História da Física (c3). História da Astronomia Antiga (3). Roberto de Andrade Martins

História da Física Prof. Roberto de A. Martins

História da Astronomia (3) http://www.ghtc.usp.br Roberto de Andrade Martins

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Linha do tempo (a.C.) Século VII a. C.

Século VI a. C.

Século V a. C. Século IV a. C.

Tales de Mileto (640-560) Anaximandro (610-540) Pitágoras de Samos (580-500) Sócrates (470-399) Platão (427-347) Eudoxos (408-355) Aristóteles (384-322) Roberto de Andrade Martins

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Linha do tempo (a.C.) Século IV a.C. Século III a.C. Século II a.C.

Aristóteles (384-322) Aristarchos (aprox. 310-230) Arquimedes (287-212) Eratosthenes (aprox. 275-195) Hipparchos (séc. II a.C.)

Século I a.C. Século I d.C.

Ptolemaios (séc. II d.C.) Roberto de Andrade Martins

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Eudoxos e Aristóteles Eudoxos tentou explicar os movimentos dos planetas (“laçadas”) utilizando esferas homocêntricas. Objetivo: compreender os movimentos por um modelo matemático Roberto de Andrade Martins

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Eudoxos e Aristóteles Aristóteles não se interessava muito por matemática e cálculos Adotou (com algumas mudanças) as idéias de Eudoxos Objetivo: compreender as causas dos movimentos celestes Roberto de Andrade Martins

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O universo de Aristóteles Obra em que Aristóteles apresenta sua teoria sobre o universo: “Sobre os céus” [De caelo] Roberto de Andrade Martins

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O universo de Aristóteles  racional (pensável) sujeito a mudanças, mas compreensível as transformações obedecem a causas (regulares)  finito um infinito real é impensável  esférico perfeito observa-se que o céu parece redondo Roberto de Andrade Martins

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O universo de Aristóteles  pleno (sem espaços vazios) – o espaço vazio é impensável (contraria a razão) – não se observam espaços vazios

 esfera cheia de matéria, sem nada fora (nem espaço) • espaço = “topos”  contorno, delimitação, recipiente Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: movimentos Movimentos podem ser naturais ou violentos (= não naturais) • Natural = aquilo que tem uma causa própria interna Exemplo: crescimento de plantas e de animais

• Não natural = causas externas Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: movimentos Vemos que a matéria se move naturalmente (sem causas externas)  as pedras caem, o fogo sobe [“as coisas caem por causa da gravidade”  “gravidade” é apenas um nome, não uma causa] Os corpos pesados (graves) caem, os corpos leves sobem  movimentos naturais (causas internas) Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: movimentos Movimentos naturais dependem da natureza dos corpos e dos lugares Cada corpo tem um único movimento natural Pode ter movimento não natural  contrário ao movimento natural  exige causa externa • movimento de uma pedra para cima é violento Roberto de Andrade Martins 11

Aristóteles: movimentos Movimentos simples  retilíneos ou circulares • reta e círculo são as únicas linhas simples Substâncias simples devem ter movimentos naturais simples

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Aristóteles: movimentos Universo é esférico Movimentos simples que podem existir no universo:  retilíneo (radial)  circular (em torno do centro) Seria impensável um movimento natural retilíneo oblíquo [quebra de simetria] Roberto de Andrade Martins 13

Princípio de simetria O asno de Buridan Um asno tem muita fome e muita sede (tanta fome quanto sede) Coloca-se água de um lado dele, e do outro lado feno (à mesma distância) O que o asno vai fazer primeiro? Beber ou comer? Roberto de Andrade Martins

Que fazer?

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Princípio de simetria Que fazer?

O que o asno vai fazer primeiro? Beber ou comer? O asno vai morrer de fome e sede, incapaz de se mover para um lado para o outro, porque o desejo que o puxa para um lado é igual ao desejo que o puxa para o outro lado. Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: movimentos Movimentos radiais obedecem à simetria da situação Seria impensável um movimento natural retilíneo oblíquo [quebra de simetria] Na física clássica posterior (Newtoniana) duas partículas podem se atrair ou repelir, mas não produzir forças laterais (por simetria) Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: movimentos Movimentos retilíneos simples em um universo esférico:  para o centro do universo  para longe do centro do universo Corpos simples devem ter movimentos naturais simples Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: movimentos Vemos corpos que se movem naturalmente em linha reta  água e terra caem  ar e fogo sobem Esses devem ser movimentos radiais, para o centro do universo ou para fora do centro do universo [seria incompreensível se esses movimentos naturais fossem dirigidos para um outro ponto] Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: movimentos Identificando os movimentos naturais teóricos com os movimentos observados:  água e terra caem = movem-se radialmente para o centro do universo  ar e fogo sobem = movem-se radialmente afastando-se do centro do universo Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: movimentos A Terra (o nosso mundo) está no centro do universo  todos os corpos pesados caem para o centro do universo  todos os corpos pesados caem perpendicularmente à superfície da Terra  o centro da Terra e o centro do Universo coincidem Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: movimentos Os corpos pesados caem para o centro do universo e pressionam de todos os lados igualmente, e isso é a causa da posição e da esfericidade da Terra Se a Terra fosse deslocada do centro do Universo, ela se moveria para lá [nessa visão, a Terra não atrai os corpos] Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: Universo Estrutura da parte central do universo: Terra, constituída por terra e água (corpos pesados) Cercada por uma camada de ar e por outra de fogo (corpos leves) Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: Universo Além de movimentos naturais retos, podem existir movimentos naturais circulares  nenhum dos 4 elementos pode ter um movimento circular natural  um corpo que tenha movimento circular natural não poderia ser constituído pelos 4 elementos Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: Terra A Terra não pode ter um movimento circular  se ela tivesse movimento circular, esse seria um movimento violento  teria que ter causa externa  vemos que a Terra não gira  experimento de jogar uma pedra para cima Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: Terra

463 m/s

Se jogarmos uma pedra para cima, ela cai no mesmo lugar de onde foi lançada. Se a Terra girasse, o chão se deslocaria enquanto a pedra estivesse no ar, e ela não atingiria o mesmo ponto do chão ao cair. Ela cai no mesmo ponto, portanto a Terra não gira. Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: movimentos Vemos que existem corpos que se movem circularmente  os corpos celestes  esse movimento é sempre o mesmo (imutável)  se fosse movimento violento, iria diminuindo com o tempo  portanto, é um movimento natural Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: elementos Os corpos celestes não podem ser formados por nenhum dos 4 elementos, pois têm movimento circular natural  cada corpo simples tem um único movimento natural  terra e água  para baixo, ar e fogo  para cima Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: elementos Os 4 elementos formam pares de opostos, e incluem todas as possibilidades de substâncias quentes/frias, úmidas/secas • • • •

Água = fria e úmida Terra = fria e seca Ar = quente e úmido Fogo = quente e seco

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Aristóteles: elementos • Deve existir um outro tipo de corpo simples, que gira naturalmente em torno do centro do universo • Esse tipo de matéria não é caracterizado pelas qualidades quente/frio, úmido/seco Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: elementos Esse corpo não tem opostos  imutável, indestrutível Observação: de acordo com todos os registros disponíveis na época, os céus nunca se alteraram Corpos celestes são feitos de um 5° elemento = “éter” Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: elementos • Nome: “éter”  era associado antes de Aristóteles ao céu azul visível durante o dia • Aristóteles dá nova interpretação à palavra  “aither”, derivado do fato de que ele “sempre corre” (aithein) por um tempo infinito Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: elementos Parte superior do universo:  não contém nenhum dos 4 elementos  totalmente cheia (de éter)  movimento circular em torno do centro  como Terra está no centro, gira em torno da Terra Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: elementos

A partir da Lua em diante, o universo é constituído por éter Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: universo

Lua, Sol, estrelas, planetas  feitos de éter, girando em torno do centro do universo [Averróis  astros são condensações do éter] Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: universo Calor do Sol não é devido ao fogo e sim ao movimento  vemos que a fricção produz calor [ponto problemático da teoria de Aristóteles: o Sol não está perto dos elementos sublunares, que são os que podem ser frios ou quentes] Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: universo Universo supra-lunar (da Lua em diante)  perfeito, imutável, constituído por éter em rotação

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Aristóteles: universo Universo sub-lunar (abaixo da Lua)  imperfeito, em contínua mudança, constituído pelos 4 elementos

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Aristóteles: universo As leis que regem o mundo sublunar são diferentes das leis do mundo celeste • tipos de elementos diferentes • tipos de movimentos naturais diferentes Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: universo Os movimentos celestes produzem alterações de calor e frio, secura e umidade, que causam ciclos de transformações no mundo sublunar [5 séculos depois, Ptolomeu adaptou a cosmologia de Aristóteles de modo a fornecer uma base para a astrologia no seu “Tetrabiblos”] Roberto de Andrade Martins

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Aristóteles: universo Aristóteles propôs uma visão sobre a estrutura e a dinâmica do universo (cosmologia) Tinha interesse na “física”, não na “matemática” dos céus Adotou o sistema de Eudoxos, porque era consistente com sua física celeste Roberto de Andrade Martins

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FIM

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