Alai

Astronomy é uma área onde os gregos mostraram um talento notável. A astronomia observacional, que era a principal forma de astronomia em outros lugares, foi levada um passo adiante na Grécia: eles tentaram construir um modelo do universo que pudesse dar conta das observações. Eles exploraram todas as alternativas imagináveis, eles consideraram muitas soluções diferentes para os vários problemas astronômicos com os quais se depararam. Eles não apenas anteciparam muitas idéias da astronomia moderna, mas também algumas de suas idéias resistiram por cerca de dois milênios. Mesmo na época de Isaac Newton, alguns aspectos da cosmologia aristotélica ainda eram ensinados na Universidade de Cambridge.

O nosso conhecimento da astronomia grega antes do século IV a.C. é muito incompleto. Temos apenas alguns escritos sobreviventes, e a maior parte do que sabemos são referências e comentários de Aristóteles, na sua maioria opiniões que ele está prestes a criticar. O que é claro é que se acreditava que a Terra era uma esfera, e que havia um esforço crescente para entender a natureza em termos puramente naturais, sem recorrer a explicações sobrenaturais.

Os vizinhos gregos, egípcios e babilônicos, tinham astronomias altamente desenvolvidas, mas as forças que as impulsionavam eram diferentes. A administração egípcia dependia de calendários bem estabelecidos para antecipar a inundação do Nilo; rituais eram necessários para poder dizer as horas durante a noite, e a orientação dos monumentos nas direções cardeais também era importante. Os babilônios acreditavam na leitura de presságios no céu como um meio de assegurar o estado. Todos estes foram estímulos importantes para desenvolver uma boa astronomia.
Pitágoras é creditado como o primeiro grego a pensar a terra esférica, mas esta ideia foi provavelmente fundada por razões místicas em vez de científicas. Os pitágoricos encontraram evidências conclusivas a favor de uma terra esférica depois de ter sido descoberto que a lua brilha ao refletir a luz, e a explicação certa para eclipses foi encontrada. A sombra da Terra na superfície da Lua sugeriu que a forma do nosso planeta era esférica.

O livro de Aristóteles “Sobre os Céus” resume algumas noções astronómicas antes do seu tempo. Ele diz, por exemplo, que Xenófanes de Colofão afirmou que a terra abaixo de nós é infinita, que ela “empurrou suas raízes para o infinito”; outros acreditavam que a terra repousava sobre a água, uma afirmação cujo autor original parece ser Tales (segundo Aristóteles); Anaximenes, Anaxágoras e Demócrito acreditavam que a terra era plana, que “cobre como uma tampa, a terra por baixo dela”.

Astronomia Grega depois de Aristóteles

Parte para algumas exceções, o consenso geral entre os astrônomos gregos era que o universo era centrado na Terra. Durante o século IV a.C., Platão e Aristóteles concordaram em um modelo geocêntrico, mas ambos os pensadores o fizeram com base em argumentos místicos: As estrelas e planetas eram transportados à volta da Terra em esferas, dispostas de uma forma concêntrica. Platão até descreveu o universo como o Fuso da Necessidade, atendido pelas Sereias e girado pelos três Destinos. Platão descartou a idéia de um universo governado por leis naturais, uma vez que rejeitou qualquer forma de determinismo. De fato, os movimentos imprevisíveis de alguns planetas (especialmente Marte), foram vistos por Platão como prova de que as leis naturais não poderiam dar conta de todas as mudanças na natureza. Eudoxus, um estudante de Platão, desafiou a visão de seu professor trabalhando em um modelo matemático mais livre de mitos, mas a idéia de esferas concêntricas e movimento planetário circular ainda persistia.

Embora as justificações de Aristóteles para um universo centrado na Terra careçam de apoio científico, ele oferece algumas evidências observacionais convincentes para justificar uma Terra esférica, sendo a mais importante a diferença na posição da estrela polar à medida que se muda a latitude, uma observação que oferecia uma forma de medir a circunferência da Terra.

De facto, existem algumas estrelas vistas no Egipto e nos arredores de Chipre que não são vistas nas regiões setentrionais; e estrelas, que no norte nunca estão fora do intervalo de observação, nessas regiões elevam-se e fixam-se. Tudo isso mostra não só que a Terra tem uma forma circular, mas também que é uma esfera sem grande tamanho: caso contrário, o efeito de uma mudança tão leve de lugar não seria rapidamente visível.

(Aristóteles: Livro 2, Capítulo 14, p. 75)

Aristóteles, com base na posição da estrela polar entre a Grécia e o Egito, estimou o tamanho do planeta como 400.000 estádios. Não sabemos exactamente sobre a conversão dos estádios em medidas modernas, mas o consenso geral é que 400.000 estádios seriam cerca de 64.000 quilómetros. Este número é muito superior aos cálculos modernos, mas o que é interessante é que, de uma perspectiva teórica, o cálculo é um método válido para calcular o tamanho do nosso planeta; é a imprecisão dos números tratados por Aristóteles que o impede de chegar a uma conclusão aceitável.

Um número mais preciso para o tamanho do nosso planeta apareceria mais tarde com Eratóstenes (276-195 a.C.) que comparou as sombras lançadas pelo Sol em duas latitudes diferentes (Alexandria e Syene) exatamente ao mesmo tempo. Por geometria simples, ele calculou então que a circunferência da Terra seria de 250.000 estádios, o que corresponde a cerca de 40.000 quilómetros. O cálculo de Eratóstenes é cerca de 15% demasiado elevado, mas a precisão da sua figura não seria igualada até aos tempos modernos.

As observações bastante boas da cosmologia aristotélica coexistiram com uma série de preconceitos místicos e estéticos. Acreditava-se, por exemplo, que os corpos celestiais eram “não regenerados e indestrutíveis” e também “inalteráveis”. Todos os corpos que existiam acima do nosso planeta eram considerados impecáveis e eternos, uma idéia que perdurou muito depois de Aristóteles: mesmo durante o Renascimento, quando Galileu afirmou que a superfície da lua era tão imperfeita quanto o nosso planeta e cheia de montanhas e crateras, isso só causou escândalo entre os estudiosos aristotélicos que ainda dominavam o pensamento europeu.

Apesar do consenso geral sobre o modelo centrado na Terra, havia uma série de razões que sugeriam que o modelo não era totalmente exato e precisava de correções. Por exemplo, não foi possível para o modelo geocêntrico explicar nem as mudanças no brilho dos planetas, nem os seus movimentos retrógrados. Aristarco de Samos (310 a.C. – 290 a.C.) foi um antigo matemático e astrônomo grego que surgiu com uma hipótese astronômica alternativa que poderia abordar algumas dessas preocupações. Antecipando Copérnico e Galileu por quase 20 séculos, ele afirmou que o sol, não a terra, era o centro fixo do universo, e que a terra, juntamente com o resto dos planetas, girava em torno do sol. Ele também disse que as estrelas eram sóis distantes que permaneciam inalterados, e que o tamanho do universo era muito maior do que os seus contemporâneos acreditavam. Usando uma cuidadosa análise geométrica baseada no tamanho da sombra da Terra sobre a Lua durante um eclipse lunar, Aristarco sabia que o Sol era muito maior do que a Terra. É possível que a idéia de que pequenos objetos deveriam orbitar grandes e não o contrário tenha motivado suas idéias revolucionárias.

Aristarchus trabalha onde o modelo heliocêntrico é apresentado se perdeu, e nós sabemos deles por meio de trabalhos e referências posteriores. Uma das mais importantes e claras é a mencionada por Arquimedes em seu livro “The Sand Reckoner”:

Mas Aristarchus de Samos trouxe à tona um livro que consiste em certas hipóteses, nas quais as premissas levam ao resultado de que o universo é muitas vezes maior do que aquele que agora é assim chamado. Suas hipóteses são que as estrelas fixas e o Sol permanecem inalterados, que a Terra gira em torno do Sol na circunferência de um círculo, o Sol deitado no meio da órbita, e que a esfera das estrelas fixas, situada aproximadamente no mesmo centro que o Sol, é tão grande que o círculo no qual ele supõe que a Terra gira tem uma proporção tal com a distância das estrelas fixas como o centro da esfera tem com a sua superfície.

(Arquimedes, 1-2)

O modelo de Aristarco foi uma boa ideia durante um mau tempo, uma vez que todos os astrónomos gregos da antiguidade tomavam por certo que a órbita de todos os corpos celestiais tinha de ser circular. O problema era que a teoria de Aristarco não podia ser conciliada com os movimentos supostamente circulares dos corpos celestiais. Na realidade as órbitas dos planetas são elípticas, não circulares: órbitas elípticas ou qualquer outra órbita não circular não podiam ser aceitas; era quase uma blasfêmia do ponto de vista dos astrônomos gregos.

Hipparchus of Nicea (190 a.C. – 120 a.C.), o astrónomo grego mais respeitado e talentoso da antiguidade, calculou a duração do mês lunar com um erro de menos de um segundo e estimou o ano solar com um erro de seis minutos. Ele fez um catálogo do céu fornecendo as posições de 1080 estrelas, indicando sua latitude e longitude celestial precisas. Timocharis, 166 anos antes de Hipparchus, também tinha feito um gráfico. Comparando os dois gráficos, Hiparco calculou que as estrelas tinham deslocado sua posição aparente em cerca de dois graus, e assim ele descobriu e mediu a precessão equinoccial. Ele calculou que a precessão era de 36 segundos por ano, uma estimativa um pouco curta demais de acordo com os cálculos modernos, que é 50. Ele também forneceu a maioria dos cálculos que são a espinha dorsal da obra de Ptolomeu Almagest, um enorme ensaio astronômico concluído durante o século II d.C. que permaneceu como referência padrão para os estudiosos e incontestado até o Renascimento.

Hipparchus colocou um fim à teoria de Aristarco, dizendo que o modelo geocêntrico explicou melhor as observações do que o modelo de Aristarco. Como resultado disso, ele é freqüentemente culpado por trazer o progresso astronômico para trás, favorecendo a visão equivocada centrada na terra. No entanto, este é um risco que envolve cada gênio, dois lados da mesma moeda: quando estão certos podem desencadear uma revolução do conhecimento, e quando estão errados podem congelar o conhecimento por séculos.

O modelo aristotélico foi “resgatado” ao introduzir duas ferramentas geométricas criadas por Apolônio de Perga por volta de 200 a.C. e aperfeiçoadas por Hiparco. Os círculos convencionais foram substituídos por círculos excêntricos. Em um círculo excêntrico os planetas se moviam como de costume em um movimento circular uniforme ao redor da terra, mas nosso planeta não era o centro do círculo, ao invés disso, compensava o centro. Desta forma, as mudanças de velocidade do planeta podiam ser contabilizadas e também as mudanças de brilho: os planetas pareciam mover-se mais rápido, e também mais brilhante, quando estavam mais perto da Terra, e mais lento, e também mais escuro, quando estavam longe, do outro lado da sua órbita. Apolônio surgiu com uma ferramenta adicional, o epiciclo, uma órbita dentro de uma órbita (a lua gira ao redor da terra e a terra orbita o sol ou, em outras palavras, a lua se move ao redor do sol em um epiciclo). Este dispositivo também poderia explicar as mudanças de brilho e velocidade, e também poderia explicar os movimentos retrógrados dos planetas que haviam intrigado a maioria dos astrônomos gregos.

>

The Almagest

Entre Hipparchus e o Almagest de Ptolomeu temos uma lacuna de três séculos. Alguns estudiosos têm sugerido que esse período foi uma espécie de “idade escura” para a astronomia grega, enquanto outros estudiosos acreditam que o triunfo do Almagest eliminou todos os trabalhos astronômicos anteriores. Este é um debate supérfluo já que a importância de um trabalho científico é frequentemente medida pelo número de trabalhos anteriores que ele torna redundantes.

O Almagest é um trabalho colossal em astronomia. Ele contém modelos geométricos ligados a tabelas pelas quais os movimentos dos corpos celestes poderiam ser calculados indefinidamente. Todas as realizações astronômicas greco-babilônicas estão resumidas neste trabalho. Inclui um catálogo contendo mais de 1.000 estrelas fixas. A cosmologia do Almagest dominaria a astronomia ocidental durante os próximos 14 séculos. Embora não perfeito, tinha precisão suficiente para permanecer aceito até o Renascimento.

Ironicamente, Ptolomeu era mais astrólogo do que astrônomo: durante seu tempo, não havia distinção nítida entre o obscuro negócio da astrologia e a ciência da astronomia. As observações astronómicas eram apenas um efeito secundário do desejo de Ptolomeu como astrólogo de ser capaz de dizer e antecipar as posições dos planetas em todos os momentos. Além disso, Ptolomeu também foi o autor de uma obra chamada Tetrabiblos, uma obra clássica sobre astrologia.

As ferramentas concebidas por Hipparchus e Apollonius permitiram suficiente precisão observacional, encorajando o progresso do modelo geocêntrico, mas o sucesso total nunca pôde ser alcançado. Ptolomeu acrescentou ainda outro dispositivo para “salvar as aparências” do modelo: o ponto equante. O equante era o ponto simetricamente oposto à terra excêntrica, e o planeta era obrigado a mover-se em sua órbita de tal forma que, da perspectiva do equante, ele pareceria estar se movendo uniformemente através do céu. Uma vez que o equador estava deslocado a partir do centro da órbita, os planetas tinham de variar a sua velocidade para cumprir este requisito. Em suma, porque alguns pressupostos básicos do modelo cosmológico estavam errados (a noção centrada na Terra, as órbitas circulares perfeitas, etc.), havia a necessidade de acrescentar dispositivos questionáveis e complicados (círculos excêntricos, epiciciclos, equants, etc.) para evitar inconsistências ou, pelo menos, tentar minimizá-las. No final, o modelo Ptolemaic entrou em colapso não só por causa de suas imprecisões, mas principalmente porque lhe faltava simplicidade. Quando a hipótese centrada no sol de Copérnico foi publicada no século XVI d.C., ganhou popularidade não por ser mais precisa, mas porque era muito mais simples e não tinha a necessidade de todos os dispositivos excessivamente complexos que Ptolomeu tinha que usar.

Legacy

Os feitos gregos na arte, na política e até mesmo na filosofia podem ser julgados de acordo com o gosto pessoal, mas o que eles conseguiram na astronomia é totalmente inquestionável. Eles não apenas desenvolveram um fino conhecimento astronômico, mas também exploraram com sucesso dados astronômicos que obtiveram da astronomia egípcia, babilônica e caldeia e conseguiram fundi-los com seus próprios conhecimentos. Mesmo quando eles fizeram uma suposição errada, eles mostraram uma criatividade única para criar dispositivos para salvar seus erros. Durante a ascensão da ciência moderna, não até o Renascimento o mundo veria pensadores com competência astronômica suficiente para desafiar as noções da astronomia grega antiga.