O surgimento da Física e da Astronomia como ciências exatas

O surgimento da Física e da

Astronomia como ciências

exatas

Início do século XVII – Fim do século XVIII

n Período em que a ciência moderna foi finalmente lançada e

estabelecida. A revolução iniciada por Copérnico desenvolve-se de modo tão rápido e tão amplo que não só a astrônima se

transformou, mas também a física;

n Completo rompimento com os últimos vestígios do do universo

aristotélicos;

n A matemática tornou-se indispensável para as as ciências

físicas;

n Desenvolvimento no projeto e na fabricação de instrumentos

científicos;

n A nova geração de instrumentos de precisão começo na última

TYCHO BRAHE

n Nasceu em 1546, em Skane, então na Dinamarca e hoje

n

Com 13 anos de idade entrou para a Universidade

Luterana de Copenhague, onde despertou o seu

interesse pela ciência;

n

Em 1564, observou uma grande aproximação de

Júpiter e Satruno

n 1572 - uma brilhante “estrela nova” (uma supernova) apareceu

repentinamente na constelação de Cassiopéia;

Imagem composta de raios-X e infravermelho dos restos da supernova SN 1572

SN 1572

uma das oito supernovas visíveis ao olho nu na história

n

OBSERVAÇÃO FUNDAMENTAL:

n

Ilha de Hven - OBSEREVATÓRIO

n DEDICADO A MEDIDAS DE PRECISÃO: instrumentos eram

feitos de metal e construídos com um grau de precisão até então desconhecido. A sua maioria consistia em sextantes e quadrantes de grandes dimensões, cada qual montado em suportes bastantes resistentes;

n

Era um procedimento inteiramente novo:

§ Nenhum instrumento é perfeito;

§ Algum erro era inevitável;

§ Um pequeno erro coerente e inerente não tinha

importância , desde que fosse conhecido e se fizesse sua compensação;

n

grande quadrante mural

n parede orientada precisamente no sentido norte-sul; n O raio do quadrante era de cerca de 1,8 metros;

n graduação era realmente feita até o arco de minuto (um

arco de minuto = 1/60 do grau);

n cada divisão do arco de minuto era gravada com uma

linha diagonal composta de pequenos pontos

§ permitiam que o observador lesse precisamente entre as divisões do arco de minuto;

§ os pontos apareciam a intervalos de 10 arcos de

segundo (um arco de segundo = 1/60 de um arco de minuto = 1/3600 de um grau);

Idéia de precisão

n

1577 – surgimento de um grande e brilhante

cometa, com a cauda muito longa.

n imaginação popular de presságio de dessastre

(pesamento aristotélico – cometas eram vapores quentes e secos que retiravam a umidade do ar,

gerando condições favoráveis para o desenvolvimento de doenças e epidemias);

n Tycho chegou a conclusão de que o cometa estava

muito além da Lua, o que mostrava ser ele um verdadeiro objeto celeste e não um fenômeno metereológico como um “vapor seco”;

n as observações provaram que o cometa se deslocava

n Em vários pontos fundamentais, Tycho discordava do universo

aristotélico;

n Ele não aceitava também a visão de Copérnico sobre o cosmo; n Formulou sua própria cosmologia. Um meio termo entre as teorias

heliocêntricas e o geocentrismo, já que a Terra esta no centro mas

A = Terra; C = Sol. Órbita da Lua: BDEF. Órbita de Mercúrio: LKMN. Órbita de Vénus: OPQR. Órbita do Cometa: STVX

n Com a morte do rei Frederico II,

em 1588, os fundos para a

manutenção do observatório foram cortados;

n Tycho deixa Hven;

n Dois anos depois, estabeleceu-se

finalmente em Praga, sob o patrocínio de Rodolfo II (sacro imperador romano germânico);

n foi a Rodolfo II que ele dedicou

seu livro mecânica de nova

astronomia;

n Parece que Tycho viveu em Praga

JHONNES KEPLER

n Filho de um marcenário e 25 anos mais jovem que Tycho,

Kepler pretendia originalmente entrar para a Igreja Luterana e fora para Tübingem a fim de estudar teologia;

n Passou então a se interessar por astronomia, converte-se à

teoria copernicana e, além disso mostrou uma habilidade

n praticou tanto a astrologia quanto a astronomia. Em Graz

publicou um calendário profético, o qual se mostrou correto em suas predições do tempo e das revoltas de camponeses, por sorte;

n Kepler realmente acreditava na harmonia entre o cosmo e o

indivíduo – dai sua inclinação pela astrologia;

n Entretanto sempre se referia à astrologia como a “ridícula

irmãzinha da astronomia”, e mais tarde escreveria que, se os astrólogos algumas vezes viam as suas previsões se

n 1597 – Mistério do Universo : usando o cosmo copernicano, com o

Sol no centro, ele poderia colocar nos espaços entre as esferas que contiam os seis planetas em suas órbitas os cinco poliédros

regulares da geometria euclidiana;

n Tycho Brahe ficou muito impressionado com o livro de Kepler,

mas não por que lhe atribuísse a descoberta do universo. O que mais impressionou Tycho foi a habilidade matemática de Kepler. Ali estava, claramente, um homem que poderia tomar suas observações planetárias e usá-las para extrair o

verdadeiro movimento dos planetas;

n Devido à perseguições religiosas Kepler e sua família

n

as Tabelas rodolfinas

n O trabalho de Kepler utilizando as observações de Tycho

dedicou-se, primeiramente, à Marte;

n Este trabalho em cima das observações de Marte durou por

anos; a quantidade de cálculos envolvida foi imensa, e não havia qualquer meio mecânico para ajudá-lo;

n Além disso, sua atenção foi desviada em1604 por uma

brilhante supernova, resultando em um livro: a nova estrela;

n A medida que continuava seus cálculos, ficou evidente que a

teoria de Tycho não era aceitável, da mesma forma que a

n Apesar de suas idéias pré-concebidas de harmonia celeste, Kepler

seguia apenas as observações;

n O resultado de sua investigação foi publicado em 1609, em A nova

astronomia;

n Ele mostrou que Marte orbitava em torno do Sol e que o fazia

segundo um elipse;

n Marte variava sua velocidade orbital enquanto se deslocava ao

longo de sua trajetória elíptica;

n Nesta época só era possível prova este comportamente para Marte; n Entre 1619 e 1621 publicou uma descrição em três partes, em seu

n

AS LEIS DE KEPLER

n Como já foi especificado anteriormente, kepler mostrou

n A velocidade do astro variava ao longo da trajetória em torno

n O lado místico de Kepler ainda procurava alguma evidência do

desígnio divino por trás desse novo sistema de movimento

planetário, e enquanto escrevia o Epítame dedicou-se a procurar esse princípio;

n Em 1618 publicou a Harmonia do mundo. Para ele, esse era seu

feito máximo. Descobriu uma relação entre as velocidades dos planetas em suas órbitas elípticas e a harmonia musical; foi

capaz de relacionar as velocidades mais retas e mais baixas de cada planeta à escala musical;

n Hoje em dia não se dá qualquer valor científico a essa relação

astronômico-musical, damos importância a uma descoberta

GALILEU GALILEI

n Nascido em Pisa, em 1564, Galileu era filho do compositor e

n Quando sua família se mudou para Florença, Galileu foi enviado

para a famosa escola do mosteiro jesuíta de Vallombrosa;

n Em 1581 estava inscrito como estudante de medicina na

Universidade de Pisa;

n Apreciava a matemática, e foi durante o curso de medicina que

descobriu o isocronismo do pêndulo, usando sua pulsação para marcar o tempo do balanço de um candelabro durante os serviços da igreja;

n Voltou de pisa sem diploma e, desde então, devotou-se à

n Galileu com 35 anos, obteve a cadeira de matamática em Pisa, com

o auxílio de Guidobaldo del Monte. Tornava-se cada vez mais crítico da teoria aristotélica sobre o movimento, e escreveu um pequeno tratado, Movimento;

n Foi no tempo em que exercia a atividade de

professor em Pisa que,dizem, deixou cair

n De qualquer forma Galileu certamente pesquisou o

movimento da queda dos corpos, provando, ao contrário da teoria aristotélica, que, fossem leves ou pesados, levavam precisamente o mesmo tempo para chegar ao chão;

n Rolando bolas em planos inclinados, discutiu também o

movimento dos corpos ao longo de uma superfície, chegando perto do que hoje é chamado de 1ª lei de Newton;

n Essa descobertas eram todas notáveis por si só, mas tinham

um significado especial por que, para chegar a elas, Galileu usou técnicas matemáticas ao analisar os resultados. De

nenhum outro modo poderia ter chegado a essas conclusões. Sua poderosa abordagem matemática foi, de fato, tão

eficiente que se tornaria a marca registrada da nova física que se desenvolveria nos séculos XVII e XVIII; essa é a

n 1591 – muda-se para Pádua em busca de uma maior

remuneração. Lá faz conferências e pesquisas sobre o

n

Durante sua estada em Pádua, Galileu se envolveu com

o telescópio;

n

Sabendo que um telescópio possuía duas lentes, quase

n Mas Galileu não inventou o telescópio. O verdadeiro inventor

ainda é assunto de debate, já que por volta de 1608 alguns inventores entraram com o pedido de patente de um

n A importância de Galileu na história do telescópio foi a

publicação de Mensageiro sideral em 1610. Neste livro,

n Ele notou também que a lua tinha montanhas;

Ilustração das observações de Galileu da Lua, mostrando sua superfície irregular (do

n Descobriu que a via láctea era composta de miríades de

n Mais tade Galileu observou que Vênus apresentava fases como as

n Notou também a estranha natureza do planeta Saturno, que lhe

n De volta à florença, Galileu foi obrigado a moderar suas

declarações, por pressões da Igreja. Já que as observações de Galileu fortaleciam a teoria Copernicana e a Igreja não admitia isso;

n Em 1623 publicou o ensaiador. Nele Galileuexpôs seus

pontos de vista sobre a realidade científica e sobre o novo método científico. Explicou também como definir um

problema com o auxílio de experiências preliminares e, a partir dos resultados, formar uma teoria, a qual poderia ser usada para “predizer” consequências capazes de ser

n O ensaiador fez sucesso no Vaticano, a esperança de Galileu era

de que fosse revogado o decreto que condenava o copernicanismo;

n Em 1632 publicou se Diálogo sobre os dois principais sistemas do

mundo – o ptolomaico e o copernicano. Foi aclamado em toda a europa como obra-prima literária e científica. Na Itália, contudo, causou uma tempestade.

n Em 1633, Galileu foi processado pela Inquisição, mas, devido à sua

idade (69 anos), foi tratado com indulgência. Foi condenado à

prisão domiciliar, mas sua mente ainda estava ativa e trabalhou em seu último livro, Discursos referentes a duas novas ciências... texto que discute suas conclusões a respeito da mecânica.

ORIGEM DO MÉTODO CIENTÍFICO

n

“A importância do pensamento de Galileu procede da

elaboração do método científico, que, nascido nesta

época da história do pensamento, não é criação dos

racionalistas nem dos empiristas, mas de Galileu.

Denomina-o hipotético-dedutivo, e nele unem-se a

observação empírica e a demonstração racional. Galileu

introduz as matemáticas na investigação física, graças

ao que se podem confirmar as teorias heliocêntricas de

Copérnico. O seu grande mérito é abrir o caminho para

a ciência newtoniana e para a autonomia da

RESUMINDO...

n O universo da precisão começa com a perseverança de

Tycho Brahe em encontrar medidas precisas; passa pelo o incrível talento de Kepler para a matemática e, também, sua atitude científica ao se basear apenas nas observações; e

termina com o “pai da física-matemática” e suas observações e conclusões fantásticas;

n O método científico desenvolvido neste período – a ciência é

acompanhada por observações e experimentos- abriu

FONTES

n

Ronan, Colin – História ilustrada da ciência; volume 2;

http://www.vidaslusofonas.pt/galileu_galilei.htm;

n

http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Gravitac