As Representações sobre as Estruturas do Universo

No que se refere às representações sobre as estruturas do Universo, inicialmente apresentaremos uma caracterização dos elementos que os alunos identificaram como componentes do Universo, e em seguida, exploraremos as representações associadas à forma como organizam esses elementos e estruturas no espaço.

Para a análise dessa dimensão conceitual nas respostas dos alunos, foram analisadas particularmente duas perguntas específicas do questionário inicial: a

questão sete, a qual pedia para mostrarem onde estariam o Sol, a Lua e as estrelas

em seu desenho solicitado nas questões anteriores; e a questão dez a qual solicitava que os alunos desenhassem e descrevessem, com legendas ou frases, o que entendiam que é o Universo, que “coisas” fazem parte dele e como essas coisas se relacionam ou se organizam.

Desse modo, percebemos, anteriormente à visita, um significativo percentual de alunos que apontam como elementos constituintes do Universo: os planetas (53% - nove alunos), o Sol em particular (47% - oito alunos) e as estrelas em geral (47% - oito alunos). Outros elementos que compõem o Universo são citados de forma menos recorrente, além de alguns desenhos não possibilitarem uma análise e alguns sujeitos não terem desenhado em suas respostas, como pode ser observado na Tabela 08.

Tabela 08 – Elementos que compõem o Universo anteriormente à visita Percentual de alunos

Planetas 53%

Sol 47%

Cometas 23% Galáxias 18% Buraco Negro 18% Terra 12% Lua 12% Meteoros 6% Nebulosa 6% Anã Branca 6%

Desenhos não identificados 18%

Não fez desenhos 18%

Foi possível categorizar as respostas completas de alguns grupos de alunos, de acordo com o conjunto de elementos que eles destacaram. Encontramos que 35% (seis alunos) descreveram o Universo como sendo composto principalmente pelo Sol e planetas, dentre esses, 12% (dois alunos) incluíram também a Lua e outro 6% (um aluno) incluiu estrelas como plano de fundo desse cenário central. Um grupo de 12% (dois alunos) apresentaram uma caracterização de Universo mais abrangente, descrevendo-o composto por planetas, estrelas, outros componentes do Sistema Solar (meteoros ou cometas), buraco negro e/ou galáxia.

As demais respostas nos conduziram à categorização de casos específicos: 6% (um aluno) caracterizou o Universo composto por estrelas, galáxias, buraco negro, nebulosas e a Via Láctea, particularmente; 6% (um aluno) destacou os planetas, as estrelas e galáxias; outros 6% (um aluno) desenhou Sol, Terra, estrelas e meteoros. Também houveram 12% (dois alunos) que destacaram cometas, estrelas e outros elementos que não foi possível interpretar. Outros 12% (dois alunos) fizeram destaque somente à Terra ou às estrelas; e outros 12% (dois alunos) não responderam à questão ou suas respostas não foram suficientes para que pudéssemos identificar os elementos que compõem o Universo para o sujeito.

Posteriormente à visita, é possível perceber na tabela 07 abaixo que um grupo ainda mais significativo de alunos cita os planetas (88% - 15 alunos), estrelas (76% - 13 alunos) e Sol (65% - 11 alunos) como elementos constituintes do Universo, havendo um acréscimo em suas porcentagens, como também houve um número maior de alunos fazendo desenhos da Lua (71% - 12 alunos) em sua caracterização do Universo. Além disso, notamos um aumento de alunos fazendo menção às nebulosas em seus desenhos, passando de 6% para 18%. Alguns elementos e estruturas mais complexas tiveram uma pequena diminuição de percentual, como cometas (de 23% para 18%), galáxias (de 18% para 6%), buraco negro (de 18% para 6%) e a Terra, quando descrita isoladamente (de 12% para 6%). Outros elementos

ainda, foram indicados somente após a visita, como asteroides (18%), embora estes não tenham sido particularmente discutidos na visita; e astros, mencionados nessa forma geral (6%).

Tabela 09 – Elementos que compõem o Universo posteriormente à visita Percentual de alunos Planetas 88% Estrelas 76% Lua 71% Sol 65% Nebulosa 18% Cometas 18% Asteroides 18% Galáxias 6% Buraco Negro 6% Terra 6% Meteoros 6% Astros 6%

Desenhos não identificados 6%

Assim como foi feito com os dados iniciais, categorizamos alguns grupos de alunos de acordo com o conjunto de elementos que destacaram. 23% (quatro alunos) descreveram o Universo composto por Sol, planetas e estrelas. Outros 23% (quatro alunos), além do Sol, planetas e estrelas acrescentaram outros componentes do Sistema Solar (meteoros e/ou cometas). E outros 23% (quatro alunos) ainda acrescentam neste último grupo, estágios de estrelas (buracos negros, nebulosas) e galáxias. Desse modo, podemos observar que houve uma diversidade maior de elementos caracterizando o Universo nesse momento posterior à visita, diferentemente da predominância do Universo composto principalmente pelo Sol e planetas, identificado inicialmente. Sendo este resultado, possivelmente alcançado a partir do desenvolvimento da atividade “Viagem pelos astros”, na qual foram discutidos diversos desses elementos e estruturas do Universo.

Ainda observamos casos específicos de alguns alunos cujas respostas foram mais difíceis de classificar nas categorias que propusemos para os demais: 12% (dois alunos) destacam o Universo composto por planetas e estrelas; 6% (um aluno) desenhou Sol, planetas e Lua; 6% (um aluno) desenhou planetas e Lua; e outros 6% (um aluno) fez apenas estrelas.

Sobre as representações associadas à forma como os alunos organizam as estruturas do Universo, percebemos uma grande diversidade de representações, assim como observamos tanto algumas persistências quanto modificações nessas

representações posteriormente à visita. Vale destacar que em nossa classificação desses dados, optamos por fugir um pouco à classificação proposta por Rodriguez e Sahelides (2005), dada essa diversidade de representações que encontramos, e que nos levou a considerar que as categorias de Universo “geocêntrico e heliocêntrico” dos autores remetem muito fortemente à sequência das visões de mundo na história da ciência (ocidental), que é uma sequência ou ordem que não necessariamente reproduz a ordem em construção pelos estudantes, na medida em que se aproximam dos conceitos relativos à estruturação do Universo.

Assim, inicialmente, percebemos a presença de um grupo significativo de sujeitos com representações que caracterizamos como de um Universo associado

ao Sistema Solar (48% - oito alunos) (Figura 22). Nesse grupo, considerando os

elementos que constituem essas representações e a forma como eles se organizam, distinguimos três subgrupos diferentes: o subgrupo com respostas do tipo Universo

resumido ao Sistema Solar, formado por 18% dos alunos (três alunos) que

representaram o Universo como constituído exclusivamente pelo Sol e seus planetas, organizados, na maioria dos casos, sequencialmente ao seu lado; o subgrupo

Universo Heliocêntrico, no qual outros 18% (três) dos alunos descreveram o

Universo como formado pelo Sol com os planetas orbitando ao seu redor, sugerindo mais claramente a representação de um modelo Heliocêntrico de Universo; e o subgrupo Universo com ênfase no Sistema Solar com 12% (dois) dos alunos que descreveram o Universo composto pelo Sol com os planetas alinhados a ele, mas com várias estrelas espalhadas pelo desenho e/ou meteoros e cometas.

Figura 22: Representações de Universo associado ao Sistema Solar. Em (a) um exemplo de

representação de Universo resumido ao Sol, seus planetas e a Lua. Em (b) um exemplo de representação de Universo com os planetas circundando em torno do Sol localizado no centro do

desenho, semelhante ao modelo Heliocêntrico.

Foram encontradas representações de um Universo que não ressaltavam um lugar ou astro privilegiado, as quais reconhecemos como o grupo de representações denominado por Rodriguez e Sahelides (2005) de Universo acêntrico relacionado

às teorias cosmológicas modernas (12% - dois alunos) (Figura 23), pois esses

sujeitos também destacaram como elementos constituintes do Universo as galáxias ou aglomerados de galáxias – incluindo eventualmente planetas e estrelas, e/ou ainda nebulosas e buracos negros, nos componentes. Na representação de Universo que ofereceram, os desenhos de espirais usados para representar as galáxias preponderavam.

Figura 23: Representação de Universo acêntrico relacionado às teorias cosmológicas modernas

Também houve o caso de 6% (um aluno) enfatizar em sua representação a figura da Terra, destacando-a como constituinte do Universo, assim como, o que há a sua volta (Figura 24). Acreditamos que essa representação não indica necessariamente um modelo geocêntrico de Universo, mas poderia também remeter a uma representação próxima do que Rodriguez e Sahelices (2005) chamam de

Universo contextual, por não chegar a diferenciar astros nesse Universo ao redor da

Figura 24: Representação de Universo com ênfase na Terra

Ainda foram criadas duas categorias chamadas de outros (18% - três alunos) e representações inconclusivas (18% - três alunos) de Universo, sendo a primeira, caracterizada pelos sujeitos que desenharam os vários astros de maneira aleatória e espalhados sem apresentar algum indício de estruturação ou organização entre eles; e a segunda caracterizadas por aquelas respostas que não apresentaram informações suficientes para que pudéssemos inferir sobre suas representações ou até mesmo não responderam às questões.

Tabela 10 – Representações sobre as estruturas do Universo antes e após a visita Antes Depois

Universo resumido ao Sistema Solar 18% 18%

Universo Heliocêntrico 18% 6%

Universo com ênfase ao Sistema Solar 12% 53%

Universo Contextual 6% 0%

Universo relacionado às teorias cosmológicas modernas 12% 12%

Outros 18% 6%

Representações inconclusivas 18% 6%

Na análise do questionário aplicado após a visita ao planetário, como pode ser observado na Tabela 10 acima, foi possível investigar as alterações e/ou persistências das representações diagnosticadas inicialmente, assim como esclarecer alguns aspectos relacionados à estruturação espacial dos astros que compõem o Universo para os sujeitos da pesquisa, a partir das respostas à questão 01, especificamente. Nesta questão, pedíamos para que os alunos imaginassem que fossem um astronauta e fossem fazer um tour pelo Universo partindo da Terra. No decorrer de seu caminho,

solicitávamos que descrevessem quais corpos celestes o sujeito encontraria na sequência em que eles iriam surgindo.

Percebemos um maior número de alunos (82% - 14 alunos) com representações de Universo associado ao Sistema Solar, sendo que em termos dos subgrupos dessa categoria, tivemos: 41% (sete alunos) desses, apresentaram uma representação de Universo com ênfase no Sistema Solar, sujeitos estes que inicialmente se encontravam em outras categorias; 12% (dois alunos) permaneceram com essa representação de Universo com ênfase no Sistema Solar; 18% (três alunos) permaneceram com a descrição de Universo resumido ao Sistema Solar composto por somente planetas alinhados ao Sol; enquanto apenas 6% (um aluno) permaneceu organizando os planetas circundando o Sol no centro de seu desenho em um Universo Heliocêntrico.

Ainda houve o caso de 6% (um aluno) caracterizar o Universo composto por planetas, Sol, lua, estrelas, meteoros e asteroides, todos desenhados de forma aleatória e espalhados, além de acrescentar que encontraria nebulosas em seu tour. Outros 12% (dois alunos) permaneceram com suas representações de

Universo acêntrico relacionado às teorias cosmológicas modernas, ao

descreverem que encontraria em seu tour planetas, nebulosas, buracos negros, estrelas, galáxias ou aglomerado de galáxias.

Para 6% (um aluno), não foi possível inferir sobre a sua representação posteriormente à visita, uma vez que indicou encontrar em seu tour apenas um conjunto de estrelas, fato curioso uma vez que sua representação inicial era de Universo Heliocêntrico, constituído apenas por planetas e o Sol, não havendo desenhos de estrelas.

É importante refletir que o grande número de sujeitos com representações de Universo associado ao Sistema Solar caracterizando os planetas alinhados ao Sol, ilustrado em alguns casos do subgrupo Universo com ênfase ao Sistema Solar e Universo resumido ao Sistema Solar, pode ter sido motivado pela forma com que a pergunta analisada para caracterizar esse aspecto no questionário II foi enunciada, ao pedir a descrição dos corpos celestes que o sujeito encontraria “exatamente na sequência em que eles iriam surgindo”, num possível tour pelo Universo partindo da Terra. Desse modo, a solicitação para se identificar os corpos celestes exatamente na sequência em que eles iriam surgindo pode ter induzido os sujeitos a desenharem os astros ordenados de acordo com o tempo da viagem, de modo cronológico, e não

necessariamente a representação feita reproduz a forma como os alunos pensam que os astros estão distribuídos no espaço.

Acreditamos, também, que a maior ênfase no Sistema Solar seja dada em razão dos alunos se preocuparem primeiramente em descrever os astros que encontrariam em seu espaço mais próximo do planeta Terra, não chegando a refletir sobre grandes distâncias em sua simulação de tour pelo Universo.

Nas entrevistas, pudemos analisar essas representações em maior profundidade com um grupo de alunos específicos e, assim, esclarecer possíveis dúvidas quanto à categorização das representações.

Para o aluno A1, por exemplo, o Universo é composto por várias galáxias, planetas, estrelas e constelações, e enfatiza que tais estrelas aparentam estar perto, mas na verdade estão bem longe. Na organização dos astros, ou seja, sobre como estariam no espaço, colocou inicialmente os planetas alinhados lado a lado, mas quando perguntado se eles sempre ficam dessa forma, discordou, explicando o movimento de translação e o tempo que cada planeta demora para completar uma volta em torno do Sol. Com isso, alterou a disposição inicial dos planetas, colocando- os circundando o Sol, mas dispondo ainda as estrelas entre os planetas do Sistema Solar, apesar de afirmar que estão distantes, e não voltou a indicar as galáxias citadas inicialmente em sua representação com os objetos (Figura 25). Percebemos assim que o sujeito possui um Universo associado ao Sistema solar, apresentando os planetas circundando o Sol, aproximando-se de uma representação heliocêntrica do Universo, mas que já consegue identificar estruturas mais complexas além do Sistema Solar, as galáxias, apesar de não as incluir de forma significativa em sua representação.

Figura 25: Representação sobre o Universo do aluno A1 na entrevista

O aluno A2 define Universo como sendo composto por muitos planetas e estrelas, organizando os planetas espalhados próximos ao Sol e apesar de destacar que as estrelas estão muito distantes, não vê problema em estarem próximas aos outros planetas do Sistema Solar, como dispostas em sua representação com os objetos (Figura 26). Desse modo, permanece com a representação de Universo associado ao Sistema Solar, mas não identifica mais os planetas sequenciados ao lado do Sol.

O aluno A3 afirmou ser o Universo um lugar onde ficam as galáxias, estrelas, nebulosas, Lua e nuvens de poeira. Na organização dos astros, colocou-os inicialmente alinhados um ao lado do outro, mas quando questionado se permanecem sempre dessa forma, alterou essa organização destacando seus movimentos de translação e dispondo-lhes de forma aleatória com as estrelas, nuvens de poeira e nebulosas entre os planetas e a Lua ao lado da Terra. Desse modo, demonstra que conhece uma diversidade de elementos que compõem o Universo, podendo se associar à representação de Universo Acêntrico relacionado às teorias

cosmológicas modernas, apesar de não organizar esses astros consistentemente

no espaço. Além disso, afirma que as estrelas podem estar em qualquer lugar, apesar de também enfatizar em sua fala que, assim como as nebulosas, estão muito longe, o que diverge de sua representação fazendo uso dos objetos disponibilizados na entrevista, como ilustrado na Figura 27 logo abaixo, nos levando a crer que sua representação esteja em processo de adaptação das novas informações adquiridas. Vale destacar que sua representação inicial de Universo era associada ao Sistema Solar, caracterizada apenas por planetas, Sol e Lua, evidenciando, assim, uma próspera mudança em sua representação de Universo.

Figura 27: Representação de Universo acêntrico relacionado às teorias cosmológicas modernas do

O aluno A4 considera o Universo como sendo composto de galáxias, astros, planetas e estrelas, destacando que cada estrela tem vários planetas em torno delas, tal como ocorre com o Sol no Sistema Solar e que não é só na Terra que há vida. Na representação de como estariam organizados os astros no espaço, apresenta os planetas alinhados de um só lado do Sol, com conjuntos compostos de galáxias, outros planetas e estrelas separados mais distantes. Desse modo, sua representação de Universo pode ser caracterizada como Universo acêntrico relacionado às

teorias modernas (Figura 28), permanecendo com a representação identificada nos

questionários aplicados antes e após a visita.

Figura 28: Representação de Universo Acêntrico relacionado às teorias modernas do aluno A4 na

entrevista

O aluno A5 destaca que considera o Universo infinito e que não se constitui apenas de planetas conhecidos, existindo nele: estrelas, buracos negros, Via Láctea, planetas e Sol. Na representação da organização desses astros no espaço (Figura 29), colocou os planetas todos sequenciados de um só lado do Sol e enfatizou que os buracos negros e estrelas estão distantes uns dos outros. Desse modo, apesar de mencionar estruturas mais complexas, como buracos negros e Via Láctea, o que não havia ocorrido nos momentos anteriores, ainda apresenta uma representação com destaque para os planetas alinhados ao Sol, evidenciando uma possível reorganização dos astros que constituem o Universo para este sujeito.

Figura 29: Representação do Universo do aluno A5 na entrevista

Por fim, o aluno A6 define o Universo como sendo formado por várias galáxias, planetas, estrelas, luas e, ao longo da entrevista, foi introduzindo mais elementos: meteoros, buracos negros, supernova e anã branca. Na organização desses astros no espaço, apresentou uma representação que se aproxima, em alguns aspectos daquela de Universo acêntrico relacionado às teorias modernas, ao colocar os planetas ao redor do Sol, apesar de colocar estrelas e meteoros entre esses planetas, e dispor buracos negros, supernova e anã-branca mais afastados desse conjunto central, diferentemente das representações identificadas nos questionários de Universo associado ao Sistema Solar. O aluno A6 destaca ainda que existem várias galáxias e que vivemos em uma delas, a qual é constituída pelos planetas orbitando o Sol e as estrelas. Esta é a razão pela qual a indicação de galáxia está acima do Sol na Figura 30, como forma de representar que todo aquele conjunto ao seu redor mais próximo faz parte de uma galáxia.

Figura 30: Representação de Universo Acêntrico relacionado às teorias modernas do aluno A6 na

entrevista

Um aspecto relevante relacionado à disposição das estruturas do Universo representadas pelos alunos antes e depois da visita ao planetário foi a persistência da inclusão de estrelas espalhadas entre os planetas ou bem próximas a eles (Figura 31 e 32). Inicialmente, 82% (quatorze alunos) dos sujeitos apresentaram desenhos de estrelas entre os astros em geral. Os outros 18% (três alunos) não desenharam estrelas. Posteriormente, observamos uma pequena diminuição desse percentual, visto que 59% (dez alunos) dos sujeitos continuaram desenhando as estrelas entre os astros, mas 12% (dois alunos) as desenharam logo após os planetas e 6% (um aluno) dispôs as estrelas mais distantes desses outros astros. Ainda houveram 23% (quatro alunos) que não fizeram desenhos de estrelas posteriormente ou os seus desenhos não permitiram concluir sobre a localização dessas estrelas. Além disso, essa disposição das estrelas entre os planetas ou bem próximas a eles também foi evidenciada nas entrevistas, como descrito anteriormente.

Figura 31: Desenho com estrelas espalhadas entre os planetas do Sistema Solar.

Figura 32: Desenho do aluno A16 dispondo as estrelas distantes dos planetas.

Tal concepção é comumente encontrada entre os visitantes em geral, do planetário, e também é bem retratada na literatura (ver LANGHI, 2011; LEITE e HOSOUME, 2009; entre outros); não se trata, portanto, de uma especificidade do grupo de sujeitos investigados. Contudo, a permanência dessa concepção após a visita chamou nossa atenção porque foi fortemente trabalhada na atividade da “Viagem pelos Astros”, quando se explorou, com pausa nas interações e uso de objeto específico para representar a estrela Próxima de Centauro, que se viajando à velocidade da luz, após o Sol, a estrela mais próxima da gente estaria bem depois dos planetas, demandando muito mais tempo para se chegar nela. Além disso, notamos, em alguns desenhos posteriores à visita, que alguns alunos passaram a tratar as constelações como estruturas para as estrelas (Figura 33), o que sugere necessidade de enfatizarmos ainda mais, nas interações, que aquelas configurações não constituem configurações reais.

Figura 33: Representação de uma constelação como estrutura para um conjunto de estrelas.

Revisando todo o processo de interações, tanto na sessão como na “Viagem pelos Astros” que ocorria após a sessão, levantamos alguns aspectos que podem contribuir para a permanência da representação de estrelas entre Terra e planetas. Um aspecto a considerar é que dentro da sessão, enquanto se simulou viagem da Terra para outros planetas - a Saturno, por exemplo - o espaço que se vê ao redor do planeta é muito semelhante ao que se vê da Terra, com estrelas espalhadas pelo céu.

Naturalmente, a atividade realizada fora da sessão deveria esclarecer a escala de distâncias envolvidas entre a Terra e demais planetas do Sistema Solar, e entre a Terra e a estrela mais próxima além do Sol.

Assim, a persistência da inclusão das estrelas entre Terra e outros planetas foi um dado que levou à uma reavaliação tanto das interações que ocorrem durante a simulação de viagens, na sessão, no que diz respeito especificamente à definição de constelação e localização das estrelas no espaço, como da atividade complementar, “Viagem pelos Astros”.

Considerando em conjunto os dados sobre como os alunos representaram a organização dos astros no Universo, obtidos antes e depois da visita ao planetário, as