Fenômenos Astronômicos

O objetivo da Física é o conhecimento da Natureza "inanimada". Esse conhecimento é considerado satisfatório quando se descobrem, atrás da diversidade dos fenômenos, certas regularidades, certos padrões de comportamento.

A existência dessas regularidades se traduz pelo que nós chamamos de "leis da Natureza". Tentemos entender isso por meio de um exemplo. Sabemos que todos os corpos "pesados" caem: uma pedra, um livro, uma moeda...

Nisto, isto é, no fato da queda, não há nada de notável, aparentemente: nós nascemos, crescemos, vivemos e morremos em um mundo onde as coisas caem.

O que há de muito mais surpreendente é que dois objetos tão diferentes como um livro e uma moeda, quando largados simultaneamente, caem juntos.

Eles caem juntos no Rio de Janeiro, em Brasília, em Belém, em Paris ou mesmo - nos disseram os astronautas - na Lua.

Caem juntos em quaisquer circunstâncias, desde que largados simultaneamente e desde que sejam suficientemente pesados e compactos (não cairiam simultaneamente, por exemplo, um livro e uma folha de papel, a não ser que a experiência se faça na Lua). Essa regularidade constitui uma lei da Natureza.

O fato de que o homem tenha conseguido descobrir padrões ordenados e imutáveis de comportamento nessa Natureza aparentemente tão complexa e desordenada é certamente um motivo de satisfação e de orgulho.

Voltemos pois à Grécia dos séculos V e VI antes de Cristo. Para o homem simples, livre da avalanche tecnológica, da poluição atmosférica, dos arranha-céus das metrópoles, a Natureza se impõe primeiro pelo magnífico espetáculo cujo palco é o céu: a dança do Sol, da Lua, dos planetas e das estrelas. Vamos nos permitir observar alguns desses fenômenos e nos deslumbrar...

Algumas Definições

Para alguém que se mantenha em pé no meio de uma planície, a Terra se apresenta como um disco, aproximadamente plano, limitado por uma circunferência chamada horizonte. No horizonte a Terra se "junta" com o céu; este céu é azul de dia e negro à noite, pontilhada de pontos brilhantes. Todos os astros visíveis parecem presos ao céu. Alguns deles como o Sol e a Lua, têm diâmetros aparentes apreciáveis a olho nu; outros (os planetas), quando vistos através de um bom binóculo, têm aparência de discos às vezes deformados. No entanto a imensa maioria dos astros visíveis aparecem como sempre como pontos brilhantes, qualquer que seja o meio de observação; são as estrelas. Para cada observador situado na superfície da Terra existe uma direção privilegiada: é a vertical, indicada por um fio de prumo ou pela direção de queda de um corpo. A vertical de um ponto encontra a abóboda celeste em um outro ponto chamado zênite. Se imaginarmos que, abaixo do horizonte, a abóboda celeste visível se prolonga por outra abóboda, invisível, para juntas formarem a esfera celeste, o ponto diametralmente oposto ao zênite sobre essa esfera é chamado nadir.

Como vários fenômenos (desaparecimento progressivo de um navio que se afasta, etc..) provam que a Terra não é um disco, e sim uma esfera (aproximadamente), cada observador tem o seu próprio horizonte, sua própria abóboda celeste e seu próprio zênite.

O Movimento Aparente das Estrelas

Embora o movimento do Sol seja para nós mais óbvio, comecemos por estudar o movimento aparente das estrelas, por ser ele o mais simples.

Como foi dito acima, as estrelas, visíveis somente à noite, aparecem como pontos brilhantes.

A distância angular entre duas estrelas quaisquer é constante. Isto significa que a configuração das estrelas, na esfera celeste, é uma configuração fixa. Uma outra consequência é que grupos de estrelas vizinhas desenham no céu figuras geométricas também fixas. Algumas dessas figuras são facilmente reconhecíveis: formam o que se chama de constelações. Todos sabem reconhecer a constelação do Cruzeiro do Sul, por sua forma característica.

Conforme a época do ano e a hora da noite, uma determinada constelação estará mais ou menos perto do horizonte, ou do zênite; poderá até acontecer que ela seja invisível.

Por exemplo, à meia-noite em meados de dezembro, no Rio de Janeiro, a estrela Rigel, nas constelação de Orion, está praticamente no zênite (observe-a no Stellarium); Rigel, de um branco azulado, é uma das mais brilhantes estrelas visíveis. Pode ser facilmente encontrada na frente das conhecidas Três Marias. Na mesma hora e no mesmo lugar, o Cruzeiro do Sul está justo acima do horizonte a sudeste, e Antares, a vermelha, da constelação de Escorpião, é invisível.

Seis messes depois, à meia-noite de 15 de junho, a gigante Antares está no zênite (ou quase), Rigel é invisível e o Cruzeiro do Sul está a 30° acima do horizonte, a su-sudoeste.

Se observarmos o céu noturno durante várias horas, voltados para o sul, as constelações aparecem acima do horizonte, à nossa esquerda (isto é, no oriente) sobem, passam por um máximo de elevação acima do horizonte, descem e desaparecem abaixo do horizonte, à nossa direita (isto é, no ocidente).

Por definição, o ponto da esfera celeste em torno do qual giram, aparentemente, as constelações, é chamado polo sul celeste. Diametralmente oposto ao polo sul, na esfera celeste, encontra-se o polo norte celeste.

Existe uma estrela, a Estrela Polar, que coincide quase que exatamente com o polo norte celeste; no hemisfério sul não é possível ver o polo norte, nem, consequentemente, a Estrela Polar. Mas para os habitantes do hemisfério norte, a Estrela Polar concretizava o centro em torno do qual giram as constelações visíveis para eles. Nós não temos essa sorte. Não há estrelas que coincidem com o polo sul.

Consideremos uma estrela qualquer visível para nós, Sirius, por exemplo (inicialmente, Sirius é a mais brilhante de todas as estrelas; encontra-se no prolongamento das Três Marias do lado sul). O intervalo de tempo que separa duas culminações sucessivas de Sirius (ou de qualquer outra estrela) é chamado dia sideral. O dia sideral dura aproximadamente 23 horas e 56 minutos.

Embora o brilho do Sol nos impeça de ver as estrelas, não duvidamos que continuem seu movimento de rotação. Tornam-se visíveis durante eclipses totais do Sol e os gregos já sabiam que elas podiam ser vistas, olhando-as do fundo de um poço muito profundo. Finalmente temos hoje em dia informações que os gregos desconheciam: se Sirius por exemplo culmina, no Rio de Janeiro, às 23 horas de hoje, culminará aproximadamente 12 horas mais tarde na Austrália. Isto prova que as estrelas completam o seu movimento de rotação pelo hemisfério da esfera celeste que é invisível para nós.