Ao Professor Módulo 1 Astronomia

A Astronomia é uma ciência que se dedica ao estudo de todos os corpos e astros celestes. Como uma ciência das mais antigas, de acordo com os registros históricos, ela sofreu muitas evoluções desde a pré-história e hoje praticamente todas as outras ciências são necessárias para o desenvolvimento da Astronomia. Estudando sobre a história das ciências é fácil perceber que a Astronomia influenciou a humanidade durante toda a pré-história e a história conhecida. O conhecimento sobre o céu sempre fez parte da curiosidade humana. Satisfazer essa curiosidade foi um estímulo muito grande para desenvolver outras ciências como a Física e a Matemática. Esse estimulo serve de motivação para que muitas crianças encontrem o caminho do estudo das Ciências Naturais, pois são raras as pessoas que não ficam encantadas quando são estimuladas a observar o céu.

Estudar e aprender Astronomia não é difícil, mas requer um pouco de paciência e observação por isso, este módulo foi projetado para ser lido e estudado com calma. Para melhor entender o seu conteúdo é necessário que você faça as práticas ou atividades propostas, que são simples, interessantes e importantes. Lendo este módulo com calma, acompanhando as observações e nos escrevendo quando tiver dúvidas o seu aproveitamento será muito melhor e você verá como sua curiosidade aumenta para saber mais sobre o céu.

Eis aqui algumas imagens mostrando a evolução da Astronomia, desde o observatório pré-histórico de Stonehange, até o Ônibus Espacial e o telescópio espacial Hubble. Da superfície da Mãe Terra, nós evoluímos e hoje buscamos as nossas respostas a partir do espaço.

Para entendermos como surgiu a Astronomia e o conhecimento que possuímos hoje, sobre o céu, é necessário lembrar como vivia a espécie humana na pré-história e quais eram suas necessidades.

Foi na pré-história, milhares e milhares de anos atrás, quando os humanos ainda viviam como nômades pelo mundo em busca dos alimentos necessários à sua sobrevivência que surgiu a Astronomia. Comunidades primitivas que eventualmente usavam cavernas como abrigo desenhavam suas observações sobre o céu. Já foram encontrados desenhos sobre o céu, com mais de 10 mil anos de idade, em cavernas de várias partes do mundo.

A espécie humana dessa parte da pré-história comportava-se como os animais, tinha que procurar, colher ou caçar os alimentos que a natureza lhes oferecia. No entanto, a capacidade que o homem tem de entender seu ambiente e modificá-lo de acordo com seus desejos fez com que ele buscasse satisfazer melhor suas necessidades.

Um grande problema para os seres humanos pré-históricos era a obtenção de alimentos suficientes para sua sobrevivência, por isso essa foi a primeira modificação realizada no ambiente ao seu redor. Passaram a atuar no ambiente para que existisse comida suficiente e sempre que fosse necessário, sem ter que contar com a sorte de encontrar o alimento, andando de um lugar para outro. Aqui muitas perguntas podem surgir e algumas delas são: O que os seres humanos aprenderam que permitiu modificar o seu ambiente? Como isso aconteceu? Quem ensinou isso a eles? E principalmente, o que isso tem a ver com a Astronomia?

Em primeiro lugar não havia professores para ensinar como plantar ou criar animais. A única fonte de conhecimento possível era a natureza e a motivação por uma melhor sobrevivência. Então, o que os seres humanos pré-históricos fizeram foi, observar como a natureza produzia os alimentos para copiar. Por exemplo, eles observaram que algum tempo depois que sementes, frutos velhos ou grãos caiam no chão novas plantas nasciam. Então, bastava recolher sementes, frutos ou grãos e jogar perto de suas cavernas para ter alimentos mais fáceis? Na verdade não, semear não era suficiente para ter alimentos, era necessário saber quando e quanto semear. Saber quando semear significava ter a certeza de que as sementes semeadas dariam alimentos na época certa. Saber quanto semear significava prever uma quantidade suficiente de alimentos até a próxima colheita.

Pense um pouco! - Na pré-história saber a resposta para estas perguntas significava prever o futuro... E não é isso que tentamos fazer até hoje?

Aqui resta-nos a pergunta desse texto: Como foi possível fazer essas previsões? Foi a necessidade de encontrar um mecanismo capaz de fornecer dados para as previsões que levou o homem a observar e relacionar os movimentos do céu com o que ocorria na natureza. Da busca por essas relações que permitia prever novas colheitas e a época de nascimento dos animais de criação, que surgiu a ASTRONOMIA.

Depois de muito observar o céu o homem foi percebendo as relações que existiam entre o céu e a Terra. Uma da primeiras relações que ele percebeu foi que o dia e a noite eram condicionados à presença e ausência do Sol no céu. Mesmo sem ter desenvolvido a escrita e os números ele sabia se ia demorar muito ou pouco para escurecer. Era possível sair de sua caverna, para colher ou caçar, e ainda saber quando deveria retornar para chegar antes do anoitecer, apenas observando a posição do Sol no céu.

Observando a Lua foi possível perceber que sua forma se alterava com períodos regulares, por exemplo: entre Lua Nova e Lua Cheia decorriam quatorze dias, como acontece ainda hoje. Essas alterações na forma da Lua permitiu marcar períodos de tempo maiores que o dia. Então se a caçada ou a colheita eram feitas em locais distantes, era possível prever quando retornar marcando a forma da Lua, por exemplo o período entre uma Lua Nova e Cheia. Note que não era necessário saber ler, escrever ou contar para associar a posição do Sol no céu ou a forma da Lua com o tempo necessário para realizar atividades. Esse ritmo da natureza permitiu definir um período designado como mês e o conjunto de sete objetos errantes no firmamento permitiram definir a semana.

1 Observe a posição do Sol no céu. Agora, sem usar números, horas, escrita ou leitura, você é capaz de estimar quais das suas atividades você consegue realizar antes do anoitecer? Até onde você consegue caminhar e voltar antes do anoitecer?

Figura 1 - Foto de um dos mais antigos observatório da Terra: Stonehenge na Inglaterra. Construído por um povo que nunca chegou a desenvolver a escrita.

Percebendo que o céu podia conter informações sobre o futuro e que era um marcador fiel do tempo o homem encontrou maneiras de marcar e registrar o que observava do céu, por isso muitos observatórios foram construídos. Esses observatórios nada mais eram do que enormes pedras posicionadas de maneira adequada para que se pudesse marcar a posição de certos astros e principalmente a variação da posição do Sol durante o ano. O mais famoso desses observatórios pré-históricos é Stonehenge, que existe até hoje na Inglaterra, (fig. 1), mas existem outros parecidos pela Europa.

No entanto, cerca de 5 mil anos atrás, época em que Stonehenge foi construído, os egípcios já tinham desenvolvido a escrita e a matemática. Nesse período eles já sabiam que o ano tinha 365 dias e de acordo com o clima do Egito os sacerdotes dividiam o ano em três estações - cheia, plantio e colheita. O início do ano egípcio era marcado pela presença da estrela Sírius numa certa posição do céu, quando o Sol se punha.

Mais tarde os gregos conseguiram mapear o céu, dividindo-o em constelações. Conseguiram marcar as constelações por onde o Sol passava, que são os Signos que conhecemos hoje. Os gregos também identificaram os planetas visíveis a olho nu: Mercúrio, Vênus, Marte, Saturno e Júpiter.

Os chineses mesmo separados dos gregos e egípcios fizeram trabalhos parecidos, mapeando o céu e dividindo-o com suas próprias constelações.

Durante toda a pré-história e um grande período da história o homem contou com pouquíssimos instrumentos para ajudá-lo na observação do céu. Mesmo assim foi possível aprender muito sobre os astros.

A grande revolução da Astronomia e das ciências de cálculos ocorreu depois que Galileu Galilei desenvolveu o método científico e resolveu apontar um telescópio (luneta de galileana) para o céu.

Usando o telescópio foi possível fazer medidas mais precisas e com isso pode-se mostrar que a Terra girava ao redor do Sol, e não o contrário como se pensava. De posse dessas medidas outro estudioso, Isaac Newton, desenvolveu um método de calculo matemático para poder explicar as órbitas dos planetas ao redor do Sol. Esses métodos matemáticos são usados até hoje por engenheiros para construir edifícios, navios, aparelhos, foguetes e tudo que envolve tecnologia.

Luneta ou Telescópio

São instrumentos que possuem lentes ou espelhos curvos e são capazes de ampliar a imagem de algo que está longe. A palavra luneta tem origem francesa "lunette". Do ponto de vista formal da Óptica os telescópios podem ser: Refratores (Objetiva feita de lentes e Oculares feitas de lentes), Refletores (Objetiva feita de espelhos e Oculares feitas de lentes) e Catadióptricos (Corretor feito de lente, Objetiva feita de espelho e Oculares feitas de lentes).

A Luneta de Galileu Galilei é composta de uma objetiva com um lente convergente e a ocular com uma lente divergente. Isso permite ver os objetos ampliados e sem a inversão da imagem. A luneta de Galileu é um telescópio refrator.

Instrumentos posteriores e muito melhores que o de Galileu apresentam a imagem invertida nas duas direçoes vertical e horizontal e outros somente numa das direções. De início, aos observadores menos desavisados parece estranho! Para o astrônomo o importante é ter a melhor imagem possível.

Com o surgimento da luneta ou telescópio ocorreu praticamente uma "febre de Astronomia" para observar o céu. Muitas pessoas ficaram encantadas com a beleza do céu, visto através dos telescópios e puseram-se a estudá-lo por causa disso muito mais foi descoberto: as galáxias, as nebulosas, os aglomerados de estrelas, outros planetas como Urano, Netuno e Plutão que não podem ser vistos a olho nu. Muitos astros que observados apenas com os olhos pareciam simples estrelas, com as lunetas se mostraram verdadeiras jóias do céu.

Atualmente, com a facilidade de se produzir equipamentos cada vez mais sofisticados o desafio de estudar o céu continua. Os maiores desafios dos astrônomos dos nossos dias são: saber qual o tamanho do universo; saber como ele funciona; como viajar com segurança pelo espaço e principalmente se existem outros planetas no universo que sejam habitados por formas de vida parecidas com a nossa.

Uma das maiores contribuições da Astronomia nos dias atuais é o grande desenvolvimento tecnológico que ela proporciona. Muitos produtos precisaram e precisam ser desenvolvidos para suprir as necessidades dos astronautas e dos equipamentos para que estes suportem as condições do espaço fora da atmosfera terrestre. Dessa busca por novos produtos foram encontrados muitos outros que são úteis no nosso dia a dia, como o gel de fraudas descartáveis, muitos equipamentos médicos. Os produtos mais comuns que foram desenvolvidos para levar o homem ao espaço são as comidas em conserva. Transportar, conservar e até mesmo comer no espaço sem a gravidade são problemas sérios para os astronautas, por isso que hoje temos alimentos que podem ser guardados por muito tempo sem problemas, comidas secas ou em pasta como as de bebê. Só para levar o homem à Lua mais de 200 mil produtos novos foram desenvolvidos, que de maneira direta ou indireta nos proporciona mais conforto. Pergunte a uma pessoa, que viveu sua infância na década de 60, qual a diferença entre a quantidade de produtos que existem hoje e que existia na sua infância, desde brinquedos, utilidades domésticas, aparelhos médicos e tudo o mais que ela se lembrar.

Durante toda a história conhecida da humanidade a conquista do céu - mesmo sendo intocável - sempre foi um grande desejo humano. Muitas descobertas importantes ocorreram motivadas pelo desejo de entender e desvendar os mistérios do céu. Hoje em dia não prestamos muita atenção no céu por vários motivos: as luzes das cidades, a maior quantidade de divertimento noturno, e até porque não é mais necessário observá-lo para sobreviver, mas aqueles que redescobrem as belezas que o céu contém ficam fascinados e sentem-se encantados. Porém, normalmente esse fascínio cai no esquecimento por falta de motivação e de um conhecimento mais aprofundado que nos permita entender melhor aquilo que estamos vendo. Quando há motivação e existe conhecimento sempre surgem alunos querendo aprender mais.

CURIOSIDADE

Mesmo com pouca tecnologia e muita imaginação o desenvolvimento da ciência chegou a tal ponto que no século III a.C. um estudioso chamado Eratóstenes que era diretor da maior biblioteca de sua época - Biblioteca de Alexandria - conseguiu determinar o tamanho da Terra com erro muito pequeno. A história começou quando ele estava lendo um dos livros da biblioteca que foi escrito por um viajante. No livro, o viajante relatava que na cidade de Siena (atual Assuã) era possível ver o Sol refletido no fundo de um poço ao meio-dia no mês de junho, (figura 2a) ou seja, o Sol estava a pino. Eratóstenes sabia que no mês de junho as colunas em Alexandria (que era ao norte de Siena) produziam uma pequena sombra ao meio-dia, ou seja o Sol não estava a pino. Ele, que era conhecedor de matemática, também sabia que conhecendo o tamanho da coluna e da sombra produzida pela coluna em Alexandria e a distância entre a coluna e o poço era possível determinar o tamanho da curvatura da Terra, considerando que ela fosse uma esfera.

Conta-se que ele pagou a um carroceiro para ir de Alexandria até Siena medindo a distância entre as duas cidades, ou seja, entre a coluna e o poço. A medida foi feita na ida e na volta da viagem. Convertendo a medida dele em quilômetros estima-se a distância entre as duas cidades em 800 km. O valor que ele obteve para a curvatura da Terra foi próximo de 40.000 km (figura 2b). Hoje com os modernos equipamentos e satélites de observação da Terra sabe-se que a curvatura da Terra tem aproximadamente 42.300 km, ou seja, o erro cometido foi muito pequeno se considerarmos que na época não haviam bons instrumentos para se fazer essas medidas.

Figura 2b - Este foi o raciocínio de Erastótenes. Ele sabia que se a Terra fosse esférica os dois ângulos a seriam iguais. Então ele encontrou a = 7,2 e sabendo que a circunferência da Terra deveria ter 360^o ele fez a conta mostrada acima.

Figura 2a - Maneira como Esrastótenes viu a sombra em Alexandria e Siena para poder medir a distância até o centro da Terra. Na época ninguém acreditou nele.

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