Da Revolução Copernicana ao Big Bang

A REVOLUÇÃO CIENTÍFICA[1]

I.    UM EVENTO DE GRANDE IMPORTÂNCIA

            O nascimento da ciência possui uma centralidade histórica porque modifica radicalmente o que vem depois. Esse fenômeno é conhecido como Revolução Científica e ele é marcado pela publicação da obra de Nicolau Copérnico “As Revoluções dos Corpos Celestes” (1543) e da obra de Isaac Newton “Os Princípios Matemáticos da Filosofia Natural” (1687).

            A partir da Revolução Científica e do método de Galileu, temos seguintes conceitos: a) Concepção da natureza como ordem objetiva e casualmente estruturada por relações governadas por leis; b) Concepção da ciência como saber experimental – matemático e intersubjetivamente válido, tendo como objetivo o conhecimento do mundo e seu domínio por parte do homem.

            A natureza passa a ser vista pela ciência uma ordem com essas características seguintes: Objetividade, causalidade, relação, regida por leis.

            A ciência tem, por sua vez, as seguintes características:

Ø  Experimental: Fundamenta-se em hipóteses demonstradas empiricamente.

Ø  Matemática: Baseia-se no cálculo e na medida, é através da matemática que se representa a objetividade do saber científico.

Ø  Intersubjetiva: Seus conhecimentos precisam ser abertos e compreensíveis por todos. Distingue-se fundamentalmente da magia.

Ø  Finalidade de conhecer objetivamente o mundo: Pelo conhecimento das leis da natureza o homem pode vir a dominá-la.

A ciência moderna e a técnica

            A ciência moderna se revela durante um período de transformações sociais e econômicas. A formação dos estados leva a um ritmo de vida que gera outras necessidades.  O espírito empreendedor determina uma busca por objetos mais técnicos, permitindo ao homem melhor domínio da natureza.

            A busca por técnica leva os artesãos a se prepararem para resolver problemas e estes recorrem aos cientistas sob aspecto físico-matemático. Por sua vez, os cientistas consultam os artesãos. Desse modo supera-se a distinção e a distância entre saber teórico e saber prático. Isso acontece mais precisamente no século XV.

A ciência e o Renascimento

            A ciência nasce tendo suas bases no pensamento tardo-medieval marcado pelas pesquisas naturalistas e pelas ideias renascentistas. O Renascimento:

Ø  Reivindicava a autonomia da pesquisa intelectual e a laicização do saber.

Ø  Era próprio de um naturalismo baseado na revalorização da natureza e do homem. Nesse sentido há três direções:

a)    Aristotelismo renascentista: Defendia a razão indagadora e elaborava um conceito de ordem natural e imutável.

b)    Filosofia natural: Estabelece uma igualdade entre aquilo que a natureza mostra e aquilo que os sentidos percebem. A natureza não é explicável com princípios estranhos a ela.

c)    Magia: Contribui com difusão da idéia do homem como senhor da natureza.

Ø A redescoberta de textos antigos e o conhecimento de velhas teorias impulsionaram à busca de novas ideias.

Ø O Renascimento apresenta a idéia de que a natureza seja escrita em termos geométricos.

            Para a ciência nascer não necessitou somente de um fundo histórico e cultural propício, mas também de homens capazes e criativos e que chegaram a dar a vida pela ciência. Os cientistas não formavam uma categoria própria, alguns eram movidos por motivos práticos e outros por simplesmente se interessar pelo conhecimento.

As forças contrárias à nova ciência

Antes de se afirmar a nova ciência se deparou com algumas forças contrárias como:

a)    Cultura tradicional: Esta se sentia ameaçada pela ciência que punha em crise antigas certezas, introduzindo um novo modo de pensar e de pesquisar rompendo com dogmas do passado.

b)    Religião: Essa temia não somente que se colocasse em cheque a autoridade de Aristóteles, mas também a Bíblia. Essa pesquisa livre abriria caminhos para mudanças.

c)    Magia e astrologia: Eram ameaçadas porque a ciência era apresentada como um saber útil ao homem e aberto a todo, enquanto a magia era para poucos.

As conseqüências do nascimento da ciência

            Nos anos subseqüentes a ciência foi vista como um saber universal, capaz de melhor as condições humanas pela sua praticidade e utilidade. Para os iluministas foi arma a ignorância e a superstição.

II.   RELEVÂNCIA E CARACTERÍSTICAS DA REVOLUÇÃO COPERNICANA

            A revolução astronômica dá início à revolução científica, dando novo valor a todo o cosmo. O processo inicia com Copérnico, continua com Galileu, Kepler, Giordano Bruno, percorrendo um longo caminho até chegar ao conhecimento que temos hoje do universo.

            O Universo dos antigos e dos medievais seguia o modelo aristotélico-ptolomaico, que tinha as seguintes características: Único – era pensado como o único universo existente; fechado – era imaginado como uma esfera limitada, além do qual não havia mais nada; finito – para Aristóteles o universo infinito era só uma idéia; e formado de esferas perfeitas.

            Eram bases desse conhecimento Aristóteles, a Bíblia e a experiência dos sentidos (percebendo o Sol girando em torno da Terra).

Do geocentrismo ao heliocentrismo

            Nicolau Copérnico (1473-1543) dá impulso à Revolução Científica com insatisfação com a complexidade do sistema de Ptolomeu. Ele procurou em textos antigos gregos uma solução alternativa e encontrou um modelo heliocêntrico. Copérnico adotou um modelo no qual o Sol estava no centro do universo, com todos os planetas girando em torno dele.

            Na obra “As Revoluções dos Corpos Celestes”, publicada em 1543, Copérnico apresentou as seguintes ideias:

1.    A Terra e os planetas giram em torno do Sol em órbitas circulares;

2.    O dia e a noite são resultado da rotação da Terra em torno de seu eixo;

3.    Mercúrio e Vênus estão mais próximos do Sol do que a Terra.

            Essas ideias novas ainda conviviam com antigos conceitos as esferas perfeitas e o movimento circular uniforme. O novo sistema foi apresentado como uma hipótese. E muitas questões de cunho aristotélico o desafiavam como: Se a Terra gira por que os objetos não movem? Por que não provoca um vento forte derrubando tudo? Se a Terra se move para um lado por que os objetos caem direto no chão?  Galileu procurou responder essas questões.

Tycho Brahe: O terceiro sistema do mundo

            Tyge Ottesen Brahe (1546-1601) foi um astrônomo dinamarquês. Ele deu continuidade ao trabalho de Copérnico. Realizou observações da posição dos planetas e das estrelas com precisão. Organizou um observatório em Praga e teve Johannes Kepler como assistente.

            Ele idealizou um sistema que vinha de encontro a dois precedentes e não contrariava as Escrituras. Afirmou que a Terra girava em torno do Sol, mas que esse, por sua vez, voltava em torno da Terra (permanecendo o centro do Universo). Mas sua maior inovação foi substituir as esferas perfeitas por órbitas para descrever o movimento dos planetas.

Kepler: O estudo das órbitas dos planetas

            Johannes Kepler (1571-1639), astrônomo alemão, foi assistente de Brahe, e inicialmente via o universo como uma manifestação divina: O Sol ao centro representava Deus e os vários planetas eram dispostos harmonicamente. Mas em seguida se concentrou sobre o estudo das órbitas dos planetas. Formulou três leis sobre o movimento dos planetas:

1.     Os planetas descrevem órbitas elípticas das quais o Sol ocupa um dos focos;

2.     As áreas que ligam os planetas ao Sol são proporcionais ao tempo para traçá-las;

3.     Os quadrados dos tempos empregados pelos planetas para percorrer suas órbitas estão entre eles como os cubos dados pelo eixo maior da elipse.

A abertura e a infinidade do Universo

            Os primeiros a terem um a idéia do Universo infinito foram os gregos, mas a idéia de Aristóteles prevaleceu toda da Idade Média. O primeiro a contestar o fechamento do Universo foi Nicolau de Cusa.  Mas quem avançou de fato nessa idéia foi Giordano Bruno. Ele chegou a sustentar a existência de inúmeros sistemas planetários.

III. A FÍSICA NEWTONIANA

     Isaac Newton publicou em 1687 “Os Princípios Matemáticos da Filosofia Natural” descreve as leis da gravitação universal e através de suas leis do movimento lança as bases da mecânica clássica.

     Ele foi o primeiro a demonstrar que as leis da natureza governam o movimento da Terra e dos astros. Ele formulou três leis:

1ª – Lei da Inércia: Todo corpo continua em repouso ou em movimento até que uma força aja sobre ele.

2ª – Princípio Fundamental da Dinâmica: A mudança de movimento é proporcional à força motora.

3ª – Princípio de Ação e de Reação: A toda ação há sempre uma reação oposta e de igual intensidade.

O BIG BANG E A ORIGEM DO UNIVERSO

            Em 1927, George Lemaître propôs que os desvios espectrais observados em nebulosas se desviam à expansão do Universo. Em 1929, Edwin Hubble observou que as galáxias estão se afastando a uma velocidade proporcional às suas distâncias.

O Universo está em expansão

            A partir da Lei de Hubble pode ser afirmar que o Universo está em expansão e isso quer dizer que já foi menor do que é no passado. Lemaître afirma que o Universo teve uma origem e sua idade poderia ser estimada em torno de dois bilhões de anos.

            Em grande escala, as galáxias estão se afastando a uma velocidade proporcional à distância. Todas elas se afastam, não há um centro de expansão. O espaço-tempo está se expandindo e levando as galáxias consigo.

            Os redshift[2] cosmológicos não são causados pelo efeito Doppler, mas pela expansão do espaço. E também não são as massas no Universo que se expandem.

            Conhecendo a taxa de expansão podemos estimar o tempo que foi necessário para que as galáxias atingissem a distância atual.

Teoria do Big Bang

            O Universo surgiu a 13,7 bilhões de anos a partir de um estado inicial de temperatura e densidade. A explosão se deu a partir da compressão de energia. À medida que o Universo foi se expandindo a temperatura média foi caindo. Os primeiros elementos a se formarem foram o hidrogênio e o hélio. As galáxias se formaram a partir de bolsões de gás.

A emissão da radiação cósmica de fundo

            A radiação fóssil predita pela Teoria do Big Bang foi descoberta em 1965 por Wilson e Penzias. Altamente isotrópica e a intensidade é quase perfeitamente constante em todas as direções.

___________

NICOLAU COPÉRNICO. De Revolutiónibus Órbium Celéstium. Traduzido do texto italiano (Turim, 1979)

Capítulo I – Porque o mundo é esférico

            Primeiramente devemos notar que o mundo é esférico, seja porque esta é a forma mais perfeita, sem necessidade de medida, mas toda compacta em si. Seja porque a esfera, de todas as figuras, é a mais capaz de ser em grau de conter e reter todas as coisas, seja também porque todas as partes separadas do mundo (ou seja, o Sol, a Lua e as estrelas) aparentam dessa forma. Ou seja porque todas as coisas tendem a limitarem-se desse modo, assim como vemos que acontece nas gotas d’águas e nos outros corpos líquidos, quando tendem a limitar-se por si mesmos. Então, ninguém poderá negar que possa atribuir tal forma aos corpos celestes.

Capítulo II – Porque a Terra é esférica

            A Terra também é esférica, porque todas as suas partes apóiam sobre o centro. Contanto sua esfericidade não se nota imediatamente, dada a altura das montanhas e a profundidade dos vales, esses modificando a esfericidade da Terra, assim a manifestam. Por isso de qualquer parte vão até o norte, qual vértice da revolução diurna pouco a pouco se levanta, enquanto outro abaixa.

Capítulo IV – Porque o movimento dos corpos celestes é uniforme e circular perpétuo ou o composto dos movimentos circulares

            Dito isso, recordaremos que o movimento dos corpos celestes é circular. A mobilidade da esfera, de fato, no giro em círculo: Com este mesmo ato, enquanto move, passando por si mesma, essa exprime a sua forma no corpo mais simples, no qual não é possível encontra nem fim, nem distinguir um do outro. Mas em dependência da multiplicidade de esferas há muitos movimentos. A mais conhecida é a revolução cotidiana que os gregos chamaram nucqÞmhron, isto é, o espaço de tempo do dia e da noite. Com essa revolução defende-se que todo mundo, com exceção da Terra, movimenta do Oriente ao Ocidente. Esta revolução é considerada uma medida comum de todos os movimentos, porque o mesmo tempo nós o medimos sobretudo segundo o número de dias.

---

[1] Tradução e adaptação do texto “Rivoluzione Scientifica”, Noemi Monni e Mattia Lai, IV F, A.S. 2009/10, Lieo Brotzu, Quartu. Disponível em: https://pt.scribd.com/doc/72521897/Rivoluzione-Scientifica-riassunto.

[2] Se o emissor (fonte de luz) se afasta do receptor observador, o intervalo de tempo que este mede entre duas cristas consecutivas aumenta, observando um desvio para a gama de cores de mais baixa freqüência (desvio para o vermelho no espectro) – Efeito Doppler.