Copérnico

Nascido em Thorn, na Polônia, no dia 19 de fevereiro de 1473, Nicolau Copérnico é considerado o fundador da Astronomia moderna.Foi um matemático e astrônomo que viveu na época do Renascimento e da Reforma, um período turbulento, de grandes inovações em muitos campos, em que muitas autoridades anteriormente aceitas foram questionadas. As explorações dos grandes navegadores exigiam dados mais precisos e mostravam que havia erros na geografia de Ptolomeu­- por que não no resto de sua obra?Erros acumulados durante séculos demandavam uma reforma do calendário, tornando necessários melhores conhecimentos de astronomia.

Antes de sua teoria, os homens consideravam como verdadeira a tese do cientista grego Ptolomeu, que defendia a idéia de que a Terra era o centro do universo, sendo essa tese chamada Geocêntrica e principalmente a Igreja Católica, a qual agia de modo bravio contra qualquer conceito contrário a essa tese.

Contrário a esta idéia, Copérnico não se convenceu da idéia de que o Sol e todos os demais planetas giravam em torno da Terra. Por esta razão, defendeu a tese de todos os planetas, inclusive a Terra, que gira em torno do seu próprio eixo uma vez por dia e viaja ao redor do Sol uma vez por ano, sendo essa tese chamada de Heliocêntrica.

A idéia de um sistema heliocêntrico,ou seja,com o centro das órbitas circulares colocado no Sol,em lugar da Terra, já havia também sido proposta pelos astrônomos gregos- em particular por Aristarco de Samos no século 3 A.C.A rotação diurna aparente da esfera celeste em torno da Terra se explicaria pela rotação da Terra, em sentido oposto, em torno de seu eixo.Analogamente, seria a Terra que descreveria uma órbita circular em torno do Sol, e não a recíproca.Entretanto, os astrônomos gregos contemporâneos haviam refutado a teoria heliocêntrica com base num argumento muito convincente:ausência de qualquer observação de paralaxe estelar.Se a Terra se movesse em torno do Sol,o ângulo 0¹ entre as direções aparentes d duas estrelas fixas E e E’ vistas da Terra na posição T¹ seria diferente em diferentes épocas do ano(0¹=/=0² na imagem), e esse efeito de paralaxe nunca fora observado.Não se concebia,naturalmente, que as estrelas, mesmo as mais próximas da Terra, estão tão distantes que o efeito é inobservável a olho nu;mesmo com telescópios,só foi detectado em 1838.

O grande tratado de Copérnico foi publicado em seu livro “Sobre as Revoluções das Esferas Celestes,em 1543),o qual o título indica que era bastante próximo da astronomia grega.O que ele procurou demonstrar foi que a principal vantagem do ponto de vista heliocêntrico seria a de simplificar a descrição,explicando as mesmas observações anteriores através de movimentos ainda mais próximos do ideal platônico, sem utilizar, por exemplo,o artifício dos equantes de Ptolomeu.

A passagem da descrição geocêntrica à heliocêntrica está ilustrada na imagem ao lado para a órbita de Vênus(V), que é um dos planetas internos,ou seja,situado entre a Terra(T) e o Sol(S).Vemos que , neste caso, o deferente é substituído pela órbita da Terra em redor do Sol, e o epiciclo pela órbita de Vênus em redor do Sol.É fácil ver que,para um planeta externo, como Júpiter, os papéis do epiciclo e do deferente são trocados.Aí já aparece uma das vantagens da descriçãoheliocêntrica: no sistema de Ptolomeu, os períodos associados ao deferente para os planetas internos e ao epiciclo para os externos eram todos iguais a um ano solar.Essa aparente coincidência é imediatamente explicada pelo sistema heliocêntrico:esses períodos nada mais são o que a descrição geocêntrica do período da Terra em sua órbita em torno do Sol.

Outra grande vantagem do sistema heliocêntrico é que ele permitiu a Copérnico deduzir pela primeira vez a escala relativa das distâncias dentro do sistema solar.No sistema geocêntrico,a escala das distâncias era arbitrária:só importava a razão entre os raios do epiciclo e do deferente, e não os valores absolutos desses raios.Já para Copérnico os deferentes dos planetas internos e os epiciclos dos externos se transportavam todos na órbita da Terra em torno do Sol, cujo raio médio r/T é hoje chamado de unidade astronômica(U.A.),e se tornava possível determinar os raios das demais órbitas planetárias com respeito a essa unidade.Vejamos como isto se faz.

Os planetas internos nunca são observados muito afastados do Sol, permanecendo sempre dentro de um ângulo máximo teta da linha que vai da Terra(T) ao Sol(S), onde teta é da ordem de 22,5° para Mercúrio e de 46° para Vênus.A imagem ao lado onde TA e TB são tangentes à órbita do planeta(P),dá a explicação heliocêntrica desse fato, e mostra que sen 0(TETA)=rP/rT onde rP é o raio da órbita do planeta e rT o da Terra.Conhecendo , isto permite determinar rP/rT para Vênus,p.ex.,como sen 46°=0.72 Obtemos rP =0,72 U.A.Para os planetas externos é rP/rT que se obtém por um método análogo. A tabela abaixo compara os raios médios das órbitas planetárias(em U.A.) obtidos por Copérnico com os valores aceitos atualmente.

Como vemos,os valores são notavelmente próximos.
O passo seguinte de Copérnico foi obter, a partir dos períodos sinódicos (vistos da Terra) dos planetas, seus períodos siderais, ou seja, os períodos heliocêntricos(das órbitas em torno do Sol).Para os planetas internos, que se movem mais rapidamente do que a Terra,deixando-a para trás, o número real(sideral) de uma unidade,correspondente à revolução da Terra em torno do Sol no mesmo período.Considerações análogas se aplicam a um planeta externo. A tabela abaixo compara os períodos obtidos por Copérnico com os valores aceitos atualmente.

Estes resultados ilustram a precisão dos dados de Copérnico - baseados nas observações dos astrônomos da antiguidade.Comparando-os com os da tabela anterior,mostram também que o período sideral(ao contrário do sinódico) cresce regularmente com o raio médio da Terra.
A explicação da eclíptica e das estações segundo o sistema heliocêntrico decorre de não ser o eixo de rotação da Terra perpendicular ao plano de sua órbita em redor do Sol.

O eixo de Terra tem uma direção fixa no espaço, a de Polaris. Essa direção, que é transportada ao longo do plano da órbita, faz um ângulo de 23,5° com a normal a esse plano, que é o mesmo da eclíptica. É verão no hemisfério sul quando, devido à obliqüidade do eixo, os raios diretos do Sol atingem a Terra no Trópico de Capricórnio, a 23,5° ao sul do Equador.

A explicação heliocêntrica do movimento retrógrado de um planeta externo está visível na imagem ao lado. O planeta se move mais lentamente. Em conseqüência, quando a Terra passa entre o Sol e o planeta,ela o ultrapassa com maior rapidez,e a órbita aparente do planeta,projetada sobre a esfera celeste, mostra um movimento retrógrado.Como isto sucede quando o planeta está mais próximo da Terra,seu brilho é maior.

A obra de Copérnico foi comprovada por grandes astrônomos e matemáticos como Galileu, Kepler e Newton, mas até 1835, a Igreja a manteve em sua lista negra. Mas sua obra, considerada valiosa e pioneira lhe garantiu a posição de Pai da Astronomia Moderna.