(Esse post foi originalmente publicado no Diário da Ciência, do NUPESC)

Gostaria de refletir com você, leitor, sobre uma questão fundamental na Astronomia: como passamos a considerar o céu algo possível de ser conhecido.

É fácil imaginarmos o espanto do homem primitivo contemplando o firmamento. Pense num homem das cavernas observando um eclipse do Sol. E uma chuva de meteoros? É natural que esse início da relação entre o céu e o intelecto humano tenha sido marcado mais pela admiração e pelo temor que por qualquer outro sentimento. Associando isso ao desenvolvimento da religiosidade, temos, no céu, o lugar dos deuses.

Aristóteles (384 a.C. – 322 a.C.)[busto em mármore, cópia romana do original grego em bronze de Lisippo (cerca de 330 a.C.). O manto é uma adição moderna. Fonte: © Marie-Lan Nguyen / Wikimedia Commons.].

As primeiras sementes do conhecimento científico, como o entendemos hoje, surgiu na Grécia antiga, exatamente sob um céu onde os planetas representavam deuses. Para muitos, eram os próprios deuses, literalmente. O modelo cosmológico de Aristóteles (c.384 a.C.-322 a.C.) mostra com muita clareza essa separação entre a Terra, dos homens, e o céu, dos deuses.

O universo de Aristóteles tinha a Terra fixa no centro e todos os planetas (incluindo-se entre eles Sol e Lua), e mais as estrelas fixas, girando ao redor de nós. Cada planeta estava preso a uma esfera cristalina, sendo, a mais próxima, a esfera da Lua, e a última, a esfera das estrelas. Todas as esferas tinham o mesmo centro, coincidindo com a posição Terra.

Abaixo da esfera da Lua nesse universo de Aristóteles estava o mundo sublunar. Esse era o nosso mundo, um mundo imperfeito, corruptível, sujeito a mudanças. Acima estava o mundo supralunar, dos deuses, perfeito, onde tudo era harmônico e constante. No mundo sublunar, a física de Aristóteles dizia que o movimento natural é em linha reta, como a trajetória de uma pedra caindo. No mundo supralunar, o movimento natural era em círculo. Os planetas, presos em suas esferas concêntricas, descreviam círculos ao redor da Terra. O círculo talvez seja a figura geométrica mais associada à perfeição dos deuses, sem começo nem fim, sem pontas ou curvas bruscas.

Representação do modelo de Universo de Aristóteles.

Mas, observando os planetas, percebemos que seu movimento não descreve exatamente um círculo ao redor da Terra. De tempos em tempos percebemos uma marcha à ré, que chamamos de movimento retrógrado. Noite após noite o planeta vai seguindo sua trajetória nas constelações do zodíaco, até que, em uma certa noite, ele para de avançar e começa a retroceder. Ficará alguma noites nessa retrogradação até que, mais uma vez, muda o sentido de seu movimento e volta à sua trajetória anterior.

Composição de fotos mostrando o movimento retrógrado de Marte (mais brilhante) e Urano (menos brilhante). Foto e composição por Tunc Tezel, publicada em APOD.

Para explicar o movimento de retrogradação, e mantendo a ideia dos movimentos circulares no céu, Ptolomeu (c.90-c.168) montou seu modelo de Universo no qual os planetas se moviam em círculos, chamados epiciclos, cujos centros descreviam um outro círculo maior ao redor da Terra. Esse segundo círculo maior era chamado deferente.

Ptolomeu (90-168)?.

Os epiciclos e deferentes faziam o planeta descrever um movimento que explicava muito bem a retrogradação. E para que o modelo funcionasse, era preciso que a Terra não estivesse exatamente no centro do Universo, mas ligeiramente deslocada. Esse modelo funcionava tão bem e permitia fazer previsão das posições planetárias com tanta precisão que continuou sendo utilizado por muito tempo, mesmo após as evidências de que o Sol seria o centro de tudo e não a Terra.

O que Ptolomeu fez foi recuperar a ideia dos epiciclos — ideia do grego Apolônio (262 a.C. – 194 a.C.) — para criar um modelo que permitia fazer cálculos. Mas esse modelo não era necessariamente a representação exata do arranjo dos planetas no espaço.

Com a ascensão do cristianismo, o céu não era mais o lugar dos deuses, mas continuava sendo um ambiente divino. A diferença é que em vez de vários deuses, agora havia apenas um único. E mesmo durante a Idade Média, o modelo de Ptolomeu era amplamente utilizado, sempre com a ideia de que se tratava de uma maneira da nossa inteligência, incompleta e incapaz de alcançar a verdadeira realidade dos arranjos planetários, conhecer e prever configurações celestes.

A linha tracejada mostra a combinação do movimento de um planeta ao longo de seu epiciclo e do centro deste ao longo do deferente. Essa era a explicação para os movimentos retrógrados utilizando os epiciclos.

A verdade, em si, era de Deus, e não conseguiríamos alcançá-la. Nós, pobres mortais, devíamos nos contentar com as representações que pudéssemos imaginar. Dessa forma, se conciliava a realidade última da natureza com nossas representações matemáticas. Os modelos eram úteis, mas não representavam, necessariamente, o trabalho de Deus, que era incompreensível para nós.

Nicolau Copérnico (1473-1543). Reconstituição computadorizada feita pela polícia da Polônia, baseada num esqueleto encontrado em 2008, e identificado como de Copérnico através de testes de DNA.

A proposta de Nicolau Copérnico (1473-1543) de termos o Sol no centro de tudo parecia esteticamente interessante para alguns, mas os cálculos não davam resultados precisos como aqueles feitos com o modelo de Ptolomeu. Mesmo após Galileu (1564–1642) observar com o telescópio as fases de Vênus e nos dar a primeira evidência de que esse planeta girava ao redor do Sol e não da Terra, o modelo de Copérnico não era confiável. Apenas quando Jhoanes Kepler (1571-1630) verificou que as órbitas eram elipses, e não círculos, o universo com o Sol numa posição central começou a fazer sentido matemático. Mas, ainda assim, não era um consenso entre os pensadores da época que nossas representações mostravam o arranjo celeste de fato. Podiam ser, ainda, simples modelos com a clara finalidade de permitir cálculos e prever configurações celestes, e não de mostrar a realidade da natureza, que pertencia a Deus.

Mesmo as observações das crateras da Lua, também feitas por Galileu, mostrando que nosso satélite não era uma esfera perfeita, foram tidas como observações que não demonstravam a realidade de fato. Afinal, aquilo podia ser um efeito das lentes do telescópio. E, afinal, todos sabiam que a verdade última só pode ser obtida através da interpretação das escrituras sagradas, e de nenhuma outra forma. Mesmo nossas observações diretas eram enganosas.

Isaac Newton (1643-1727) (pintura de GodfreyKneller, em 1689. (1642-1727). Fonte: Isaac Newton Institute for Mathematical Sciences.)

Essa maneira de ver as coisas começou a mudar quando Isaac Newton (1643-1727) elaborou sua teoria de gravitação. As mesmas equações de Newton que explicavam a trajetória de um projétil aqui na Terra explicava também a trajetória da Lua ao redor da Terra ou da Terra ao redor do Sol. As elipses de Kepler podiam ser deduzidas das equações de Newton. A mesma física que funcionava em experiências aqui a Terra davam conta das observações celestes, destruindo completamente a ideia aristotélica de um tipo de trajetória aqui na Terra e outro tipo de trajetória no espaço.

O golpe final na ideia de que o conhecimento do céu era algo inalcançável do ponto de vista científico foi dado com a espectroscopia, iniciada por Robert Wilhelm Bunsen (1811- 1899) e Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887). Finalmente, apenas no século XIX, verificamos que os elementos químicos que temos aqui na Terra estão presentes, também nos corpos celestes.

Houve um percalço em 1868, quando o astrônomo francês Jules Janssen (1824-1907) descobriu, através da análise do espectro da luz do Sol, um elemento químico que não era conhecido na Terra. Batizado de Hélio, esse elemento pareceu demonstrar que a química celeste talvez não fosse tão semelhante assim à da Terra… até 1882, quando o físico italiano Luigi Palmieri (1807-1896) observou o elemento por aqui, analisando lava do vulcão Vesúvio.

Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) à esquerda, e Robert Wilhelm Bunsen (1811- 1899) à direita. Fonte: SCETI.

A inauguração da espectroscopia marcou uma nova fase da Astronomia, sem precedentes. Agora, física e química dos céus são as mesmas aqui da Terra, e podemos conhecer a natureza celeste assim como podemos conhecer a natureza na Terra. Daí para frente, o ânimo humano de desvendar os segredos do céu se tornou muito maior! Afinal, não estamos mais lidando com um lugar de compreensão inatingível, mas com uma extensão do lugar onde nascemos e vivemos.

Apesar de todo esse desenvolvimento intelectual no sentido de mudar a maneira como pensamos no céu, muitas pessoas ainda tem a tendência de imaginar o espaço como um ambiente inalcançável. Isso pode ser percebido em quem duvida categoricamente nas viagens do Homem à Lua. Além das divertidas teorias de conspiração, muitas pessoas imaginam que radiação, temperatura e outros elementos naturais estejam absolutamente fora do poder de conhecimento e manipulação humano por estarem no espaço.

Bom, tenho certeza que você, leitor, sente com intensidade esse ânimo humano em desbravar os mistérios celestes. Espero que você encontre aqui no Diário da Ciência um lugar estimulante para colocar esse ânimo em prática. Escreva, pergunte, comente, compartilhe ideias e alimente essa curiosidade. Sempre!

Buzz Aldrin, o segundo homem a pisar na Lua. Fonte: NASA.