Júpiter e suas quatro maiores luas descobertas por Galileu.
Cronologia
1590 - Do movimento (De motu antiquiora).
1610 - O mensageiro das estrelas (Sidereus nuncius).
1612 - Discurso sobre as coisas que estão sobre a água.
1613 - História e demonstrações sobre as manchas solares.
1616 - Discurso sobre o fluxo e refluxo do mar.
1623 - O ensaiador.
1632 - Diálogo sobre os dois principais sistemas do mundo - o ptolomaico e o copernicano (Dialogo di Galileo Galilei Linceo dove ne i congressi di quatro giornate se discorre sopra i due massimi sistemi del mondo - tolemaico e copernicano).
1638 - Discurso sobre duas ciências novas.
Infância de Galileu - Biografia Resumida
Galileu Galilei, filho mais velho de Vicenzio Galilei, nasceu a 15 de Fevereiro de 1564, na cidade de Pisa. O seu pai era um brilhante músico, que adquiriu alguma notabilidade na sociedade italiana.
Em 1581, Galileu ingressou no curso de medicina, na Universidade de Pisa. Rapidamente verificou que o seu verdadeiro interesse era a Matemática, e mudou de curso. Galileu apercebeu-se de que a Ciência só poderia progredir se fossem realizadas experiências para provar as teorias. Assim afastar-se-iam do modelo de pensamento de Aristóteles, que apenas utilizava a lógica para chegar a conclusões.
Estudo do Pêndulo
Como fervoroso católico, Galileu assistia à missa na catedral de Pisa todos os domingos. Durante um sermão particularmente longo, reparou que, devido à corrente de ar, uma lamparina baloiçava. Este fenômeno despertou-o para o estudo do pêndulo, levando-o a concluir que, independentemente da distância percorrida pelo pêndulo, o tempo para completar o movimento é sempre o mesmo. Galileu não tinha nenhum cronómetro ou relógio que lhe permitisse medir o tempo das suas experiências, por isso controlou o tempo com as suas pulsações.
O estudo do pêndulo levou-o a concluir que a duração do movimento pendular não é afetada pelo peso do corpo suspenso, mas sim pelo tamanho do cordel que o suspende. Baseado nestas conclusões, Galileu desenvolveu o relógio de pêndulo, o mais preciso na época.
"De Motu"
Em 1589, Galileu regressou à Universidade de Pisa, quatro anos após a ter abandonado sem título. Como professor de Matemática, teve a oportunidade de desenvolver as suas ideias anti-aristotélicas, que culminaram com o livro de "De motu" (Sobre o movimento). O livro não foi publicado, pois Galileu apercebeu-se que a sua teoria sobre os objetos em queda livre não se apoiava em fatos experimentais. Decidiu provar, então, que dois objetos de peso diferente caíam a velocidades iguais, ao contrário do que se pensava na época.
Numa manha de 1591, Galileu subiu ao cimo da torre de Pisa, com duas balas de canhão de pesos diferentes. Deixou-as cair a 150 metros do solo, onde se encontravam alguns colegas incrédulos. De fato, os dois projéteis chegaram ao solo quase ao mesmo tempo.
Plano Inclinado
 Um desenho de George Gamow (1902-1968) que representa Galileu experimentando sobre o plano inclinado. |
Durante a sua estadia conheceu Marina Gamba, com quem teve uma relação, da qual nasceram três filhos. Nunca se casaram e Marina continuou em Pádua, quando Galileu se mudou para Florença. Com a experiência da torre de Pisa, Galileu não conseguiu compreender como os corpos caíam, ou se a velocidade se alterava durante a queda. Para as suas pesquisas utilizou planos inclinados - como a esfera levava mais tempo a terminar o percurso, poderia medir mais facilmente o tempo. Galileu utilizava um curioso instrumento de medição do tempo, que consistia num barril de água com um furo na base, o que permitia o esvaziamento gradual do conteúdo. Com estas experiências, Galileu chegou à conclusão que a velocidade média pode ser calculada, dividindo a "distância percorrida" pelo "tempo do percurso". Estas conclusões permitiram um grande desenvolvimento da balística.
Telescópio
 |
No princípio do ano de 1610, Galileu iniciou a observação de outros planetas, entre eles Júpiter. Descobriu os seus satélites, e chegou à conclusão que as luas gravitavam à volta de Jupiter, da mesma forma que a Lua gravitava à volta da Terra.
O estudo das fases de Vénus e da Lua veio provar que estes planetas giravam à volta do Sol, tal como Copérnico defendera. Devido a esta posição, Galileu foi chamado a Roma a um representante do Papa, onde foi obrigado a retirar o seu apoio a Copérnico.
A Inquisição
Em 1618, três cometas surgiram no firmamento e Galileu descreveu este fenómeno no livro "O Ensaiador". Esta obra explica a trajectória visível dos cometas a partir da teoria de Copérnico. Como consequência, o Papa Urbano VIII obrigou Galileu a escrever um outro livro, onde deveria apresentar os argumentos da teoria de Aristóteles e de Copérnico; mas a conclusão deveria ser que Aristóteles tinha a razão. Nove anos mais tarde, Galileu acabou o seu livro "Diálogo sobre dois sistemas capitais do Mundo". O livro provocou tal perturbação, que Galileu foi julgado por heresia. Os seus fiéis amigos convenceram o Papa a converter a sentença de morte em prisão perpétua. Galileu ficou sob prisão domiciliária e os seus livros foram proibidos. Inicialmente esta situação deixou Galileu deprimido e chegou mesmo a estar gravemente doente. Mas recuperou, e nos seus últimos anos fez importantes descobertas no campo da Mecânica.
A sua última obra - "Duas novas ciências" - lançou os alicerces para as descobertas de Isaac Newton. A obra foi publicada apenas na Holanda, país suficientemente afastado da influência da Igreja.
Galileu contraiu uma infecção na vista, que o cegou progressivamente. Mesmo assim, trabalhou até ao final da vida com a ajuda de assistentes. Morreu a 8 de Janeiro de 1642, durante o sono.
Galileu e a Experimentação
Durante as últimas duas décadas, os estudiosos têm produzido muito material novo sobre o uso da experimentação por Galileu. Segue havendo discussão em torno de pontos particulares, mas hoje é possível pelo menos supor, sem temor, que ele planejou e realizou experimentos no curso de suas várias investigações. Sem dúvida, algumas perguntas básicas continuam em pé: Quando ele inicou a prática? O quanto estava maduro ou desenvolvido seu sentido experimental quando começou? Ele partiu do nada ou levou adiante, e possivelmente transformou, uma tradição pré-existente?
O fato de que não inventou a arte do experimento é algo que parece claro tendo em vista que seu pai, Vicenzo Galilei, antes dele, já realizava, como músico e teórico da música, experimentos interessantes no terreno da acústica musical durante a penúltima década doséculo XVI, quando o jovem Galileu tinha cerca de 20 anos. Por isso Vicenzo havia se proposto a resolver uma disputa musical, a qual o levou ainvestigar as proporcionalidades entre comprimentos, tensões e "pesos" das cordas dos instrumentos musicais, e os sons resultantes. Ele acabou por descartar todos os argumentos fundados em juízos a priori sobre a primazia das razões entre números naturais pequenos e idealizou regras relativas às razões numéricas, baseando-se em evidências empíricas. Sob a tutela de Vicenzo, o próprio Galileu tocava muito bem o alaúde e se dedicou a extender o trabalho experimental de seu pai e a melhorar suas teorias. Para nosso azar, Galileu não descreveu seus resultados até muito depois, nos Discorsi, de forma que é difícil avaliar a ordem de suas idéias ou experimentos e da linha ou linhas que seguiu.
Estamos melhor situados, por outro lado, com relação à obra de Galileu sobre o movimento natural. Existem muitos textos datados, a partir de seu manuscrito ao redor de 1590, De Motu, passando pela correspondência, notas e publicações do princípio do século, até o Dialogo e os Discorsi da quarta década.
 |
Biografia
 |
Em 1586 inventou a balança hidrostática para a determinação do peso específico dos corpos, e escreveu um trabalho La bilancetta, que só foi publicado após sua morte.
Em 1592 Galileu tornou-se professor de matemática na Universidade de Pádua, onde permaneceu por 18 anos, inventando em 1593 uma máquina para elevar água, uma bomba movimentada por cavalos, patenteada no ano seguinte. Em 1597 inventou uma régua de cálculo (sector), o "compasso geométrico-militar", um instrumento matemático com várias escalas.
Nesta época explicou que o período de um pêndulo não depende de sua amplitude, e propôs teorias dinâmicas que só poderiam ser observadas em condições ideais. Escreveu o Trattato di mechaniche, que só foi impresso na traduçao para o latim do padre Marino Mersenne, em 1634, em Paris.
Em 1604 observou a supernova de Kepler, apresentando em 1605 tres palestras públicas sobre o evento, mostrando que a impossibilidade de medir-se a paralaxe indica que a estrela está além da Lua, e que portanto mudanças ocorrem no céu. Nestas palestras, Galileo considera este evento uma prova da teoria heliocêntrica de Copérnico.
Em 1606 publica um pequeno trabalho, Le operazioni del compasso geometrico militare, e inventa o termoscópio, um termômetro primitivo.
Em maio de 1609 ele ouviu falar de um instrumento de olhar à distância que o holandês Hans Lipperhey havia construído, e mesmo sem nunca ter visto o aparelho, construiu sua primeira luneta em junho, com um aumento de 3 vezes. Galileo se deu conta da necessidade de fixar a luneta, ou telescópio como se chamaria mais tarde, para permitir que sua posição fosse registrada com exatidão. Até dezembro ele construiu vários outros, o mais potente com 30X, e faz uma série de observações da Lua, descobrindo que esta tem montanhas. De 7 a 15 de janeiro de 1610 descobre os satélites de Júpiter, publicando em latim, em 12 de março de 1610 o Siderius Nuncius(Mensagem Celeste) com as descobertas em abril do mesmo ano. Esta descoberta prova que, contrariamente ao sistema de Ptolomeu, existem corpos celestes que circundam outro corpo que não a Terra.
Em 8 de abril de 1610, Johannes Kepler recebe uma cópia do livro, com um pedido de Galileo por sua opinião. Em 19 de abril Kepler enviou-lhe um carta, em suporte às suas descobertas, publicada em Praga em maio como "Conversações com o Mensageiro Celeste" e depois em Florença. O suporte de Kepler foi importante porque publicações de Martin Horky, Lodovico delle Colombe, e Francesco Sizzi duvidavam das observações de Galileo. Kepler e os matemáticos do Colégio Romano eram reconhecidos como as autoridades científicas da época. O Colégio Romano foi fundado pelo Papa Gregório XIII, que estabeleceu o calendário gregoriano.
Já em julho, Galileo foi nomeado Primeiro Matemático da Universidade de Pisa, e Filósofo e Matemático do Grão Duque da Toscana. Ainda em dezembro Galileo verificou que Vênus apresenta fases como a Lua, tornando falso o sistema geocêntrico de Ptolomeu, e provando que Vênus orbita o Sol.
A confirmação oficial das descobertas galileanas foi dada pelos poderosos padres jesuítas do Colégio Romano, que observaram os satélites de Júpiter por dois meses, em uma conferência solene realizada no Colégio em maio de 1611, na presença de Galileo. Esta conferência foi intitulada Nuncius sidereus Collegii Romani, e apresentada pelo padre Odo van Maelcote.
Retornando a Florença, Galileo participou de reuniões no palácio do Grão Duque Cósimo II em que discutia-se sobre o fenômeno da flutuação e suas possíveis explicações; Galileo expôs e defendeu a tese de Arquimédes (Archimedes de Siracusa, ca. 287-ca. 212 aC), de que um corpo flutua pela diferença do pêso específico do corpo e da água, ao qual se alinhou o Cardeal Maffeo Barberini (o futuro Papa Urbano VIII). Outros, como o Cardeal Federico Gonzaga, defendiam a tese de Aristóteles, de que um corpo flutua porque dentro dele há o elemento aéreo, que tende a subir. Cósimo II propôs que os debatentes registrassem seus argumentos, e Galileo escreveu Discorso intorno alle cose che stanno in su l'acqua o che in quella si muovono, publicado em 1612. Em sua introdução havia referência aos satélites de Júpiter e às manchas solares. Em 1613 a Academia del Lincei publica Istoria e dimonstrazione intorno alle macchie solari e loro accidenti, comprese in tre lettere scritte all'ilustrissimo Signor Marco Velseri Linceo, Duumviro d'Augusta, Consigliero di Sua Maestà Cesarea, dal Signor Galileo Galilei, Nobil fiorentino, Filosofo e Matematico primario del Serenissimo D. Cosimo II Gran Duca di Toscana (História sobre as manchas solares), de Galileo, argumentando que a existência das manchas demonstrava a rotação do Sol.
Galileo havia juntado assim grande quantidade de evidências em favor da teoria heliocêntrica, e escrevia em italiano para difundir ao público a teoria de Copérnico. Isto chamou a atenção da Inquisição, que após um longo processo e o exâme do livro de Galileo sobre as manchas solares, lhe dá uma advertência, onde o Cardeal Bellarmino lê a sentença do Santo Ofício de 19 de fevereiro de 1616, proibindo-o de difundir as idéias heliocêntricas.
Em 5 de março de 1616 a Congregação do Índice colocou o Des Revolutionibus de Copérnico no Índice de livros proibidos pela Igreja Católica, junto com todos livros que defendem a teoria heliocêntrica. A razão da proibição é porque no Salmo 104:5 da Bíblia, está escrito: "Deus colocou a Terra em suas fundações, para que não se mova por todo o sempre", além de referências similares no livro de Joshua.
Galileo se dedicou então a medir os períodos dos satélites de Júpiter, com a intenção de difundir seu uso para medir-se longitudes no mar, mas o método nunca foi usado por ser pouco prático.
Em agosto de 1623 o Cardeal Maffeo Barberini, amigo e patrono de Galileo, foi eleito papa e assumiu com o nome de Urbano VIII. Em abril de 1624 Galileo teve seis audiências com o papa, e este o liberou a escrever sobre a teoria de Copérnico, desde que fosse tratada como uma hipótese matemática. Galileo inventou o microscópio em 1624, chamado por ele de occhialini.
 |
De Motu - Do Movimento
O De motu é o primeiro testemunho direto do interesse de Galileu pelo movimento natural e a maior parte foi escrito duranto sua primeira temporada como professor de matemática na Universidade de Pisa, entre os anos de 1589 e 1592.
Nesse tratado, Galileu propôs uma teoria do movimento natural, de acordo com a qual se supõe que um corpo em queda livre se desloca com um a velocidade uniforme carcterística. Neste caso, a velocidade uniforme se deve à resistência do meio; é a velocidade uniforme que, de fato, o corpo exibiria de modo mais perfeito no vácuo. A magnitude desta velocidade uniforme para um certo corpo é determinada por seu peso específico, ao qual é diretamente proporcional.
Assim, se deixarem cair simultaneamente de um local alto uma bola de ouro e uma bola de prata, deveria-se observar a primeira se chocar com o solo enquanto a outra estaria a meio caminho em sua queda, já que o ouro tem quase o dobro do peso específico da prata. Dizem que Galileu idealizou um experimento a esse respeito, um experimento que falhou, nessa ocasião.
Galileu começou a analisar os movimentos investigando suas causas,para ele quando um corpo pesado é projetado para cima, imprime-se a este uma certa qualidade, em decorrência disto o corpo adquire uma espécie de leveza. Esta leveza é perdida durante a descida. Neste sentido ele faz uma analogia entre a diminuição gradativa do força impetus num movimento de projétil, à medida que se processa o movimento, e o calor de uma barra de ferro que gradualmente diminui depois que a barra é retirada do fogo.
Em outras palavras, quando o projétil é lançado verticalmente ele sobe porque a força impetusque lhe foi impressa é maior que o seu peso natural. À medida que o projétil vai subindo esta força vai diminuindo gradativamente até ela não poder mais sobrepujar a tendência natural do projétil. A partir daí começa a queda. A partir do momento que a força impressa se anula o projétil continua com velocidade constante.
Assim, para Galileu, um corpo em queda possui aceleração somente no início da sua descida.
O próprio Galileu diz no seu "De motu" que, se dispuséssemos de uma torre suficientemente alta, veríamos o movimento acelerado transformar-se em uniforme.
Arquimedes (287 a.C - 212 a.C), popularmente conhecido pela expressão "Eureka", exerceu influência no trabalho de Galileu. Com Arquimedes nasceu a ciência da Hidrostática e foi através da sua obra "Sobre os Corpos Flutuantes" que Galileu se inspirou para relacionar a velocidade de queda ou de subida de um corpo em um dado meio com o peso específico do corpo e do meio por onde ele se desloca.
Sidereus Nuncius - O Mensageiro das Estrelas
 |
Foi publicado em 1610, um ano depois de Galileu ter aperfeiçoado o telescópio ampliando a área dos objetos por um fator da ordem de 1.000 e reduzindo sua distância por um fator da ordem de 30. Apontar o telescópio pela primeira vez para o céu foi um dos grandes momentos da história da ciência: Galileu fez logo toda uma série de descobertas sensacionais que publicou no Sidereus.
Olhando para a Lua, verificou que não era uma esfera perfeita como pretendiam os aristotélicos, mas tinha vales profundos e cadeias de montanhas elevadas, cuja altura conseguiu estimar, a partir da sombra projetada pelos raios solares, como sendo comparável à das montanhas terrestres. Revelou a existência de inúmeras estrelas até então deconhecidas, ou seja, as estrelas visíveis a olhu nu eram apenas uma pequena parte das que apareciam no telescópio, "incrivelmente numerosas".
Observando Júpiter, Galileu teve sua curiosidade despertada pelo que pareciam ser três "estrelinhas", pequeninas mas muito brilhantes, alinhadas com o planeta. Repetindo as observações em noites sucessivas, durante algumas semanas,percebeu que as "estrelinhas" mudavam de posição com respeito a Júpiter e que, na verdade, eram quatro, das quais uma ou duas se ocultavam, por vezes, atrás do planeta, o que registrou numa série de esboços : * * * O * , * * O * , * * O , * O * * * , ... . Galileu concluiu que se tratava de quatro satélites de Júpiter, cujos períodos de revolução mediu. Era um caso claro de corpos celestes girando em torno de um planeta diferente da Terra, em contradição com o sistema geocêntrico.
 Uma foto de Júpiter e as quatro luas galileanas. Da direita para a esquerda: Callisto, Io, Europa e Ganimedes. |
A publicação do Sidereus Nuncius causou grande sensação, ao mesmo tempo em que provocava uma controvérsia apaixonada. As observações foram posta em dúvida e quando Galileu quis demonstrá-las, alguns de seus colegas professores recusaram-se até mesmo a olhar pelo telescópio.
Diz a lenda que Kepler chorou de emoção ao ler o Mensageiro da Estrelas. Era um relatório conciso e despojado, de apenas 24 páginas, mas foi, talvez, o tratado científico que mais profundamente abalou a visão de mundo de uma época. Nele, Galileu anunciava as sensacionais descobertas que havia realizado com o telescópio.
Afirmava que a Via Láctea não era uma simples mancha esbranquiçada no firmamento, mas contituia uma "incontável multidão de estrelas amontoadas". Dizia também que o número de estrelas fixas visíveis com telescópio superava "mais de dez vezes as conhecidas anteriormente". Que a superfície não era "perfeitamente lisa, livre de desigualdades, nem exatamente esférica", mas era "tal qual a superfície da própria Terra, diversa por toda a parte, com montanhas elevadas e vales profundos".
Comunicava ainda a observação de "quatro planetas, nunca vistos, desde o começo do mundo". Tratava-se das luas de Júpiter, cuja descoberta derrubava um dos dogmas da cosmologia tradicional, segundo o qual todos os corpos celestes circulavam ao redor do mesmo centro: a Terra.
Pouco mais tarde, Galileu observou que as estrelas e os planetas não eram iguais, quando vistos através do telescópio. As estrelas, disse, "não tem contornos definidos e circulares; são como chamas: brilham, vibram, cintilam", ao passo que "os planetas se apresentam sob a forma de pequenos globos redondos ... uniformemente iluminados". A conclusão era evidente: as estrelas, como o Sol, emitiam luz própria, enquanto os planetas refletiam a luz recebida. Isso seria confirmado, depois, pelo prórpio Galileu, com a descoberta das fases de Vênus. A observação da luz secundária da Lua devida à reflexão terrestre, traria mais um argumento a favor da identificação da Terra com os planetas.
Galileu descobriu, ainda, duas protuberâncias na altura do equador de Saturno. Como telescópio não era sufucientemente poderoso para que ele pudesse perceber os anéis do planeta, atribuiu as protuberâncias a duas pequenas luas, bem próximas à superfície de Saturno.
As descobertas astronômicas de Galileu não trouxeram nenhuma "prova decisiva" a favor do sistema copernicano, mas apresentaram à humanidade um novo Universo.
Diálogo Sobre os Dois Maiores Sistemas do Mundo
 |
Este é um dos mais importantes livros científicos. Ele contesta os ensinamentos de que havia dois conjuntos de leis naturais, um para o firmamento e outro para a Terra.
Galileu propunha que a Terra e os seres humanos não estavam separados do cosmos. A Terra era um planeta, parte do sistema solar, que fazia parte de um Universo ainda maior. Os seres humanos e tudo o que existia na Terra estavam sujeitos a leis naturais que a física e a matemática podiam descrever. Quer se tratasse de uma bola atirada para o alto, ou de um planeta que orbitava o Sol, aplicavam-se as mesmas leis e a ciência oferecia uma explicação. O livro também continha avanços em muitas outras áreas da física.
Naquele tempo, a maioria dos livros era escrita em latim, mas Galileu escreveu o Diálogo em italian o, pois queria que todos lessem e entendessem sua obra.
O Diálogo foi, de início, aprovado pelas autoridades da Igreja. Depois de publicado, foi saudado por homens da ciência e filósofos da Europa como uma obra-prima.
Mas logo ficou evidente que o livro não era tão imparcial. Galileu concluía que as evidências científicas apoiavam o sistema heliocêntrico de Copérnico. Isso significava que grande parte do conhecimento científico aceito na época - baseado nos ensinamentos de Aristóteles e dos amigos - devia estar errada.
Após seu julgamento pela Inquisição, foi ordenado que o Diálogo fosse queimado.
Discurso das Duas Novas Ciências
Apesar de praticamente cego, completa o Discorsi e dimonstrazioni matematiche intorno a due nuove scienze, attinenti alla meccanica e I movimenti locali (Discurso das Duas Novas Ciências, Mecânica e Dinâmica), contrabandeado para a Holanda pois Galileo havia sido também proibido de contato público e publicar novos livros. O livro foi publicado em Leiden em 1638, e trata das oscilações pendulares e suas leis, da coesão dos sólidos, do movimento uniforme, acelerado e uniformemente acelerado, e da forma parabólica da trajetórias percorrida pelos projéteis.
Em 1988, comemorou-se os 350 anos de publicação da obra fundamental de Galileu, Discorsi i demonstrazioni matematiche intorno a due nouve scienze, conhecida como os Discorsi.
Os Discorsi foram publicados quando Galileu tinha 74 anos e, completamente cego, permanecia confinado pela Inquisição, que o condenara por sua defesa da idéia de que o Sol, e não a Terra, ocupava o centro do sistema planetário em que vivemos. Depois de tentativas infrutíferas em diversos países, a obra de Galileu foi publicada pela primeira vez na Holanda. Estava escrita na forma de diálogos, seguindo uma tradição que era forte na Grécia clássica e se tornara novamente comum no Renascimento. Os três interlocutores dos Discorsi são: Salviati (que representa o próprio Galileu), Simplício (que defende a filosofia e a física de Aristóteles) e Sagredo (personagem prático, de mentalidade aberta, que atua como uma espécie de árbitro entre as duas posições em confronto).
O livro é constituído basicamente por quatro "jornadas" (giornate). A primeira é uma introdução às 'duas novas ciências': a resistência dos materiais e o estudo do movimento. A segunda trata da estática e desenvolve as idéias e modelos de Galileu sobre a resistência dos materiais. Nas duas últimas discute o movimento acelerado, além das leis que regem o movimento dos projéteis. É o primeiro tratado, no sentido moderno, sobre a cinemática e a dinâmica dos movimentos que ocorrem nas proximidades da superfície da Terra.
A morte de Galileu
 |
Bibliografia
Galileu Galilei, de Ludovico Geymonat, publicado em 1997 pela Editora Nova Fronteira.
Galileu e os Efeitos do Tamanho, de Fernando Lobo Carneiro.
Galileu e os Efeitos do Tamanho, de Fernando Lobo Carneiro.
Nenhum comentário:
Postar um comentário