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A descoberta do sistema solar pertence ao período chamado “Renascimento”, quando filósofos decidiram não admitir nada além de observação e lógica na construção do empreendimento da ciência, e rejeitar a tradição. Talvez o expoente mais conhecido desta nova (e corajosa) abordagem seja o matemático, filósofo e cientista francês René Descartes (1596-1650). A sua afirmação “cogito ergo sum” (penso portanto que sou) é simbólica para a atitude renascentista. (Alguns têm apontado que não se pode simplesmente pensar sem pensar em algo, de modo que é impossível iniciar a ciência com lógica pura. De qualquer forma, Descartes tentou e chegou a muitos resultados interessantes, e algumas noções bastante estranhas também).
A aceitação geral do sistema de movimentos celestiais centrados no sol levou várias centenas de anos. A idéia principal do sistema solar foi proposta pelo astrônomo polonês Nicolau Copérnico (1473-1543) que disse que “o Sol é o centro do Universo” e fez os planetas se moverem em círculos perfeitos (em seu livro “Sobre a Revolução das Esferas Celestes”, escrito em latim e publicado em 1543). Ele assim reavivou uma idéia antiga que remonta ao filósofo grego Aristarchos (floresceu ~270 a.C.) que sugeriu que o Sol é muito maior que a Terra e que ele, e não a Terra, está no centro do Universo. (Ninguém prestou muita atenção a isso, já que é evidente que o Sol se move muito: uma vez por dia através do céu, uma vez por ano através das estrelas em diferentes elevações acima do horizonte).
O astrônomo alemão Johannes Kepler (1571-1630) apoiou o conceito copernicano de que o Sol está no centro, mas deu aos planetas órbitas elípticas, com o Sol em um dos focos de cada elipse, para descrever seus movimentos complicados de forma mais correta. As observações diretas de Galileu Galilei (1564-1642), que mostrou que Vênus tem fases como a Lua (usando o telescópio que ele inventou e construiu), resolveram a questão para o sistema heliocêntrico. (A Igreja discordou. Colocou o livro de Copérnico no índice de obras proibidas em 1616, e o deixou lá até 1835. Além disso, Galileu teve que se retractar e foi proibido de ensinar e de sair de sua casa).
Galileo foi uma das grandes mentes de todos os tempos. Como disse o filósofo francês Yves Bonnefoy: “Com Galileu, a Lua deixou de ser um objeto de adoração e tornou-se um objeto de estudo científico.” Outro astrônomo italiano, Giovanni Domenico Cassini (1625-1721) (cujo nome está associado à grande brecha entre os anéis interno e externo de Saturno) determinou o tamanho da órbita da Terra. Seu valor era apenas 7 por cento menor que o moderno (150 milhões de km). Ele também determinou o tamanho do sistema solar. (Aristarco estava desligado por um fator de 20 ao estimar a distância ao Sol).
Então veio Isaac Newton (1642-1727) que trouxe as leis da física para o sistema solar. Isaac Newton explicou porque os planetas se movem da forma como o fazem, aplicando suas leis de movimento, e a força de gravitação entre quaisquer dois corpos, deixando a força diminuir com o quadrado da distância entre os dois corpos. (Além de formular as leis do movimento, Newton inventou o conceito de força gravitacional e um novo tipo de matemática para calcular os movimentos planetários. A matemática é agora chamada de cálculo. Foi inventado independentemente, e publicado anteriormente, pelo matemático alemão Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716), cuja notação ainda hoje é usada nos livros didáticos. Newton também construiu o primeiro telescópio refletor com o qual se faz o levantamento do céu).
A consciência de que o Sol está no centro do sistema, e os planetas rotativos se movem ao redor dele em suas órbitas próprias seguindo as leis de Newton tornou-se a base para uma maior exploração da “mecânica celestial”. Muitos detalhes dos movimentos ainda estavam por serem trabalhados. Grandes contribuições vieram dos matemáticos e astrônomos franceses Pierre Simon de Pierre Simon Laplace (1749-1827), Joseph Louis Lagrange (1736-1813), e Urbain Leverrier (1811-1877). (Mesmo agora a mecânica celestial é um campo de estudo ativo, por causa da quantidade de computação que é necessária para trabalhar as posições planetárias por milhões de anos).
O astrônomo inglês Edmond Halley (1656-1742) percebeu que os cometas fazem parte do sistema (pelo menos um deles, o Cometa Halley, continuava voltando a cada 75 anos). Neptuno, um planeta importante, só foi descoberto em 1846 (pelo astrônomo alemão Johann Galle, seguindo instruções de Leverrier); Plutão foi encontrado em 1930. Muitos astrônomos agora pensam que Plutão é realmente apenas um corpo do tipo cometa (ou melhor, dois corpos) de tamanho incomum na “Cinta de Kuiper”, com centenas ou milhares de corpos assim. A Cinta de Kuiper tem o nome do astrónomo holandês-americano Gerard Kuiper (1905-1973) que fez muitas contribuições para o conhecimento dos satélites dos planetas exteriores.
Além disso, há a “Nuvem de Porto”, asteróides e cometas que rodeiam o sistema solar como um enxame de mosquitos rodeia um grupo de pessoas em um piquenique no verão, em Minnesota. A “Nuvem de Oort”, nome do astrônomo holandês Jan Hendrik Oort (1900-1992) que propôs a sua existência (em 1950), é um enorme conjunto de cometas a grande distância do sistema solar interno. Ela serve como um reservatório aparentemente inesgotável para os cometas que se aproximam do Sol (e, portanto, se tornam de curta duração). Os cometas que cruzam o caminho dos planetas interiores fazem-no, pensa-se, porque as suas órbitas foram perturbadas pela influência gravitacional das estrelas passageiras.
Duas descobertas fundamentais sobre o nosso mundo estão entre as maiores contribuições para o pensamento humano: A era do sistema solar e a fonte de energia do Sol. As duas estão relacionadas, porque apenas a energia da fusão nuclear (onde a massa é transformada em energia) pode alimentar o Sol enquanto ele aqueceu o nosso planeta natal.
A descoberta da fonte de energia do Sol – fusão de núcleos de hidrogênio (i.e., prótons) para fazer núcleos de hélio (i.e., partículas alfa) – deve muito à descoberta da radioatividade (por Antoine Becquerel e a equipe esposa e marido Marie e Pierre Curie); à descoberta do próton e da mutabilidade dos núcleos atômicos (por Ernest Rutherford); e à compreensão de que a própria massa é uma manifestação de energia (por Albert Einstein). Juntas, estas descobertas têm menos de um século. O conceito do Sol como forno nuclear só tem sido razoavelmente bem compreendido desde os anos 30.