do calor do astro-rei. E aí está VÊNUS . . . ou ESTRELA DALVA . . . ou ESTRELA MATUTINA ou VESPERTINA . . . dependendo da posição em que VÊNUS é observado. MERCÚRIO e VÊNUS têm fases semelhantes às fases da Lua; as suas posições relativas e seus movimentos orbitais exibem fases planetárias que podem ser observadas apenas através de telescópio de porte médio. Uma imagem obtida pela sonda espacial MAGALHÃES mostra a superfície de VÊNUS sem a sua atmosfera, que é constituída, em mais de 95%, de gás carbônico. Foram em grande parte as sondas espaciais que possibilitaram a constatação de um dos mais curiosos fenômenos que ocorrem em VÊNUS: o EFEITO ESTUFA provocado por suas nuvens, que retêm entre elas e o Solo as radiações de calor. Por isso, a temperatura na superfície de VÊNUS varia entre 480 e 500 graus, ou até mais. Outra peculiaridade de VÊNUS é que ele gira "ao contrário". Esse movimento retrógrado é leste - oeste em 243 dias. Mesmo tendo um núcleo metálico como a Terra, VÊNUS praticamente não tem campo magnético significativo. Em compensação, as nuvens de gás carbônico e ácido sulfúrico viajam a mais de 350 km por hora de leste para oeste em torno do planeta, gerando o aspecto azul com manchas brancas . . . e seu brilho intenso em nosso céu . . . VÊNUS é o astro mais brilhante no céu, depois do Sol e da Lua, é claro.

MARTE já não brilha tanto, mas nem por isso deixou de ser motivo de muitas fantasias e polêmicas. Marcianos verdes já "invadiram" a Terra na imaginação de H. G. WELLS e na narração de ORSON WELLES. Civilizações "marcianas" de milênios atrás construíram canais de irrigação e imensas imagens e esculturas para serem adoradas a milhares de quilômetros do planeta vermelho...

Imagem de Marte Talvez por isso MARTE tenha sido o planeta mais visitado por sondas espaciais. Milhares de imagens foram obtidas pelas sondas americanas VIKING lançadas em 1975. A parte orbital das sondas obtinha as visões gerais, enquanto o módulo que pousou no planeta recolhia amostras da superfície e fotografava detalhes de MARTE. MARTE é um planeta terrestre, com metade do diâmetro da Terra. A maior parte de sua superfície assemelha-se a um grande deserto enferrujado. A fina poeira sobe com os fortes ventos, dando um tom salmão ao céu de boa parte do planeta. Marte possui calotas polares formadas por gelo e gás carbônico que nos verões marcianos sublimam, passando direto ao estado gasoso e formando as tênues nuvens que recobrem parte do planeta. Nenhum dos testes realizados pelas sondas VIKING, apesar de não serem definitivos, encontrou qualquer molécula orgânica que representasse algum sinal de vida como nós a conhecemos. Também, não é fácil a convivência com uma temperatura que varia entre 22 graus positivos e 73 graus negativos. É em MARTE que está o maior vulcão do sistema solar - o MONTE OLIMPO -, com mais de 23 km de altura, extinto há muitos milhões de anos, assim como possivelmente toda a atividade vulcânica do planeta. Nesse mesmo passado remoto, pode ter havido água em estado líquido no planeta, o que poderia ter sido a origem dos famosos canais marcianos, que se pensou durante uma época serem aquedutos construídos para conduzir água dos pólos às regiões equatoriais áridas. Essa é apenas mais uma das hipóteses, mas as sondas não encontraram nenhum vestígio das obras dos tais engenheiros marcianos. Marte possui dois pequenos satélites, que também foram motivo de muita polêmica. Houve quem dissesse que eram artificiais, mas as fotos das sondas não deixam margens a dúvidas. PHOBOS (Pânico) e DEIMOS (Terror) são satélites naturais, irregulares, provavelmente asteróides que foram capturados pela gravidade de Marte. Essa hipótese se baseia no fato de que PHOBOS e DEIMOS são muito semelhantes aos ASTERÓIDES, um grupo de objetos que se encontra entre Marte e Júpiter, numa espécie de CINTURÃO.

Eles dividem a região dos elementos pesados da região dos elementos mais leves. GASPRA foi o primeiro asteróide a ser fotografado como mais do que um ponto luminoso. Ele tem aproximadamente 19 km por 12 km e foi fotografado pela sonda GALILEU em outubro de 1991. Hoje, estima-se que existam dezenas ou até centenas de pequenos planetóides, tanto no cinturão entre MARTE e JÚPITER como em outras órbitas menos regulares. E só pra ter uma idéia da massa dos asteróides, a estimativa é de que, se todos eles se juntassem num único astro, chegariam a compor somente 1 milésimo da massa terrestre.

Os planetas JOVIANOS

Na seqüência temos os planetas JOVIANOS ou GASOSOS: JÚPITER, SATURNO, URANO E NETUNO. SATURNO e JÚPITER são os maiores do sistema solar, mas JÚPITER é o maior de todos, com mais de 13 vezes o volume da Terra e 318 vezes a massa do nosso planeta. Tudo isso, sendo essencialmente gasoso. JÚPITER é composto basicamente de 85% de HIDROGÊNIO, 14% de HÉLIO, e 1% de METANO e AMÔNIA nos diferentes estados da matéria.

A atmosfera tem aproximadamente 240 km de espessura, girando a altíssima velocidade, em tempestade constante, com descargas elétricas muito intensas. É essa rotação toda que gera essas faixas coloridas, que ainda podem conter elementos como fósforo e enxofre. Conforme vai aumentando a pressão em função da massa enorme do planeta, os gases passam para um estado líquido e depois transitam para um estado conhecido como metálico, onde se comportam como um metal. Existe um núcleo sólido com uma massa de 10 a 20 vezes maior do que a massa terrestre, com temperaturas próximas aos 30.000 graus. O calor desse núcleo também colabora com os complexos fenômenos desse gigante gasoso. JÚPITER irradia cerca de 2,5 vezes mais energia do que recebe do Sol. Entre os fenômenos atmosféricos, o mais famoso e constante é a GRANDE MANCHA VERMELHA. Só nessa grande tempestade JOVIANA caberiam cerca de duas Terras. Toda a combinação de fatores pode favorecer a formação de substâncias diversas, que seriam as responsáveis pelo tom marrom-avermelhado de sua superfície. JÚPITER possui 16 satélites confirmados pela sondas VOYAGER 1 e 2, que conseguiram belas imagens dos quatro satélites descobertos por GALILEU em 1610: GANIMEDES, que é o maior satélite do sistema solar e tem mais volume que o planeta Mercúrio; EUROPA, com sua superfície congelada que lhe confere uma complexa rede e rachaduras; CALISTO, que teve toda a sua superfície bombardeada por meteoróides; e IO, que ofereceu as mais belas imagens e muito material para pesquisa com seus vulcões ativos, além de possivelmente colaborar com algumas tonalidades na atmosfera de Júpiter. Os quatro planetas gasosos possuem anéis. Júpiter, Urano e Netuno têm anéis pouco brilhantes e mais finos, por isso pouco visíveis. SATURNO é o mais enfeitado de todos. Há várias teorias sobre a origem e formação dos anéis de SATURNO. Uma delas diz sobre a aproximação e posterior rompimento (em inglês, disruption) de um corpo celeste. Outra, ao contrário, diz que esse material deveria se agregar e formar um ou vários satélites do planeta SATURNO. Mas, isso não aconteceu e hoje em dia o que a gente vê é um conjunto de anéis. SATURNO tem características próximas às de Júpiter, como seus componentes químicos, estrutura física e intenso campo magnético. Assim como Júpiter, Saturno gira em torno do seu eixo, aproximadamente duas vezes e meia mais rápido do que a Terra. Só que Saturno está aproximadamente a 1.100.000.000 km de nós, ou seja, o dobro da distância entre a Terra e Júpiter. Além dos famosos anéis, Saturno possui 17 satélites girando ao seu redor, dos quais o mais conhecido e maior é TITÃ, com diâmetro de 5.000 km. Ele tem uma atmosfera significativa, com boa quantidade de nitrogênio, como é a da Terra, o que, aliado ao metano e à ação solar, permite a formação de vários hidrocarbonetos. É por isso que está em projeto uma sonda espacial com módulo específico para um pouso em TITÃ, para avaliar situações

consideradas importantes para a compreensão das dinâmicas atmosféricas e até da busca de condições que possibilitem o surgimento de vida. Urano e Netuno não possuem faixas atmosféricas como JÚPITER e SATURNO, apesar de se estimar as suas composições químicas como próximas às dos gigantes - com presença de HIDROGÊNIO e HÉLIO -, é o METANO que lhes confere a tonalidade azulada na superfície visível ou ainda a atmosfera. A MANCHA NEGRA de NETUNO tem características e localização próxima à da GRANDE MANCHA VERMELHA de JÚPITER. E supõe-se que ela seja uma formação de longa duração, como a GRANDE MANCHA VERMELHA . Urano é o planeta cujo eixo é mais inclinado em relação ao plano da órbita, ficando praticamente "deitado". Sua rotação é aproximadamente de 16 horas, no sentido retrógrado como Vênus. URANO possui 15 luas e NETUNO, 8 luas, das quais TRITÃO é a mais curiosa, porque seu movimento orbital em espiral faz prever uma aproximação que pode levar a uma fragmentação do satélite. As fronteiras do sistema solar estavam mais ou menos na região da órbita de NETUNO no final do século passado. Mas, as observações do movimento orbital de URANO E NETUNO mostravam variações, "desobediências" muito graves às regras da GRAVITAÇÃO UNIVERSAL. Eles não estavam nos movimentos e nas posições esperadas. Isso significava que deveria existir alguma coisa além, provavelmente um planeta que estivesse influenciando o movimento orbital de URANO e NETUNO. Assim, durante cerca de 30 anos os astrônomos lançaram-se numa busca matemática e sobretudo observacional de um planeta que surgiria logo em seguida . . . PLUTÃO. PLUTÃO tem a órbita mais excêntrica de todos. Às vezes ele passa à frente de NETUNO, sendo o oitavo planeta. Aliás, é o que está acontecendo desde 1979. Só em 1999 PLUTÃO cruzará novamente a faixa orbital de NETUNO, voltando a ser o nono planeta do sistema solar. Uma outra coisa notável na órbita de PLUTÃO é que a sua inclinação é a mais significativa do sistema, cerca de 17 graus. Pra explicar as irregularidades nos movimentos de URANO e NETUNO, foi feita uma estimativa da massa de PLUTÃO. Só que, em 1978, telescópios mais sofisticados descobriram um satélite em torno de PLUTÃO . . . que ganhou o nome de CARONTE, o Barqueiro do Inferno na DIVINA COMÉDIA de DANTE. Com essa descoberta foi possível determinar com mais precisão a massa de PLUTÃO, que hoje se acredita ser equivalente a 0,002 massas terrestres. Além disso, ele é o menor planeta do sistema. E aí recomeçaram as buscas, porque era necessário mais força gravitacional para equilibrar as coisas quanto às variações nas órbitas de URANO e NETUNO.

A teoria mais aceita hoje é a da existência de uma faixa com uma grande quantidade de MICROPLANETAS numa zona orbital mais afastada que a de PLUTÃO. Além dos planetas, há mais alguns ASTROS ERRANTES no sistema solar. A última vez que um desses viajantes espaciais ficou de aparecer por aqui, foi um rebuliço danado. É que o imaginário em torno dos COMETAS continua forte, e o HALLEY decepcionou muita gente.

Cometa O que se conhece do visual dos cometas começa com um núcleo composto de "GELO SUJO" . . . uma mistura de ÁGUA, AMÔNIA, METANO, CO2 e pequenos grãos de matéria sólida. Quando o cometa se aproxima do Sol, ele vai esquentando e esse material vai passando do estado sólido para estado gasoso. É assim que, além do núcleo do cometa, a gente acaba vendo a COMA ou CABELEIRA e também uma cauda que muitas vezes se entende por milhões de quilômetros, chegando a atingir 150.000.000 de quilômetros, aproximadamente a distância da Terra ao Sol. Cada vez que um cometa se aproxima do Sol, ele pode perder cerca de um centésimo de sua massa; quando os planetas passam próximos das órbitas dos cometas, uma parte dos grãos sólidos é atraída por gravidade e podem cair ou, como no caso da Terra, formar chuvas de meteoros.

As órbitas dos cometas são geralmente elípticas, com grande excentricidade. Alguns cometas são eventualmente capturados pela gravidade de planetas muito massivos, como JÚPITER, o que altera suas órbitas. Mas, de onde vem os COMETAS? Os núcleos formadores de cometas estão provavelmente concentrados em nuvens ou cinturões que estão orbitando o nosso sistema a cerca de 50.000 a 100.000 vezes a distância equivalente da Terra ao Sol, ou cerca de 1,5 ano-luz. Algum tipo de desequilíbrio gravitacional, que pode ser motivado pela aproximação de outro astro, ou pela complexa dinâmica do nosso sistema solar, por exemplo, provoca o deslocamento desses objetos celestes. Eles podem escapar para outras paragens, ou se encaminhar para a direção do Sol.

Terra

Os cometas nasceram nas fronteiras do sistema solar, e por isso mesmo podem revelar muitos segredos sobre a origem do nosso sistema, e quem sabe de nós mesmos. Os núcleos dos cometas possuem a matéria dos princípios do sistema solar, e pesquisá-los pode ajudar a nos conhecer melhor. Saber como são os nossos planetas vizinhos faz a gente respeitar o nosso planeta... afinal, ele é bem bonito.

ENSINAR E APRENDER 1 - Especialmente para o 2° grau, o programa pode fornecer subsídios para um trabalho interdisciplinar sobre o tema Gravitação Universal. As discussões podem se encaminhar a partir das questões: existem, nos outros planetas, elementos e substâncias diferentes daqueles que encontramos na Terra? A força gravitacional age diferentemente na Terra e fora dela? Até onde ela se estende? E a ação gravitacional do Sol? 2 - Uma atividade que pode ser proposta a turmas de qualquer série é solicitar aos alunos desenhos ou trabalhos artísticos de como imaginam que sejam os planetas e o sistema solar. Em seguida, exibir o programa e fazer uma avaliação dos trabalhos, propondo uma revisão ou recriação, se for o caso.

A exploração espacial Em algumas noites especiais, sem Lua, sem nuvens, sem poluição, há momentos em que a gente tem a impressão de que dá pra tocar nas estrelas. Olhar para elas não parece suficiente... é preciso ir até lá, tocar nos astros pra confirmar se o universo é mesmo como imaginamos. Hoje, nós sonhamos com visitas a planetas, em confortáveis ônibus espaciais. Mas, das lendas de ÍCARO aos primeiros foguetes, entre a ficção e a conquista tecnológica, há séculos de misticismo e muito trabalho. Entre as formas do conhecimento que foram envolvidas na aventura onírica de levar o homem ao espaço, a astronomia contribuiu desde os primeiros passos, estendendo o nosso olhar para além da Terra. Primeiro as observações a olho nu, depois os telescópios e a dedicação de milhares de sonhadores por trás de lentes e pranchas de trabalho. Foram os instrumentos que ajudaram a derrubar mitos e transformar teorias que abriram o caminho para as viagens espaciais. Mas, por mais que a gente queira separar as coisas, isolar especialidades, os grandes desafios geralmente são superáveis pela evolução global do conhecimento. Por mais que a gente precise de heróis, que a história oficial seja a dos vencedores, as transformações são o fruto do trabalho de muitos indivíduos. Alguém acaba funcionando como catalisador, concretizando projetos como os de LEONARDO DA VINCI para as primeiras máquinas voadoras.

O sonho de Leonardo da Vinci

Voar, superar a gravidade se "agarrando" no ar. No século XV, LEONARDO DA VINCI punha no papel um sonho que se iniciara muito tempo antes, com as observações deslumbradas do vôo dos pássaros e que só veio se tornar real no começo do século XX. Os nomes se misturam: SANTOS DUMONT, IRMÃOS WRIGHT... Isso é indiferente. O que realmente fez diferença é que chegava a hora do Homem voar. De "navegar" pela atmosfera, cada vez mais rápido, mais alto.

Alguns passos da evolução acontecem pelos caminhos que sociedade escolhe. As guerras destruíram cidades, milhares de pessoas e os sonhos inocentes dos pioneiros da aviação. Mais rápido e mais alto, porque a guerra precisava, porque o comércio e as pessoas precisavam, ou simplesmente porque era um desafio, havia uma barreira a ser vencida. Um avião pode sair da atmosfera? Essa é uma dúvida comum...e seria ótimo poder dizer que sim. Os aviões só se sustentam no ar. Quando o ar acaba, eles não voam. Os aviões, normalmente - pelo menos aqueles de passageiros -, chegam até cerca de 12 a 13km acima da superfície. Os aviões a jato estão na faixa dos 30 a 40km, junto com os balões. Os satélites são colocados bem mais pra cima, 50km acima da superfície, mas a atmosfera se estende pelo menos ao dobro disso, a 100km. Acima desse limite, só mesmo alguns satélites geoestacionários, sondas espaciais e também observatórios astronômicos orbitais. Era preciso encontrar uma outra solução, diferente da dos aviões, para impulsionar o homem ou suas criações para além da Terra. CATAPULTAS nos picos mais elevados e até aves amestradas entraram nas fantasias espaciais. O canhão de 300 metros de JULES VERNE preconizava a idéia dos lançamentos verticais. O canhão não daria muito certo por vário motivos, entre eles problemas de estabilidade do projétil, sua constituição física e velocidade mínima de escape para sair da Terra. Mas, era impressionante que JULES VERNE antecipasse em 1865 a estrutura das primeiras naves tripuladas.

A ficção de JULES VERNE influenciou decisivamente o espírito das pesquisas dos pioneiros da exploração espacial. No final do século XIX, o russo KONSTANTIN TSIOLKOWSKI desenvolvia os primeiros trabalhos teóricos com propulsores a jato para viagens interplanetárias. De novo os nomes se somam: TSIOLKOWSKI, o físico norte americano ROBERT GODDARD, o francês ROBERT PELTIRIE e o alemão WERNER VON BRAUN dividem com muitos outros cientistas as vitórias e decepções.

Jules Verne

Os foguetes venciam a gravidade, mas suas ogivas transportavam muito mais armas e destruição do que instrumentos de pesquisa e boas novas para a construção de uma vida melhor. Mais forte, mais alto, mais rápido porque o mercado precisava crescer, porque o homem queria ir para o espaço, ampliar horizontes, queria conversar entre continentes, queria conhecer o seu planeta. E como funciona um foguete? É fácil entender... Os foguetes levam consigo o seu próprio combustível e também o oxigênio. Esses dois componentes se combinam na câmera de combustão, e aí o gás é expelido para trás. Esse gás expelido impele o foguete... A isso se dá o nome de AÇÃO E REAÇÃO. Não importa qual seja o combustível, o princípio de funcionamento dos foguetes é esse. Mas, não é só apontar o foguete para o alto e pronto. Os satélites não entram em órbita por conta própria. São necessários cálculos precisos para se saber a velocidade, o instante e o ângulo exatos. As idéias básicas para esses cálculos já estavam prontas há quase cinqüenta anos quando o sonho se tornou realidade. Em 4 de outubro de 1957, a Terra ganhava seu primeiro "COMPANHEIRO" construído pelo homem. O SPUTNIK, "companheiro" em russo, era uma esfera metálica com 50cm de diâmetro, pesando cerca de 83 quilos com equipamentos, que completava uma translação em torno da Terra em aproximadamente 100 minutos. Os "BIPS" captados em todo o mundo emocionavam e abriam caminho para lançamentos de satélites para os mais variados fins: pesquisas na alta atmosfera, telecomunicações, mapeamento e sensoriamento remoto, espionagem militar ou industrial e até "guerra nas estrelas". Felizmente, a sociedade vem encontrando instrumentos para resistir às armadilhas que ela mesma cria. E hoje em dia, ao cair da tarde ou nas altas horas da madrugada, é possível ver satélites artificiais cruzando vagarosamente o céu. Agora são dezenas deles transmitindo informações, ajudando na meteorologia e nos projetos de preservação ecológica.

O Sputnik

Os "BIPS" do SPUTNIK abriram os caminhos do homem no espaço. Mas também foram o sinal de partida para uma corrida espacial que condicionava o desenvolvimento científico a uma disputa política e econômica. A GUERRA FRIA carregava de demagogia os discursos dos líderes que disputavam a paternidade de um sonho: LEVAR O HOMEM AO ESPAÇO. A ficção, como sempre, saía na frente.

O FLASH GORDON, das histórias em quadrinhos de ALEX RAYMOND, antecipava em 1933 as viagens interplanetárias. O desenho clássico dessas histórias procurava formas aerodinâmicas terrestres para as naves e construía um herói apolíneo para enfrentar desafios sobre-humanos. FLASH GORDON foi para o cinema em 1936, e, como obra de ficção, naturalmente não precisava se incomodar com gravidade, pressão atmosférica, órbitas estáveis ou reentrada na atmosfera... Mas, no duro trabalho dos laboratórios, eram essas as maiores preocupações dos técnicos. Já se sabia como colocar um equipamento em órbita, mas como trazê-lo de volta? Quando o SPUTNIK 1 penetrou a atmosfera, o atrito com o ar fez com que ele fosse ficando retorcido e fosse se quebrando em várias partes. Isso acontece todas as vezes que a gente sai de um meio como o vácuo, por exemplo, e entra na atmosfera, um meio mais denso, ou então do ar para a água, como por exemplo um mergulho de mau jeito em uma piscina. A Solução estava em encontrar materiais resistentes para revestir a cápsula e na escolha do ângulo correto para a reentrada.

Quando, em 12 de abril de 1961, YURI GAGARIN afivelava os cintos a bordo da VOSTOK 1, os técnicos da então UNIÃO SOVIÉTICA tinham algumas certezas e muitas dúvidas. O risco era grande, mas a aventura valia a pena.

GAGARIN não era nenhum Apolo nem tinha veia poética... mas foi muito feliz na sua primeira e simples frase: "A Terra É AZUL!" A VOSTOK 1 completou 108 minutos em órbita em torno da Terra e reentrou com sucesso. Os técnicos americanos também sofreram as mesmas tensões no vôo sub-orbital com 15 minutos de duração de ALLAN SHEPARD algumas semanas depois. Apesar de não completar uma volta, também tinha as dificuldades da reentrada.

Iuri Gagarin O primeiro vôo orbital americano aconteceu quase um ano depois, com JOHN GLENN numa cápsula do projeto MERCURY, que completou 3 órbitas em torno da Terra. Mas nenhum desses feitos superava o sucesso de GAGARIN e a liderança SOVIÉTICA na exploração espacial. Usando seu prestígio internacional, o presidente JOHN KENNEDY, já com os rascunhos do PROJETO Apolo nas mãos, lançava, em 25 de maio de 1961, o desafio de em 10 anos um americano caminhar na Lua. Independentemente das jogadas políticas ou da propaganda, a proposta de KENNEDY falava de um sonho de toda a humanidade: conhecer a Lua de perto. A polêmica estava lançada... os milhões de dólares e de rublos gastos nessa aventura para a Lua não seriam melhor aplicados em projetos contra a fome e a miséria, em projetos sociais ou educacionais? E mais . . . os técnicos discutiam a importância dos vôos tripulados à Lua, já que as sondas mecânicas poderiam realizar essas viagens com menor custo e menores riscos. Tanto que esse foi o caminho escolhido pelo programa espacial soviético, a partir de 1968. O Congresso Nacional dos ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA DO NORTE aprovou as idéias de KENNEDY. Assim, iniciava-se a corrida à Lua. A fase tripulada do projeto Apolo para a Lua só começou em 1968. Antes disso, foram centenas de testes com o propulsor SATURNO V e com a cápsula para três astronautas. Enquanto isso, VALENTINA TERESCHKOWA, a primeira mulher a ir para o espaço, participava da segunda missão com duas naves em órbita: ela na VOSTOK 6 e VALERY BYKOVSKY na VOSTOK 5. Paralelamente, prosseguia a série de lançamentos das sondas LUNA, iniciada em 1958 e que no ano seguinte já revelava a face oculta da Lua. Depois de vários insucessos, as PIONNER e as RANGER americanas seguiram os passos das sondas soviéticas e ampliaram o conhecimento sobre o primeiro alvo dos projetos espaciais. Os vôos tripulados também ocorriam num clima de disputa pela primazia nos grandes feitos. Os conquistadores que dividiram o espólio tecnológico alemão da Segunda Guerra buscavam a hegemonia do espaço. Os soviéticos mantinham a liderança, colocando o primeiro homem flutuando fora de uma nave e transportando os primeiros passageiros não astronautas para o espaço. O projeto GEMINI recuperava o prestígio americano, usando os propulsores da nave para mudanças de órbita e realização de manobras e acoplamentos. Nessa correria acabou acontecendo o que ninguém queria, mas alguns já esperavam. Na pressa de sair na frente, as duas primeiras naves dos projetos Apolo e SOYUZ acabaram provocando as primeiras vítimas. Os três tripulantes da Apolo 6 nem chegaram a decolar, vitimados por um incêndio no último teste antes do lançamento. Aos nomes de VIRGIL GRISSON, EDWARD WHITE E ROGER CHAFFEE viria a se juntar o do cosmonauta VLADIMIR KOMAROV, morto ao voltar do espaço no primeiro teste tripulado da SOYUZ, em função da explosão de um retrofoguete. Para abafar as tragédias, foram veiculadas as boas notícias da LUNA 10 soviética, que se transformou na primeira Lua da Lua, e do primeiro pouso na Lua da SURVEYOR americana. A partir daí, os caminhos começaram a ficar diferentes. Os soviéticos se definiram pelas naves não tripuladas com o feito da ZOND 5, que fez a primeira viagem de ida e volta à Lua. Os americanos seguiram o projeto Apolo, testando o MÓDULO LUNAR em órbita do nosso satélite natural.

O Saturno V

No dia 20 de julho de 1969, MICHAEL COLLINS, EDWIN ALDRIN e NEIL ARMSTRONG esperavam a contagem regressiva no interior da Apolo 11, batizada de "COLUMBIA". Mais de um bilhão de pessoas observavam pela televisão o lançamento do poderoso SATURNO V. Os 180 milhões de cavalos de potência ergueram do Solo os 3.400.000 quilogramas de massa de equipamento.

Onze minutos e 53 segundos depois, o COLUMBIA estava voando em torno da Terra a 28.800km/h. Sessenta e duas horas depois do lançamento, o COLUMBIA e o MÓDULO LUNAR, ligados pelos narizes, entravam em órbita lunar. ALDRIN e ARMSTRONG passaram para o MÓDULO e COLLINS ficou na COLUMBIA, coordenando a descida para a Lua. Outro dia o porteiro do meu prédio tomou coragem e me parou na saída de casa. Ele sabe que eu trabalho com astronomia e mandou a pergunta: "É VERDADE MESMO, TEVE UM HOMEM ANDANDO NA LUA? " Pois é... hoje, 25 anos depois, tem gente que não acredita. Essa resistência em aceitar uma grande conquista científica e tecnológica é, contraditoriamente, um bom exemplo da importância desse evento para a humanidade. E, ao mesmo tempo, ilustra a grande distância que existe entre essa evolução tecnocientífica e a realidade das pessoas simples. Especialmente num país como o BRASIL, que está longe de competir com as grandes potências na corrida espacial. Os projetos brasileiros estão começando a se consolidar graças ao grande esforço de nossos técnicos e à cooperação internacional. O INSTITUTO DE PESQUISAS ESPACIAIS e o CENTRO TÉCNICO AEROESPACIAL vêm cooperando no desenvolvimento da MISSÃO ESPACIAL COMPLETA BRASILEIRA, com a finalidade de estabelecer competência na produção e lançamento de satélites.

No LABORATÓRIO DE INTEGRAÇÃO E TESTES do INPE, em São José dos Campos, São Paulo, estão sendo desenvolvidos e testados os satélites da série SCD, Satélites de Coleta de Dados. Além disso, esse laboratório mantém uma coligação com a empresa nacional, fazendo testes em novos produtos para ela e também para clientes internacionais, como é o caso dos testes que estão sendo realizados para o primeiro satélite argentino.

Laboratório do INPE

Os modelos do SCD 2 - nosso segundo satélite - estão passando por uma série de testes de qualificação. As várias peças estão sendo integradas e testadas nesse laboratório. Só depois disso é que ele pode ir para o espaço. Eles têm um alto índice de nacionalização e uma evolução tecnológica razoável. O SCD 1, muito parecido com SCD 2, já está em órbita e foi lançado em 09 de fevereiro de 1993, lá dos ESTADOS UNIDOS. O lançamento foi realizado por um foguete PEGASUS, que começou sua viagem sustentado por um BOEING B-52, que por sua vez decolou do KENNEDY SPACE CENTER e conduziu o foguete e o satélite acoplados até a altura de 13 km. A partir daí o PEGASUS se encarregou do vôo, consumindo seus três estágios para colocar o SCD 1 em uma órbita média de 750 km acima da superfície da Terra. No CENTRO DE RASTREIO E CONTROLE DE SATÉLITES, os técnicos do INPE fazem o acompanhamento e a centralização dos dados coletados pelas outras estações espalhadas pelo país. É um grande passo no domínio da tecnologia de construir e operar satélites em órbita, o que viabilizará a autonomia do país no setor. O SCD 1 opera nos controles de emissão de gás carbônico e da camada de ozônio, bem como em medidas metereológicas e registros de marés. Os dados são processados e repassados aos usuários do sistema: os institutos metereológicos, as agências ambientais nacionais e estrangeiras etc. A outra vertente da MISSÃO ESPACIAL COMPLETA BRASILEIRA é a construção de um veículo lançador de satélites. O CENTRO TÉCNICO AEROESPACIAL, ligado ao Ministério da Aeronáutica, que já vem

desenvolvendo propulsores desde a década de 70 com os foguetes da série SONDA, já lançou dois protótipos para testes de componentes do VEÍCULO LANÇADOR DE SATÉLITES, que estão sendo montados nas instalações do CTA em São José dos Campos.

Veículo lançador de satélite

O VLS está projetado para ter aproximadamente 19 metros de comprimento, incluindo a carga útil. Atualmente, a fase é de montagem de modelos para testes de vibração. São 4 estágios, sendo que o primeiro tem 4 motores que conseguem tirar do chão as 50 toneladas do veículo. Este foguete terá capacidade de colocar em órbita satélites de até 200 kg, entre equipamento e estruturas.

O resultado desse esforço se concretiza no CENTRO DE LANÇAMENTO DE ALCÂNTARA, no Estado do MARANHÃO, onde, além de toda a infra-estrutura para as rampas de lançamento, estão preparados os equipamentos para guiagem dos veículos. O passo mais recente da ASTRONÁUTICA para a astronomia foi o lançamento do telescópio orbital HUBBLE. O projeto do HUBBLE já tinha mais de vinte anos quando o SPACE SHUTTLE DISCOVERY partiu do centro espacial KENNEDY, no dia 24 de abril de 1990. O ônibus espacial colocou o HUBBLE numa órbita a aproximadamente 600 km da Terra. Lá, ele está livre das dificuldades que a atmosfera cria para as observações, e seu espelho principal de cerca de 2 metros e meio pode oferecer aos pesquisadores muitas novidades sobre o universo. O HUBBLE pode operar tanto no visual como no ultravioleta, graças ao seus sistemas múltiplos de detecção. Ele também leva um espectrógrafo de alta definição, capaz de análises detalhadas dos objetos observados. Satélites, sondas, telescópio orbital, ônibus espaciais, naves tripuladas ou não... dá pra pensar num congestionamento no espaço! E é quase isso mesmo, porque, além dos equipamentos, ficam em órbita estágios abandonados de foguetes e outros objetos. É o chamado LIXO ESPACIAL. É que a corrida ao espaço não acabou com a conquista da Lua. Muito pelo contrário. Além das missões Apolo, que continuaram até 1972, as sondas mecânicas soviéticas da série ZOND continuaram visitando a Lua até 1976. Enquanto as crises econômicas diminuíam o ímpeto dos projetos da NASA, das bases soviéticas continuava a subir quase uma centena de foguetes por ano. A maior parte desses lançamentos envolvia as estações espaciais SALYUT e MIR. Os projetos espaciais da RÚSSIA, depois do fim da UNIÃO SOVIÉTICA, estão mudando velozmente. No final de 1993, foi assinado um grande acordo de cooperação entre a RÚSSIA, a agência EUROPÉIA e a NASA, para vôos conjuntos e desenvolvimento de uma grande estação orbital internacional. Está nascendo uma nova geração de ônibus espaciais, que vai substituir os DISCOVERY e os COLUMBIA com vantagens de custo/benefício... É o que se espera. Talvez agora a corrida espacial possa se dar em busca do conhecimento, e não simplesmente pela vitória. E quais serão os próximos objetivos? MARTE? VIAGENS INTERESTELARES? Não faltam planos para isso, e todos incluem a Lua como ponto intermediário importante em todas as viagens, incluindo aquelas de longo curso. As sondas interplanetárias continuam desvendando mistérios do sistema solar e os telescópios orbitais investigam as origens do universo. Mas, a cada resposta surge uma infinidade de novas perguntas. E essa busca, que começou com lunetas e desenhos, transformou-se numa das maiores aventuras da raça humana. As vezes, é como olhar para o nada. As vezes, é como caminhar para o infinito. É como se tudo estivesse lá... esperando por nós.

ENSINAR E APRENDER 1 - Debate em sala de aula, principalmente com alunos do 2° grau. Depois de ver o programa, os alunos devem formar dois grupos. O primeiro vai defender a Conquista Espacial pelo que ela representa de avanço tecnológico e expansão dos domínios humanos no universo; e o segundo grupo vai defender a permanência do homem na Terra e os investimentos para Melhorar a Qualidade de Vida. Essa atividade pode ser desenvolvida de maneira interdisciplinar, envolvendo os professores de Geografia e História, além dos professores de Biologia, Química e Física.

Estrelas coloridas Calor, energia, luz. O FOGO foi e é muito importante para o homem. Ele fez e faz parte de um bom número das transformações que somos capazes de realizar. O Sol também é fonte de calor, energia, luz. Talvez por isso seja tão comum pensar no Sol como uma bola de fogo. Mas, não é nada disso. O Sol não funciona como uma tocha ou como uma lâmpada incandescente. Para haver fogo, é preciso que haja um COMBUSTÍVEL, o COMBURENTE, que na nossa atmosfera é o OXIGÊNIO. Além disso, o processo tem de ser iniciado por uma faísca ou algo parecido. No espaço interstelar não há oxigênio suficiente em estado gasoso e muito menos combustíveis ou faíscas.

O processo de produção de energia do Sol e de todas as ESTRELAS é completamente diferente. As estrelas são globos constituídos por gases a altíssimas temperaturas, apesar da aparência de brilho frio das noites estreladas. As diferenças de luminosidade, brilho e coloração entre todas as estrelas dependem das dimensões, das distâncias e também das fases de evolução desses objetos celestes.

Planetário virtual

As estrelas são como organismos vivos, que cumprem ciclos característicos de nascimento, vida e morte. É... o Sol nasceu um dia, e em algum momento no tempo ele vai deixar de ser uma estrela como a conhecemos. Se todas as previsões estiverem corretas, essas modificações só começarão a ocorrer daqui a uns 4,5 BILHÕES DE ANOS. Só de olhar para o céu, a gente já começa a fazer comparações. Uma brilha mais que a outra... aquela parece avermelhada, aquela outra é bem azul. O brilho foi um dos primeiros critérios para classificar as estrelas. Foi por aí que os gregos começaram, no segundo século antes de Cristo. As 20 estrelas mais brilhantes, de PRIMEIRA GRANDEZA. Modernamente, PRIMEIRA MAGNITUDE. As estrelas um pouco menos brilhantes são de segunda magnitude, depois terceira, quarta, quinta... até sexta MAGNITUDE, que eram as estrelas que estavam no limite de visibilidade.

Essa é a base para a classificação por MAGNITUDE VISUAL APARENTE, que ainda hoje é utilizada nos mapas profissionais, nas cartas celestes amadoras e também naquelas cartas feitas só pra gente curtir... olhar o céu. Bem, infelizmente esse processo de classificação não leva em conta a distância das estrelas e também os processos físicos que ocorrem em seus interiores. Mas, nos primórdios da astronomia, o Sol nem era considerado uma estrela e não havia instrumentos e modelos desenvolvidos para o estudo do ASTRO REI com profundidade.

Observatório Bernard Lyot

Hoje, em ESPECTROHELIÓGRAFOS como o do Observatório BERNARD LYOT - em CAMPINAS, São Paulo -, as observações possibilitam o estudo de algumas características do Sol. Instrumentos deste tipo, entretanto, só foram construídos nesse século, como o CORONÓGRAFO, inventado por BERNARD LYOT em 1930. Muito antes disso, as manchas solares já eram observadas pelo método de PROJEÇÃO. GALILEU já fazia registros da movimentação das manchas solares e avaliava as hipóteses para a rotação do Sol.

As anotações e desenhos de GALILEU foram feitas nas primeiras décadas do século XVII, quando as discussões sobre a cosmologia se misturavam com a teologia.

A ASTROFÍSICA, ramo da astronomia que estuda a constituição físico-química e a evolução dos astros, surgiu bem depois disso. Estudar o Sol como uma estrela foi um passo importante nessa evolução. As manchas solares permanecem vários dias na superfície do Sol e, dependendo da latitude em que aparecem, elas se movem mais rápido ou mais lentamente. Nas imagens modernas nós podemos ver os grupo de manchas na luz integral, luz branca.

Manchas solares Com filtros especiais é possível ver a superfície solar em faixas específicas do espectro, inclusive com detalhes do campo magnético entre as manchas. Isso possibilitou verificar que o Sol possui maior velocidade de rotação na região equatorial em relação às regiões polares. Essa constatação sugeria que o Sol tem uma estrutura completamente diferente da terrestre. Será que todas as outras estrelas são assim? Vale lembrar que não é nada fácil e tampouco seguro olhar o Sol diretamente, a não ser com orientações específicas. Em astronomia a gente utiliza lentes especiais e filtros que são resistentes ao calor. E a natureza também ajudou um pouquinho, criando um fenômeno espetacular...o eclipse!

Protuberância solar

Dá para imaginar as versões trágicas relacionadas com o "escurecimento" total do Sol: dragões engolindo o Sol, semideuses vindo roubar a luz do dia, as trevas chegando para nunca mais ir embora, o fim do mundo. Hoje em dia, os astrônomos aguardam com muita ansiedade o momento em que o Sol, a Lua e a Terra ficam alinhados. Com a diminuição da intensidade luminosa, é possível, sem o auxílio de instrumentos especialmente construídos para esse fim, apontar para o Sol aparelhos capazes de observar a coroa solar e as protuberâncias.

Mais uma vez, as imagens captadas se assemelham muito com o fogo, mas não é nada disso. As aparentes "chamas" são o resultado da matéria solar impulsionada pela intensa atividade do Sol. As protuberâncias do Sol podem atingir centenas de milhares de quilômetros de altura. A COROA é parte da atmosfera solar que chega a atingir, em casos excepcionais, a órbita de MERCÚRIO. Os registros de eclipses são tão antigos quanto o homem, mas, entre o temor, o deslumbramento e a reflexão científica, lá se vão milênios. Tão antigas como os eclipses são as lendas sobre o ARCO-IRIS e os conhecimentos intuitivos sobre a refração da luz. Mas, foi só no século XVII que o homem aprendeu a controlar a passagem da luz por um prisma e entender completamente o fenômeno. Os ESPECTROHELIÓGRAFOS incorporam redes de difração que essencialmente fazem o mesmo trabalho que um prisma, isto é, eles recebem a luz do Sol branca e separam os vários comprimentos de onda. Quer dizer, a gente consegue ver o Sol em todas as cores, ou, como se diz em ESPECTROSCOPIA, nas várias linhas do espectro. Através dessas linhas, os técnicos são capazes de identificar as substâncias e elementos químicos do Sol e dos outros astros. Isto só foi possível a partir de um trabalho exaustivo de laboratório, analisando a luz de cada um dos elementos químicos ou de cada substância, passando através de prismas, estudando, catalogando... Só depois disso é que foi possível transferir esses conhecimentos para o espectro das estrelas e dos astros de um modo geral. Ou seja, partindo do espectro da luz solar e também dos trabalhos de laboratório foi possível identificar os elementos e as substâncias químicas que fazem parte das estrelas. O mais interessante é que tudo isso foi feito através da luz, ou seja, a distância. A luz das estrelas começava a nos contar como eram elas. Restava ainda saber como essa luz era produzida. Mais uma vez foi preciso mergulhar nos laboratórios, pesquisar a fundo a matéria, a estrutura atômica e só então voltar a olhar para o Sol. Pra entender melhor o funcionamento de uma estrela, talvez seja bom fazermos um ligeiro recuo no tempo - "apenas" alguns bilhões de anos - e acompanhar o nascimento do Sol. As estrelas, acredita-se, surgem de grandes extensões gasosas. Além do gás, as nebulosas contêm muita poeira. A distribuição da matéria nessa nuvens é desigual, formando áreas que tendem a atrair

mais matéria do que outras, formando GLÓBULOS de matéria. Esses GLÓBULOS teriam um raio médio superior a dezenas de vezes o raio médio do nosso sistema solar. O adensamento dessas regiões aumenta o choque entre partículas, e depois de muito tempo a temperatura já atinge dezenas de milhões de graus. Só pra respirar um pouco, é bom lembrar que em astronomia o tempo e a distância são assim mesmo, de perder o fôlego. E, afinal, estamos falando do nascimento de estrelas. Só o Sol, que é uma estrela ANÃ AMARELA de dimensões pequenas em relação à media das estrelas conhecidas, tem massa equivalente a 333.000 vezes a massa da Terra, aproximadamente.

Eu falei que era pra respirar um pouco, mas não adianta. A essa altura, o que era um GLÓBULO já passou à fase de PROTOESTRELA, um rascunho de estrela. E a agitação aumenta, a temperatura também. A tensão é grande entre todos os espectadores, porque está chegando o grande momento. A música pára... e todos esperam que a pressão aumente o suficiente para que surja a energia, o brilho próprio de uma estrela "recém-nascida".

O Sol embrionário

Bom... sem exageros, vamos aos fatos. O que motiva a energia das estrelas é uma reação TERMONUCLEAR ou de FUSÃO ATÔMICA. É mais ou menos o processo inverso da BOMBA ATÔMICA ou das usinas núcleares, cujo princípio é a quebra da estrutura do átomo. Aqui, o que acontece é a formação do HÉLIO a partir do HIDROGÊNIO. No núcleo do Sol a temperatura é de QUINZE MILHÕES de graus aproximadamente, e a altíssimas pressões. Apesar dessa reação ser muito energética, ela não tem nada a ver com combustão. Ou seja, o Sol NÃO É UMA BOLA DE FOGO. É, na verdade, uma usina transformadora de matéria em energia. Pra nós, o Sol parece firme e estável, sempre lá, a cada amanhecer. A estimativa de quatro a cinco BILHÕES DE ANOS para a sua existência no passado - e igualmente no futuro - é um número tão grande que foge a qualquer referência para a vida humana. Mas, ele está em constante transformação, produzindo energia e transmutando matéria. Consumindo quatro bilhões de toneladas de HIDROGÊNIO por segundo. No interior de nossa galáxia existem várias estrelas semelhantes ao nosso Sol. Em outras galáxias, a gente espera que existam estrelas mais ou menos parecidas com o nosso Sol. Mas, até agora não foram encontradas duas estrelas que tenham a mesma composição química, graças ao seu espectro. É que o processo de formação das estrelas depende de uma infinidade de fatores, como o material original da nebulosa, e o seu desenvolvimento no interior das galáxias depende de muitas situações bem dinâmicas. As estrelas chamadas SUPERGIGANTES podem ter até várias centenas de vezes o raio do Sol. As ANÃS BRANCAS chegam a ter aproximadamente o diâmetro da Terra, mas elas não são as estrelas menores que nós conhecemos. Existem as ESTRELAS DE NEUTRONS, com diâmetro de até 20km. Elas foram previstas antes na teoria e só depois observadas na astronomia do invisível, pelos radiotelescópios. Mais ou menos como nos telescópios visuais, nos RADIOTELESCÓPIOS nós conseguimos observar os espectros das estrelas. Os dados recebidos vão para os gráficos, que os comparam com os padrões obtidos em laboratório. Assim, é possível entender um pouco da estrutura molecular dos constituintes de cada uma das estrelas e investigar as fases de evolução estelar. Além das ESTRELAS DE NEUTRONS, ou PULSARES, a radioastronomia ajudou também na identificação de estrelas VARIÁVEIS EXPLOSIVAS, estrelas novas que explodem em suas atmosferas, ou estrelas SUPERNOVAS que explodem em seus interiores. Também com os instrumentos da astronomia do invísível, foram identificadas as estrelas GIGANTES MARRONS e as ANÃS NEGRAS. Aliás, apesar do nome, a ANÃ NEGRA não tem nada a ver com o BURACO NEGRO. A radioastronomia, é claro, também ajudou na identificação dos tais BURACOS NEGROS. Todos estes corpos celestes - e muitos outros - são resultados das diferentes formas de evolução estelar e, como nós já vimos, as estrelas evoluem da concentração gravitacional de matéria.

Portanto, a MASSA, que durante muito tempo foi considerada uma constante pela teoria de GRAVITAÇÃO UNIVERSAL, em nosso século passou a ser variável, dependendo do referencial. E, segundo as idéias da relatividade, é hoje uma das chaves para o jogo evolutivo do universo. O HIDROGÊNIO é a forma de matéria mais simples e mais abundante que nós reconhecemos no universo. O Sol é formado basicamente de hidrogênio, como muitas outras estrelas. É por isso mesmo que parece razoável utilizá-lo para estudar um modelo de desenvolvimento de todas as outras estrelas.

Nascimento do Sol

Vocês se lembram, a música estava parada... e todos esperavam o surgimento de uma nova estrela. Dependendo da massa da nuvem original e dos processos dinâmicos, ao invés de apenas um GLÓBULO ter originado uma PROTOESTRELA, poderiam ter surgido duas ou mais, ou ainda poderia ter se criado apenas um glóbulo e uma protoestrela completamente diferente da que originou o nosso Sol.

Mas, vamos voltar ao nosso modelo. Num dado instante o fenômeno da fusão nuclear começa e, como numa reação em cadeia, a estrela se acende... e quase imediatamente ela começa a se livrar da sua "placenta" estelar, da nebulosa que lhe deu origem. Isso a estrela faz com um "VENTO" intenso de partículas ionizadas, que arrasta a matéria da nebulosa para fora. No caso do nosso Sol, resíduos dessa nebulosa original acabaram formando discos de matéria, que por ação gravitacional acabaram se concentrando. Falando de maneira sintética, é claro. E aí deram origem aos planetas, satélites, cometas etc. Enquanto durar o equilíbrio entre a produção de energia, a massa das partículas no centro da estrela e a pressão gravitacional, a estrela permanecerá em equilíbrio. É assim que o Sol se encontra nos últimos cinco bilhões de anos aproximadamente, e só vai entrar em outro período de grandes transformações dentro de outros tantos bilhões de anos. A hipótese é de que o núcleo do Sol sofrerá uma contração, um adensamento, e que a temperatura também aumentará. Com isso, o restante do seu "corpo" vai aumentar de volume. O diâmetro dele chegará a cerca de 25 milhões de km. É bastante. Nesse momento, o Sol chega na fase de "GIGANTE VERMELHO". Bom... nós já não estaríamos por aqui, nem os nossos descendentes. O Sol seria cerca de cem vezes mais luminoso, ou seja, a coisa tenderia a ficar bem quente. A temperatura superficial da Terra chegaria a cerca de 2.000 ºC!!! No modelo assumido atualmente, estima-se que a partir dessa expansão inicial ele vai entrar num movimento oscilatório de contração e expansão, similar ao de um tipo de estrela variável. Por conta do jogo de gravidade "versus" produção de energia, as estrelas passam a processar elementos mais pesados, como carbono, oxigênio, cálcio e até ferro, através de outros tipos de reações termonucleares. Em caso de estrelas que têm muito mais massa que o Sol, podem ocorrer explosões fazendo com que surjam elementos até mais pesados ainda, como o URÂNIO, por exemplo. E essas estrelas acabam se transformando em ANÃS BRANCAS, ESTRELAS DE NEUTRONS E BURACOS NEGROS. Depois de atingir esse nível de expansão, o volume do Sol vai crescer a ponto de engolir as órbitas de MERCÚRIO e até mesmo da Terra. Após alcançar a sua expansão máxima, o Sol vai começar a se contrair, vai diminuir de volume até se transformar naquilo que chamamos de ANÃ BRANCA. As ANÃS BRANCAS têm uma densidade muito alta e também um volume pequeno, chegando ao volume da Terra, aproximadamente, o que para uma estrela é bem baixo. A densidade de uma estrela dessas é tão grande que uma colherada de matéria chega a pesar cerca de 100 mil toneladas, ou até mais. A temperatura superficial nessas estrelas pode variar entre 10.000 e 40.000 graus. Detalhe: a temperatura do Sol hoje é de cerca de 5.000 graus na superfície. As anãs brancas, em função das altas

temperaturas e pressões, gastam suas energias transformando-se em estrelas conhecidas como ANÃS NEGRAS. Este será provavelmente o caminho do Sol: tornar-se um astro frio e pequeno que só poderá ser observado por algum tipo de radiotelescópio instalado em algum planeta em outro sistema solar, onde alguma vida inteligente reconheça as emissões eletromagnéticas que virão do nosso Sol. Para evitar visões melancólicas para o destino do nosso Sol, é bom lembrar que este modelo de desenvolvimento do Sol não pode ser encarado de maneira definitiva, pois ainda há muito o que aprender sobre as estrelas. Enquanto as viagens interstelares não chegam, a astrofísica só consegue olhar para elas. Olhar e pensar, através de telescópios, detectores de vídeo, chapas fotográficas e computadores. Pra organizar essa observações e desenhar uma espécie de mapa da evolução estelar, foi idealizado um diagrama que relaciona as medidas de LUMINOSIDADE das estrelas, com as suas temperaturas superficiais. Detalhe: LUMINOSIDADE não é exatamente o mesmo que BRILHO. LUMINOSIDADE é a quantidade total de energia emitida pela superfície total da estrela, por unidade de tempo.

O DIAGRAMA HR, que leva o nome de seus idealizadores, os astrofísicos HERTSPRUNG E RUSSEL, representa, em um dos seus eixos, as "LUMINOSIDADES". E, em outro, as "TEMPERATURAS" superficiais das estrelas. No diagrama HR as estrelas são agrupadas em grandes blocos: as estrelas GIGANTES, as SUPER GIGANTES - a seqüência principal - e as ANÃS BRANCAS.

Diagrama HR As estrelas passam a maior parte do seu tempo na SEQÜÊNCIA PRINCIPAL , gastando, processando o hidrogênio. Isso acontece antes delas ocuparem as outras regiões do diagrama. O Sol é tomado como referência nesse diagrama. Ele encontra-se na região central e a sua luminosidade, por convenção, é considerada como 1, e sua temperatura superficial na casa dos 5.500 graus. Só para uma referência, vamos indicar onde ficam nesse diagrama algumas estrelas bem conhecidas. ANTARES, da constelação do Escorpião, está entre as GIGANTES VERMELHAS, na parte superior à direita do diagrama. Entre as estrelas azuis está SÍRIUS, que está no grupo das ANÃS BRANCAS, na parte inferior à esquerda. O Sol é uma estrela amarela e as cores das estrelas também têm a ver com esses agrupamentos e com as temperaturas superficiais. O Sol vai sair da seqüência principal só daqui a muito tempo, quando se iniciarem suas grandes transformações, e estará mais ou menos próxima de SÍRIUS quando se tornar uma ANÃ BRANCA. É verdade que muito mais quente, mas muito menos luminoso. A fase de ANÃ BRANCA, para o Sol, vai anteceder o seu fim. Olhando para o céu numa noite clara, um observador pode ver cerca de 2.500 estrelas a olho nu. Nos dois hemisférios, a estimativa é de aproximadamente 6.000 estrelas observadas. Por trás do fundo negro do céu, milhares, milhões, bilhões de estrelas estão produzindo energia e transmutando matéria na nossa galáxia e também em todas as outras. As estrelas são o sonho dos alquimistas... elas conseguem alterar a estrutura interna da matéria. Até mesmo metais como o próprio ouro são gerados nas estrelas. Mais valiosos que ouro são os elementos químicos que nos formaram. O carbono do nosso organismo, o cálcio dos nossos ossos, o oxigênio que respiramos, enfim, tudo, vivo ou não, foi sintetizado no interior de alguma estrela. Isso talvez seja um milagre, tão sensacional quanto a própria vida. Afinal... as estrelas estão em nós.

ENSINAR E APRENDER 1 - Para os alunos de 2° grau, particularmente no curso de Química, o programa sugere uma atividade em que se discuta como se formaram os elementos químicos. Do hidrogênio, as estrelas conseguem sintetizar elementos mais pesados. Como é a fusão nuclear ? Qual é a diferença entre a fusão e a fissão nuclear ? Porque se usa a fissão em vez da fusão nas usinas nucleares ? Como é a

desintegração radioativa ? Quais os perigos de se usar energia nuclear na produção de energia elétrica ? Podemos descobrir em breve a fusão a frio ?

Do geocentrismo ao heliocentrismo Alguma vez você já deve ter se perguntado: "Como alguém, olhando de uma praia para a linha divisória entre o céu e o mar, evidentemente arredondada, poderia pensar que a Terra era plana?"

Praia de Peruíbe

Tudo bem...a Terra poderia ser um disco, e, quando o barco chegasse lá no "fim do mar", despencaria pelo universo numa grande cachoeira. Mas, o Homem navega há muitos milhares de anos e as mulheres dos pescadores sabem que os seus maridos desaparecem no horizonte e regressam dizendo que há "mais mar" além do horizonte. Hoje vivemos num mundo em que as sondas espaciais enviam imagens incontestáveis de que a Terra é redonda. Não somente ela, mas um bom número de corpos celestes.

O primeiro a considerar isso talvez tenha sido PITÁGORAS, no século VI antes de Cristo. É claro que, na época de PITÁGORAS, outros ainda consideravam a Terra plana, sustentada às vezes por seres mitológicos. Hoje é difícil imaginar a Terra fixa, no centro do universo. Mas, até os séculos XV e XVI, a Igreja e os que detinham a informação como forma de poder diziam que nós éramos o centro da criação. Quem pensava diferente corria sérios riscos diante da inquisição. Hoje nós sabemos que a Terra faz parte de um sistema planetário que tem movimento de rotação, movimento de translação em torno do Sol e muitas outras complicações. É verdade que a gente tem uma certa dificuldade de entender exatamente como tudo isso acontece. Desde o período medieval há uma série de argumentos contra os movimentos da Terra que, se apresentados para alunos que estão começando um curso colegial, tornam-se praticamente intransponíveis. Sinta-se como um desses alunos diante de seu professor. Eu vou fazer o papel de advogado do diabo. Eu chego aqui e falo: "Nada de me enganar... a Terra tá parada. Porque afinal de contas a Terra está parada ! Ou não...? Está girando? Como é que você me mostra que a Terra está girando? A passagem do dia e da noite é prova de que a Terra está girando? Então, eu chego para você e falo assim: a Terra está parada, e todo o resto, incluindo o próprio Sol, está girando. Do nosso ponto de vista isto não é possível? Vamos imaginar então que a Terra está girando. Se a Terra está girando, ela carrega consigo as árvores, os prédios, as pessoas, enfim, carrega tudo. Aí tem um pássaro em uma árvore. Quando vê uma minhoca, ou melhor ainda, ele vê um bichinho voando, ele sai da árvore e pega o bicho. Como ele consegue voltar par a mesma árvore se a Terra - a Terra toda - está girando, está levando a árvore consigo? Quando o pássaro sai da árvore, tudo vai embora. O pássaro pega o bicho e quando vai voltar... cadê a árvore? Você não acha que esse é um bom argumento favorável ao fato de que Terra está parada no centro do universo? É... nós ainda somos bastante GEOCÊNTRICOS... Mais do que isso, nós somos TOPOCÊNTRICOS. E é justo pensar assim, porque é o que nós sentimos vivendo na superfície do planeta. Como o ar e o mar poderiam ficar parados na superfície da Terra, como querem esses astrônomos enlouquecidos, se ela gira a mais de 1000 quilômetros por hora? Impossível!... Impossível, mas é verdade: um ponto na superfície do planeta, na altura do equador, gira em torno do eixo da Terra, em 24 horas, a aproximadamente 1700km/h. Voltemos à nossa aula. Quer ver outro argumento forte que os geocentristas utilizavam?! Agora eu sou um homem do passado e vocês me dizem que a Terra está girando nessa velocidade toda. Aí eu dou uma risadinha, subo numa torre, pego a minha espada e a solto do alto da torre. Se a Terra estivesse girando, a minha espada ia parar lá longe... mas não, ela cai ali mesmo, no pé da torre. Sinal de que a Terra está parada,

não é? Bom... digamos então que a gente pegou uma nave espacial e foi para a Lua. Estamos aqui na superfície da Lua, olhando a Terra, bonita, se pondo na Lua. O que a gente vê é o movimento da Terra ou da Lua? Será que lá na Lua, a gente sente o movimento da Lua? Bom, então está resolvido: o sistema é LUNOCÊNTRICO!?!? A chegada do homem à Lua foi um marco na mudança da visão cosmológica, não pelo fato em si, mas pelo contexto em que ocorreu. Final da década de 60, período de grandes transformações. A ciência e a tecnologia colocaram o Homem na Lua e nós, da nossa parte, mudamos nossa visão sobre o universo. Os astronautas na superfície da Lua experimentaram instantaneamente uma nova noção de centro do universo. Olhar o céu da superfície do nosso satélite é mudar o tempo e retomar todas as perguntas que construíram nossa visão cosmológica. A Terra primeiro era plana, e em torno da dela giravam todas as estrelas fixas no céu. Os planetas também tinham seus movimentos próprios, independentes das estrelas. E, é claro, o Sol girava em torno da Terra. Em alguns modelos existia um fogo intenso por fora de todo o sistema e as estrelas eram orifícios numa redoma celestial que revestia e protegia a Terra.

E esse não era o único modelo que considerava um fogo eterno no centro do universo. Imaginava-se que essa era a morada de ZEUS. Os planetas giravam ao redor do próprio Sol e a própria Terra também. Só que nós não veríamos esse fogo central, porque havia uma ANTI-Terra sempre encobrindo a visão dos homens comuns. Como esses, outros tantos modelos foram surgindo, modelos que relacionavam imagens e movimentos e quase sempre a Terra no centro.

Modelo de universo - séc.VI a.c. PTOLOMEU imaginou um sistema complicado de movimentos dos planetas em torno da Terra. Para ele, os planetas na verdade giravam em coisas chamadas "EPICÍCLOS", cujos centros se movimentavam em outros círculos chamados "DEFERENTES". Era uma complicação. Quem introduziu, entre outros é claro, a idéia do sistema HELIOCÊNTRICO foram GALILEU GALILEI e NICOLAU COPÉRNICO. COPÉRNICO pensou teoricamente um modelo, enquanto GALILEU partiu das observações - com as primeiras lunetas - para a conceituação de um universo centrado no Sol. É... as estrelas ainda estavam lá, fixas em algum ponto do céu, sem muitas explicações. Satélites em torno de planetas, anéis, planetas fazendo movimentos difíceis de explicar... As coisas começavam a mudar com a busca da liberdade de pensamento e a utilização de novas tecnologias. Mas, ainda no século XVI, não era fácil explicar satisfatoriamente alguns eventos astronômicos, como eclipses e cometas. Aliás, os cometas durante muito tempo foram considerados fenômenos da própria atmosfera, algo como a aurora boreal, por exemplo. As coisas só foram se esclarecendo ao longo do tempo, mostrando que a história da ciência não é feita por heróis que chegam com suas idéias prontas e acabadas. As teorias vão se implantando aos poucos, com a contribuição de muitos. Por exemplo, até o século XVIII só se conheciam 6 planetas. Pela ordem: MERCÚRIO, VENUS, Terra, MARTE, JÚPITER E SATURNO. Depois foram descobertos URANO, NETUNO E PLUTÃO. PLUTÃO, aliás, é um planeta descoberto apenas neste século. As transformações na cosmologia e na ciência não se dão de forma linear. Ao contrário, fluem e refluem ao sabor das pressões sociais e da evolução tecnológica e "insights" individuais. Muito antes que uma luneta poderosa identificasse PLUTÃO, JOHANNES KEPLER definia as órbitas dos planetas e NEWTON as leis da GRAVITAÇÃO UNIVERSAL. A evolução da óptica na construção de instrumentos possibilitou ao astrônomo EDMUND HALLEY a identificação das características dos cometas, e a WILHEN HERSCHEL o descobrimento do planeta

URANO, além da introdução da idéia de sistemas estelares, que modernamente nós chamamos de GALÁXIAS. Discutir se foram os instrumentos os responsáveis pela evolução na cosmologia, ou se essa é que exigiu a evolução dos instrumentos, é uma longa discussão. Mas as teorias exigiam equipamentos sofisticados para sua comprovação, e os novos instrumentos abriam espaço para novas teorias. Foi assim com a diferenciação entre Nebulosas e Galáxias, a descoberta de asteróides e novos planetas. Foi assim com o grande telescópio do MONTE PALOMAR, que permitiu a EDWIN HUBBLE a construção da teoria de um universo EM EXPANSÃO, estimando em 18 bilhões de anos o tempo decorrido desde o BIG BANG.

O centro de tudo deslocava-se definitivamente do nosso próprio umbigo para um ponto indeterminado no cosmos. EDWIN HUBBLE estava observando as galáxias e percebeu que elas se distanciavam umas das outras. Posteriormente, começou-se a perceber que tudo no universo está se distanciando e, portanto, em algum momento do passado toda a matéria do universo deve ter estado reunida em algum ponto.

Edwin Hubble O nosso professor tem uma boa imagem pra ilustrar o conceito. Se as galáxias fossem pontinhos na superfície de uma bexiga, à medida que você fosse inflando a bexiga, à medida que ela fosse crescendo, os pontinhos estariam se distanciando. Eu sei...você é um bom observador e já percebeu que nesse exemplo os pontinhos da bexiga estão aumentando de tamanho. Mas isso não acontece no universo... as galáxias não se expandem, elas funcionam como moedas coladas à nossa "bexiga-universo". Ou seja, não são as estrelas que estão se afastando umas das outras, mas sim as galáxias. É claro que o universo não é uma bexiga. Não é uma película se esticando. Talvez dê pra imaginar uma infinidade de bexigas, pra dentro e pra fora da nossa bexiga, com moedas coladas. E então você me pergunta: ONDE ESTÁ O CENTRO? E eu te devolvo a seguinte pergunta: NA SUPERFÍCIE DA BEXIGA, QUAL É O CENTRO DA EXPANSÃO? Não tem centro, a superfície toda está se expandindo. As galáxias todas estão se distanciando uma em relação às outras. Essa é a idéia que está por trás do modelo de um universo que se expande em 3 dimensões, ou até em 4 dimensões. Pensar o Cosmos é pensar em si mesmo da maneira mais abrangente possível. Os egípcios imaginavam o universo como uma grande caixa retangular sobre o Nilo. Os gregos procuravam um princípio formador do universo. Já no nosso século, quando os referenciais eram considerados obsoletos, ALBERT EINSTEIN e outros físicos chegaram a teorias modernas, como a teoria DA RELATIVIDADE ESPECIAL, por exemplo, que trata dos referenciais, ou a teoria GERAL DA RELATIVIDADE, que faz a ligação entre a geometria e a física. A teoria QUÂNTICA explica a microfísica das relações de partículas. Essas teorias apontam para a unificação entre campos aparentemente díspares do conhecimento. Universo aberto, fechado, estacionário, em expansão . . . essa multiplicidade de idéias, antes de criar confusão, é a demonstração da busca constante do homem por suas origens e sua posição no universo. As observações recentes mostram que nem todas as galáxias participam do movimento uniforme de expansão, ilustrado pela bexiga inflada e pelas moedas coladas, o que sugere muitas hipóteses como, por exemplo, vários BIG BANGS originando o universo conhecido. Os centros estão mudando o tempo todo. As sondas espaciais enviam permanentemente imagens e informações que exigem novas teorias. O telescópio HUBBLE, por exemplo, ainda está apenas iniciando sua vida útil e já tem muitas novidades. As surpresas não param e este programa seria infinito, como infinita é a nossa curiosidade sobre o universo.

ENSINAR E APRENDER 1 - Novamente estamos diante de um programa que é a própria atividade. Ou melhor, uma série de atividades que podem ser melhor exploradas quando desenvolvidas em separado. Por exemplo, a "brincadeira" do passarinho saindo da árvore, ou a "história" do cientista do passado que joga um objeto do alto da torre podem provocar um bom debate em classe, encaminhado pelas seguintes questões: - existe algum centro para o universo ? - até que ponto estamos convictos de um sistema heliocêntrico ? 2 - Na mesma linha, a idéia da bexiga pode servir como estímulo para a criação de outros "modelos" para o universo, segundo a teoria do Big Bang. A feira de ciências pode ser um bom espaço para a troca das experiências e debates.

Os Mistérios do Universo

É curioso como a gente percebe a natureza, aparentemente calma, visualmente tranqüila, mas fervilhando em partículas, energia, matéria e movimento. Fazer parte dessa paisagem, olhar para o céu e sentir-se dentro dele, é motivo mais que suficiente para começar a fazer perguntas e entrar num ciclo interminável de respostas que geram perguntas, que querem respostas, que apontam mistérios que existem para ser desvendados.

Jardim Botânico O universo está cheio deles. A primeira sensação é de que há uma ordem em tudo isso. E foi pensando assim que os gregos associaram a palavra "cosmo", que quer dizer ordem em grego, à idéia de universo. E toda a evolução do conhecimento, principalmente no ocidente, se dá na tentativa de entender e explicar essa ordem. Olhar para o céu ou para a Terra é só uma opção... a ordem deve estar em todas as partes. As pesquisas sobre nós mesmos e o nosso planeta já avançaram bastante, mas ainda restam muitas indagações. Se é assim com o que está próximo de nós, é justo avaliar o quanto há pra ser desvendado no universo. Hoje nós sabemos que toda a energia consumida e transformada na Terra tem origem nas reações termonucleares do Sol, e que as substâncias de que somos feitos e que nos envolvem muito provavelmente têm origem no processo de evolução das estrelas. Mas, essa é uma noção recente. Foi só no final do século XVIII que surgiu a idéia de galáxia, mas mesmo assim muita gente pensava que as estrelas da VIA LÁCTEA eram todo o universo. Havia no céu dos telescópios do século XVI umas nuvens que pareciam poeira estelar ou coisa parecida, e foi só com a instalação de instrumentos mais potentes, já em 1925 , que a astronomia pôde identificar as estrelas gravitando nos diferentes formatos das galáxias . Enquanto o estudo do céu mais próximo permitia definir melhor a estrutura da VIA LÁCTEA, a observação do céu de fundo apresentava centenas, milhares de novas galáxias. Novas "ilhas-universo" apareciam a dezenas de milhares de anos-luz, cada uma com bilhões de estrelas. Através dessas descobertas, foi possível realizar cálculos para testar as teorias sobre a origem, idade e destino do universo. As galáxias estavam se afastando umas das outras, confirmando um universo em expansão. A medição da velocidade de afastamento das galáxias permite estimar a idade provável do universo. Hoje em dia, o tempo aceito para a existência do universo está entre 15 e 20 bilhões de anos. E, quanto mais se avança nas teorias e nas estimativas, mais mistérios aparecem. Um desses paradoxos se refere aos AGLOMERADOS GLOBULARES, que são agrupamentos de estrelas que giram em torno da maioria das galáxias e que podem conter desde algumas dezenas de milhares até vários milhões de estrelas . O problema é que eles parecem ser mais velhos que as galáxias, ou mais antigos que o próprio universo . Utilizando os mesmos métodos de datação adotados para as galáxias, os aglomerados globulares chegam a indicar 25 e até 30 bilhões de anos de idade. As estrelas mais brilhantes dos aglomerados são gigantes vermelhas e supergigantes. Alguns teóricos acreditam que os aglomerados globulares foram as unidades formadoras das galáxias nos primeiros momentos de criação do universo. Parece, no mínimo, um contra-senso pensar que alguma coisa possa ser mais antiga que o universo. Mas, é para onde nos leva o exercício da busca de nossas origens. Contra-senso ou não, os AGLOMERADOS estão aí e alguns deles são visíveis até a olho nu.

Aglomerado ocular

O aglomerado identificado como NGC 5139 é visualizado como ÔMEGA da constelação do CENTAURO, apesar de estar a cerca de 17 000 anos-luz de nós. É que ele tem um diâmetro aproximado de 300 anos-luz e deve conter por volta de um milhão de estrelas. Longe do alcance da vista desarmada - e ainda mais envolvidos em dúvidas - estão os QUASARES. Poderosas fontes de energia concentrada em relativamente pequenas porções de espaço, os QUASARES continuam desafiando os astrofísicos.

Inicialmente, os QUASARES foram identificados como estrelas azuis. Foi a radioastronomia que permitiu a definição de algumas das características desses corpos celestes. Eles têm um centésimo do diâmetro de uma galáxia, mas possuem luminosidade variando entre 100 e 1000 galáxias, isso considerando as várias freqüências do espectro eletromagnético . Alguns deles são os objetos celestes mais distantes que conhecemos, encontrados a 14 ou 15 bilhões de anos-luz de nós. Talvez eles tenham sido testemunhas vivas dos primeiros tempos do universo. Hoje, já são conhecidos mais de 3 000 "QUASI STELLAR ASTRONOMICAL RADIOSOURCES", que é a expressão que deu origem à palavra QUASAR. Os QUASARES podem ser etapas de evolução das GALÁXIAS ou, segundo algumas teorias, podem ser uma espécie de "saída" de BURACOS NEGROS. Ao contrário das estrelas, os quasares não produzem energia como resultado típico de reações termonucleares, e por isso as teorias sobre o "funcionamento" dos quasares fazem uma possível vinculação entre eles e os NÚCLEOS ATIVOS DE GALÁXIAS. A partir daí, os modelos se baseiam na idéia da acresção de matéria, quer por contração de estrelas massivas, quer por atração de um buraco negro. Isso tudo fica muito misterioso porque, para se explicar um mistério, acabamos usando outros mistérios ainda mais intrincados. Afinal, estamos falando de eventos ocorridos há 14, 15 bilhões de anos. Todas essas hipóteses se sustentam numa grande teoria geral de origem e destino do universo conhecida como "BIG BANG" ou "GRANDE EXPLOSÃO". Era uma vez... e toda a matéria, tudo o que conhecemos ou não, devia fazer parte de algo tão pequeno quanto as menores partículas que conhecemos. Nosso universo era então alguma coisa muito densa e inacreditavelmente pequena . Espaço e tempo não existiam.

O que ocorreu então, no instante da grande explosão ? Essa tem sido a pergunta que físicos, astrofísicos e cosmólogos - teóricos ou não - tentam responder nos laboratórios, nos computadores e nas observações astronômicas. Os modelos mais aceitos sugerem que as primeiras entidades a se diferenciar no universo foram as FORÇAS DA NATUREZA. Primeiro a GRAVIDADE.

Modelo do Big-Bang A seguir a "FORÇA FORTE", que é a energia responsável por manter os núcleos atômicos coesos. Os átomos ainda não existiam nesse "período" do universo em formação, mas a força que os manteria unidos já existia, já era uma entidade individual . Nós estamos lidando com frações de 10 -43 de segundo, como se tudo estivesse ocorrendo quadro a quadro, numa supercâmera lenta. Então teria ocorrido uma imensa e rapidíssima expansão, na qual o universo teria ocupado muito mais espaço do que viria a ocupar nos 5 bilhões de anos seguintes. Esse evento recebeu um nome bem conhecido de nós, brasileiros: "INFLAÇÃO". Mas os "planos" do universo são muito mais eficientes que os nossos e a INFLAÇÃO DO BIG BANG retroagiu instantaneamente. Após a grande contração, teriam surgido os QUARKS e ANTIQUARKS, que são consideradas hoje em dia as menores constituintes da matéria. Como dá pra imaginar, QUARKS e ANTIQUARKS se anulam no contato, mas aproximadamente um a cada bilhão de pares conseguiu sobreviver para se combinar e formar a matéria como nós conhecemos.

Agora é o ELETROMAGNETISMO que se torna entidade independente transitando entre partículas carregadas negativa e positivamente, transportado pelos FÓTONS. Na seqüência, quem se separa é a chamada "FORÇA FRACA", que é, a grosso modo, a energia responsável pela organização do movimento dos elétrons em torno dos núcleos atômicos. Só então começariam a se formar o que viriam a ser os átomos. Viria então um longo período de dominação da energia entre 10-32 segundos após o BIG BANG e os 3 000 primeiros anos de vida do universo, quando, e só então, pelo esfriamento geral do universo, a matéria passou a predominar. O universo só vai ficar parecido com o que nós vemos hoje uns 300 000 anos depois, quando ele se torna transparente e o esfriamento é suficiente para que a energia eletromagnética se separe definitivamente da matéria. As galáxias só começaram a se formar depois de 200 milhões de anos do big bang e continuam, desde então, em contínua expansão. Quando a gente mergulha nos detalhes desses modelos a coisa parece complicada, mas em linhas gerais o BIG BANG é uma hipótese simples: num dado instante, o universo nasce a partir de uma grande explosão e segue se expandindo até a configuração atual. Talvez por isso ela tenha sido aceita com facilidade por várias vertentes da ciência e até pela Igreja, que via a cosmologia identificar o instante da criação. Mas, faltava a comprovação observacional. E ela veio com mais uma magnífica intervenção do acaso . Aliás, a radioastronomia é mestre nessas coisas desde suas origens. Ajustando uma antena para acompanhamento de um satélite, os radioastrônomos ARNO PENZIAS e ROBERT WILSON, dos laboratórios BELL, descobriram um ruído de fundo que parecia um defeito. Eles desmontaram o equipamento, espantaram uns pombos que tinham feito seus ninhos por ali, e o sinal constante permanecia. Fizeram então um relatório sobre o "defeito", que acabou caindo nas mãos de astrofísicos e cosmólogos. A grande descoberta foi anunciada. Aquele ruído era a RADIAÇÃO REMANESCENTE do BIG BANG. Em 1965, um equipamento na Terra sintonizava uma espécie de "eco" eletromagnético do momento da criação, que se espalha por todo o universo em radiação de microondas equivalente a 3 Kelvin.

Depois desse primeiro achado casual, centenas de outras medições confirmaram a radiação de fundo . Inclusive o satélite COBE em 1992, que, além de confirmar a presença do fundo de microondas, detectou nele ondulações que representam estruturas de concentração da matéria primordial do universo.

O BIG BANG entusiasmava a todos não só pela possibilidade de explicar as coisas, mas também pela série de novos desafios que ele lançava. Por exemplo: para que as contas da teoria confirmem um universo fechado, que vai se expandir até um determinado limite e então passará a se contrair, há a necessidade de uma "x" quantidade de matéria. Toda a matéria que nós conseguimos detectar no universo, estrelas , galáxias , nebulosas , quasares, tudo , mas TUDO MESMO que conhecemos, representa aproximadamente 1% do total da massa necessária. E mais: há teóricos que afirmam que as galáxias, por exemplo, não se sustentam se não estiverem envolvidas por uma grande quantidade de matéria, que como nós não conseguimos detectar, ficou conhecida como "MATÉRIA ESCURA".

É um belo desafio saber que temos 99% do universo para compreender. Outra feição da teoria nascida das equações de EINSTEIN é que, apesar de ainda encontrar opositores, ela teve o condão de unificar duas áreas aparentemente díspares: astronomia e FÍSICA DE PARTÍCULAS. Uma se ocupa das manifestações macroscópicas da natureza, as galáxias, os aglomerados de galáxias etc.

A outra se incumbe de operar na área do infinitamente pequeno, as partículas sub-atômicas constituintes da matéria. Nas últimas décadas, a grande batalha dos pesquisadores tem sido procurar uma maneira de desenvolver uma linguagem comum que permita a unificação em busca de modelos mais adequados ao que conhecemos das manifestações da natureza. Em ACELERADORES de PARTÍCULAS como o instalado no campus da USP em São Paulo, os físicos testam modelos para o "funcionamento" de estrelas e pesquisam a estrutura atômica buscando os caminhos que o big bang percorreu para a geração da matéria. Um ACELERADOR de PARTÍCULAS é uma espécie de lançador de partículas que projeta um feixe orientado para percorrer uma linha onde são acelerados por eletro-ímã. Tudo se resume em fazer as particulas se chocarem de maneira controlada contra anteparos especialmente escolhidos para os diversos tipos de experimentos.

Acelerador de partículas - USP

É com máquinas assim que os astrofísicos testam as ocorrências imaginadas para quando o universo tinha apenas um minuto de idade, como a união de PRÓTONS para a formação de HÉLIO ou a porcentagem de materiais leves em dado instante da evolução do BIG BANG. São pesquisas como essas que podem encontrar os caminhos para a detecção da matéria escura, dos 99% desconhecidos do universo.

Os mistérios nascidos da mente dos cosmólogos teóricos não param por aí. E entre eles talvez o mais instigante seja o da SINGULARIDADE, ou BURACO NEGRO. Em matemática, uma singularidade é o que acontece quando se divide algo por zero. A resposta é infinita, indefinida. A SINGULARIDADE aparecia nas previsões da RELATIVIDADE GERAL, indicando que poderia haver regiões no universo onde as leis da física não eram válidas. Regiões onde matéria e energia e até mesmo o espaço e o tempo eram destruídos ou criados. Em tese, um excesso de matéria pode provocar um irreversível colapso sobre si mesma, arrastando tudo o que estiver dentro ou próximo do horizonte de eventos. Ainda em tese, a idéia da SINGULARIDADE ou do BURACO NEGRO é válida para qualquer forma de concentração de matéria. Tanto para uma estrela muito massiva, como para todo o universo.

Os físicos podiam inventar a idéia da singularidade, mas apenas a natureza poderia criar um buraco negro. Restava encontrá-lo. Em 1970, um satélite projetado para detectar emissões de RAIOS X observou um sistema duplo na constelação de CYGNUS, onde astrônomos ópticos encontraram uma estrela supergigante brilhante e azul que estava girando em torno de um objeto invisível a cada seis dias, aproximadamente.

Buraco Negro Após décadas de teorias e incertezas, CYGNUS X-1 estava ali, a "apenas" 6000 anos-luz, ainda dentro da nossa galáxia. Os buracos negros estavam no mundo. O que haveria do outro lado de um buraco negro? A singularidade que deu origem ao big bang pode ser o avesso de um buraco negro? Não para responder a nenhuma dessas questões, mas para pôr mais lenha da fogueira do universo, vale a citação de um pensamento do astrônomo inglês ARTHUR STANLEY EDDINGTON, contemporâneo de EINSTEIN : "ENCONTRAMOS UMA ESTRANHA PEGADA NA ORLA DO DESCONHECIDO. DESENVOLVEMOS TEORIAS PROFUNDAS, UMA APÓS A OUTRA, PARA EXPLICAR SUA ORIGEM. POR FIM , CONSEGUIMOS RECONSTRUIR A CRIATURA QUE FEZ A PEGADA. E, ORA VEJAM! ELA É NOSSA PRÓPRIA PEGADA ".

ENSINAR E APRENDER 1 - Uma atividade que integra Ciência com Educação Artística é a exploração das metáforas propostas pelo programa para os mistérios astronômicos. Por exemplo, a vitória-régia que se transforma numa Galáxia. 2 - Dúvidas que parecem intransponíveis podem encontrar respostas em fontes aparentemente simples, como enciclopédias, livros, revistas e pessoas especializadas. As universidades, as sociedades de pesquisa e ensino, os planetários têm, na sua maioria, serviços de atendimento para alunos e professores. Nossa lista de endereços é um ponto de partida.

A Vida no Universo VOCÊ JÁ VIU UM OVNI ??? Eu? ...Eu não ! E você ? Seria muito curioso... Mas será que é isso o que interessa?

Observatório do IAG (USP)

São centenas de fotografias e depoimentos acompanhados de fantasias e teorias que tentam comprovar que nós não somos solitários no universo. O fato é que quem trabalha com astronomia acaba tendo de responder muitas vezes à curiosidade sobre extraterrestres, discos voadores etc.

É que a maioria pensa que os astrônomos ficam o tempo todo olhando para o céu. Mas, não é bem assim. O olhar do astrônomo está treinado para observar através de lunetas ou telescópios muito sofisticados. As estrelas são estudadas por chapas fotográficas e, mais atualmente, nas telas dos computadores. Hoje, a astrofísica se faz muito mais em salas equipadas com poderosas estações de computação e as imagens são obtidas por instrumentos que olham para pedacinhos mínimos do céu... Coisa de milésimos de segundo de arco. Portanto, os astrônomos não são as pessoas mais credenciadas para testemunhar a presença de possíveis naves alienígenas. Há, evidentemente, um grande interesse científico pela investigação das possibilidades de vida no universo. Os softwares usados na astrofísica, por exemplo, adotam padrões de cor para localizar nas estrelas elementos químicos como a água , carbono, cálcio etc... que fazem parte da única forma de vida que conhecemos... a nossa! O QUE É VIDA ??? Não existe uma definição universal do que seja vida. As estrelas são verdadeiras usinas transformadoras da matéria, dando origem a uma infinidade de elementos e combinações de partículas e energia. Aqui na Terra, essas combinações resultaram na imensa variedade de formas de vida com a qual nos relacionamos. A vida na Terra se dá num equilíbrio instável entre as diferentes formas de captação e consumo de energia. Os seres vivos de grande complexidade dependem de estruturas elementares que variam de organismo para organismo, podendo até sozinhas representar um ser vivo. Essas relações de troca entre os seres vivos só puderam ser estudadas com o invento e a utilização de microscópios. E, não por coincidência, os microscópios são contemporâneos das lunetas... Eles surgiram no século XVI, que marca a "conquista" do macrocosmo e do microcosmo. As estruturas elementares da vida dependem de reações químicas que envolvem os mesmos átomos que foram sintetizados nos processos de nucleossíntese que ocorrem nos interiores estelares. Ou seja, a vida, como nós a conhecemos, não só depende da energia das estrelas como só pode se originar enquanto resultado da evolução estelar. SOMOS FILHOS DAS ESTRELAS! Parece poesia, mas é uma afirmação verdadeira que pode ser generalizada para: "a vida contém e é contida pelas estrelas". Esse pode ser um forte argumento favorável à existência de vida em outros lugares do universo. "VOCÊ JÁ VIU UM ET ?" Eu não vi !

E também não houve um contato claro, aberto a todos, com outra forma de vida, para que a comunidade científica pudesse reavaliar seus conceitos sobre a vida. Por enquanto, continuamos trabalhando com o que temos, e sobre o que ainda temos muito o que aprender. Aqui na Terra os seres vivos crescem e se mantêm segundo seus metabolismos baseados em estruturas construídas a partir dos átomos de carbono associados ao nitrogênio, oxigênio e hidrogênio, principalmente.

ET

Os seres vivos, como nós os conhecemos, devem poder se reproduzir e passar aos seus descendentes suas características . Isto se dá através de um código que também deve ser capaz de transmitir as mutações que os organismos vivos sofrem para se adaptar às condições do meio ambiente. Essa evolução biológica foi e continua sendo a chave para a permanência da vida, por exemplo aqui na Terra. Esses critérios se referem às condições atuais da vida na Terra. Se quisermos avaliar as hipóteses de vida no universo, temos de pensar nas condições em que ela surgiu aqui na Terra. Como seria a Terra quando a vida começou ? Enquanto a Terra e o homem estavam no centro do universo, as coisas eram mais simples. Em seis dias estava tudo resolvido, e dava até pra descansar sem problemas. Mas, quando a curiosidade e a investigação conseguiram se livrar das fogueiras e as luzes das estrelas puderam penetrar nos telescópios e espectroscópios, eles apontaram para uma "criação" muito mais complexa e cheia de surpresas... A vida na Terra só deve ter sido possível depois de 4 milhões de anos de sua formação, quando as coisas já estavam mais calmas nessa região do sistema solar. E de lá até aqui já se vão mais de... anos.

Atmosfera primitiva

O que se supõe é que, naqueles tempos, havia uma grande incidência de descargas elétricas, em função até da composição da atmosfera, que se estima fosse uma mistura de metano, hidrogênio e amônia, com vapor de água em equilíbrio com água líquida em ebulição. Reproduzindo em laboratório uma situação como esta, e ainda fazendo essa mistura passar por uma câmara de resfriamento para simular um "oceano primitivo", após uma semana contínua de experimento rigorosamente controlado... "Záass" !

A análise da água desse "oceano primitivo" detectou a presença de aldeídos e ácidos orgânicos simples, como ácido lático, por exemplo. Já seria um começo, uma prova experimental da síntese de compostos orgânicos sem a ação de organismos vivos. É claro que esse é só um experimento realizado para testar uma teoria e, portanto, não esgota o assunto. Mas é a idéia mais aceita atualmente, e a que está sendo adotada como um dos padrões para a pesquisa sobre vida extraterrestre. Há outras teorias sobre a origem da vida na Terra que também podem ser aplicadas para outros lugares no universo. Segundo uma dessas idéias, a vida teria aparecido na Terra através de substâncias vivas originadas fora da Terra. Essas substâncias teriam sido trazidas ao nosso planeta através de radiações cósmicas, ou pegando uma "carona" em meteoróides, asteróides ou cometas, que teriam se chocado com a Terra. Inicialmente isso pode parecer exótico demais, e nos colocaria na condição de descendentes de vida extraterrestre. Mas, análises recentes de meteoritos e observações da radioastronomia comprovaram a presença de moléculas interestelares. Um cometa ou qualquer corpo caído na Terra há milhões de anos pode ter sido o responsável pela existência de vida por aqui. "OS DISCOS VOADORES EXISTEM ?"

Eu não sei ! Ainda não vi nenhum... E será que é isso o que importa? Essas teorias de que nós estávamos falando se referem a microestruturas, sugerem hipóteses para o surgimento da vida... Daí a considerarmos a existência de vida inteligente, e ainda por cima capaz de criar naves equipadas para viajar milhares de anos-luz para chegar até nós, vai uma grande distância.

ET Não que isso não seja possível, e que os milhares de contatos de primeiro, segundo, terceiro e quarto graus não tenham sido vivências fascinantes. Mas o fato é que esse tem sido um terreno fértil para as especulações de má fé, que se aproveitam da polêmica para promover a confusão, aumentando a incerteza daqueles que, como qualquer um de nós, gostaria de responder a uma elementar e magnífica pergunta: estamos sós ? A ficção usou e abusou da imagem desde o início da Guerra Fria, criando paralelos entre o alienígena destruidor e dominador com a invasão de ideologias indesejáveis ao mundo ocidental, até a mistificação de monstros do inconsciente. Essa etapa felizmente parece ter sido superada. SPIELBERG deu a todos um ET que revive flores e controla a gravidade, ao menos no caso das bicicletas. Pelo menos ele não é um daqueles marcianos verdinhos que invadiam cidades, ou um dos monstros venusianos que raptavam donzelas. MARTE pareceu por muito tempo o candidato mais provável a abrigar vida no sistema solar. E o curioso é que tudo começou com um erro de tradução. O astrônomo que observou pela primeira vez as rugosidades de Marte era um italiano, que as definiu como "canale" em italiano. Na tradução as rugas se transformaram em canais, e aí a imaginação voou. Já apareceram marcianos construindo aquedutos e reservatórios para um sistema de irrigação planetário. É verdade que Marte possui calotas polares, só que com gelo de CO² e uma pequena parte de gelo de água. As diferenças de temperatura em Marte são bem altas e esse gelo praticamente não se liquefaz, passando diretamente para o estado gasoso. Portanto, não há o que "correr" por esses supostos canais. Essa celeuma toda em torno dos canais e da água em Marte ocorre porque a água, ou algum solvente de outra espécie, é considerada condição necessária para a vida, segundo ainda os nossos padrões. Várias sondas fotografaram Marte e não encontraram sinais de vida. As VIKING 1 e 2 pousaram no planeta em 1976 e os testes não identificaram formas vivas nem na atmosfera, nem em amostras do solo. Mas as pesquisas continuam porque, entre outras coisas, Marte faz parte de uma região do sistema solar conhecida como ECOSFERA ou zona biotermal, onde as temperaturas e a distância do Sol podem ser consideradas apropriadas para o desenvolvimento da vida. Essa região compreende as órbitas de MARTE, a Terra, é claro, e a órbita de VÊNUS. Temos aqui um outro alvo constante da ficção. VÊNUS, além de ter dimensões próximas às da Terra, tem uma atmosfera que resulta azul nas fotos de sondas e telescópios. Mas é exatamente aí que reside um dos fatores que dificultam a presença de vida por lá. A atmosfera de Vênus é muito mais densa do que a nossa, e constituída basicamente de CO². Ela permite a passagem das radiações infravermelhas, mas reflete o calor emitido do planeta. Isso eleva a temperatura na superfície a mais de 400 graus. Assim não há vida "que agüente". Várias sondas já passaram por VÊNUS e pousaram no planeta, e não mandaram nenhum registro de vida que suportasse esse calor todo. Daria pra pensar também na dificuldade dos animais venusianos para respirar o chamado gás carbônico de sua atmosfera. Mas isso não seria impedimento para alguns organismos que até dispensam a atmosfera para viver. MERCÚRIO já tem uma atmosfera muito tênue, que praticamente não filtra as radiações do Sol que em muitos casos são nocivas à vida. Além do mais, ele está muito próximo da nossa fonte de energia e sua temperatura atinge níveis insuportáveis para a vida como nós podemos investigar. Pensar na vida em planetas gasosos como JÚPITER, SATURNO e NETUNO já fica bastante

complicado. Tanto pela ausência de uma superfície definida, como pela instabilidade de suas condições internas. Além do mais, eles estão muito longe do Sol, convivendo com temperaturas muito abaixo dos padrões para a vida. Há ainda algumas hipóteses para a presença de alguma forma de vida em TITAN, satélite de SATURNO, o único do sistema solar que tem atmosfera. Mas, as condições de temperatura por lá não são nada propícias. PLUTÃO é praticamente um satélite... Definitivamente, os candidatos para abrigar vida no sistema solar são os planetas da ecosfera. E nos outros sistemas planetários ? As dúvidas são muitas, a começar pelo fato de que somente agora começamos a detectar de maneira precária a presença de planetas gravitando em torno de outras estrelas. É que os planetas são muito pequenos em relação às estrelas. Por exemplo, se JÚPITER - o maior planeta do nosso sistema - estivesse girando em torno de ALFA DO CENTAURO, que é o agrupamento estelar mais próximo de nós, ele seria praticamente invisível mesmo para os mais potentes telescópios. Por enquanto, as suposições ficam ainda por conta da matemática. São cerca de 100 bilhões de estrelas só na nossa galáxia. Dez por cento delas são parecidas com o Sol, o que resulta na estimativa de 10 bilhões de sistemas planetários. Se um em dez possuir planetas com suportes de vida razoáveis, assumindo que a vida neles possa persistir por milhões de anos, como é o caso da vida na Terra, teremos milhões de planetas com vida na nossa galáxia nesse momento. Mesmo com perspectivas pessimistas, somos obrigados a acreditar que a vida é um fenômeno comum na galáxia, e possivelmente no universo. Essas estimativas matemáticas estão se referindo a qualquer tipo de organismos vivos, desde microorganismos até a vida inteligente. Para avaliar as hipóteses de vida inteligente os critérios são ainda mais subjetivos, até porque há muitas incertezas sobre o processo de estabelecimento da vida inteligente aqui na Terra. A busca por vida inteligente envolve todas essas questões anteriores e mais a possibilidade do desenvolvimento de um sistema de comunicação que, no mínimo, tenha alcançado o mesmo grau que o nosso. Isso estimando que o caminho tecnológico escolhido por outras formas de vida inteligente tenha sido parecido com o nosso. Voltando às estatísticas, os cálculos mais otimistas chegam a um valor aproximado de 125 000 civilizações em condições de comunicabilidade na nossa galáxia. O número parece animador, mas há críticos veementes de ambos os lados. Não há outra saída se não investigar, e as distâncias interestelares são imensas. Os projetos nessa área buscaram a maneira mais rápida de transmitir informações que nós conhecemos, as ondas de rádio. Mesmo assim, há de ter bastante paciência. Imaginando ainda um possível planeta em torno de ALFA DO CENTAURO, uma onda de rádio emitida a partir da Terra, à velocidade da luz, levaria quatro anos e pouco pra chegar até lá. Ao receber a mensagem emitida e compreender o seu significado, uma suposta civilização poderia enviar uma resposta. Digamos que não fossem "burocráticos" e entendessem a emergência da busca por vida no universo. De qualquer modo a resposta demoraria outros tantos quatro anos e pouco para chegar até nós. Ou seja, os projetos de comunicação extraterrena exigem muita dedicação e infra-estrutura. O pior é que há previsões pessimistas que falam de civilizações em estágio de comunicabilidade num raio de 1000 anos-luz. Como as viagens espaciais a distâncias dessa ordem ainda permanecem no terreno dos planos, o jeito é tentar as ondas de rádio.

É o que se tem feito desde os fins da década de 50 com vários projetos, entre os quais talvez o mais completo seja o META, iniciado em 1985 e que conta com a colaboração da NASA e de outras instituições de pesquisa, inclusive com um radiotelescópio de 30m instalado em LA PLATA, ARGENTINA, para cobrir o céu do hemisfério sul.

E como não se pode perder oportunidades, as sondas espaciais que abandonam o sistema solar levam consigo imagens e sons da Terra, com indicações da origem e dos criadores dessas máquinas.

Muitos temem a possibilidade real de comunicação entre nós e outras civilizações inteligentes. É realmente difícil avaliar o que poderia acontecer, e a ficção é que está mais à vontade para desenvolver o tema. As conseqüências são imprevisíveis, e o fantasma da invasão continua rondando a paranóia dos que ampliam seus limites invadindo territórios. Particularmente o assunto me deixa com vontade de pagar pra ver.

ET

Virá um "ditador sideral" para esmigalhar nossa cultura? Seremos como índios do "velho" novo mundo, subjugados pelos seres de tecnologia superior ? Ou seremos dignamente tratados... Como não tratamos nossas culturas menos tecnológicas? Para passarmos a ser tratados como membros da galáxia, precisamos respeitar todas essas culturas. E, na procura dos que estão pelo espaço, talvez nos encontremos. A resposta está em ver, escutar o espaço e sobretudo a nós mesmos.

ENSINAR E APRENDER

1 - Esse programa pode ser o início de uma discussão estimulante e atual que envolve a vida no universo, na sua expressão mais ampla. Complementando atividades desenvolvidas em programas anteriores - sistema solar, evolução estelar etc - esse capítulo sugere uma atividade recomendada para as turmas de 2° grau, que emprega, de um lado, conhecimentos das áreas de Ciências (Física / Química / Biologia) que podem apontar os caminhos do desenvolvimento da vida, e de outro, das áreas de Humanidades (História / Geografia / Filosofia) que podem encaminhar a discussão para os impactos que as novas descobertas nessa área possam causar na nossa concepção do Cosmo.