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Observatório do CDCC - USP/SC Setor de Astronomia (OBSERVATÓRIO) (Centro de Divulgação da Astronomia - CDA) Centro de Divulgação Científica e Cultural.

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2 Observatório do CDCC - USP/SC Setor de Astronomia (OBSERVATÓRIO) (Centro de Divulgação da Astronomia - CDA) Centro de Divulgação Científica e Cultural - CDCC Universidade de São Paulo - USP Endereço: Av. Trabalhador São-carlense, n.400 São Carlos-SP Tel.: 0-xx (Observatório) Tel.: 0-xx (CDCC) Localização: Latitude: 22° 00' 39,5"S Longitude: 47° 53' 47,5"W

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4 Sessão Astronomia As Sessões Astronomia são palestras proferidas pela equipe do Setor de Astronomia todos os sábados às 21h00. Iniciadas em 1992, foram criadas com o objetivo de falar sobre Astronomia ao nosso público em uma linguagem simples e acessível a todas as faixas etárias. Estas palestras se tornaram uma opção de diversão e informação para a comunidade local e também para visitantes de nossa cidade. Os temas abordados são os mais variados possíveis. O material multimídia contido aqui consiste numa opção audiovisual complementar que o professor do Sistema de Ensino pode utilizar como auxílio às suas aulas. O conteúdo das Sessões Astronomia pode ser acessado no seguinte endereço: Crédito do logo: Sessão Astronomia, CDCC-USP/SC, criado por André Fonseca da Silva

5 Galileu Galilei & Diálogo sobre os dois principais Sistemas do Mundo por Luiz Henrique

6 Título : Galileu Galilei & Diálogo sobre os dois máximos sistemas de mundo Autor : Luiz Henrique Vale Silva Data da Apresentação Prévia: 11/04/08 Data da Apresentação: 12/04/08 Apresentador: Luiz Henrique Vale Silva Resumo/ABSTRACT: Galileu foi um dos mais influentes cientistas. Publicou várias obras importantes e fez várias descobertas de peso, como as fases de Vênus e a miríade de estrelas que é responsável pelo faixa no céu que reconhecemos como a Via Láctea. Uma de suas obras mais importantes e a mais famosa é "Diálogo sobre os dois principais sistemas de mundo", onde fornece uma base física para o sistema heliocêntrico, que carecia da resolução de muitos problemas. Esta foi uma obra muito polêmica e, tanto antes quanto depois da publicação, trouxe a Galileu muitas dores de cabeça. A seguir, encontra-se um pouco desta história.

7 Galileu - uma breve biografia 1564: nasce em Pisa, filho de Vicenzo Galilei, músico e matemático; 1581: ingressa na Universidade de Pisa para estudar medicina e filosofia aristotélica; 1585: deixa a universidade e muda-se para Florença para estudar e ensinar matemática; 1589: torna-se professor de Matemática na Universidade de Pisa; estuda no período a queda dos corpos; Universidade de Pisa

8 Galileu - uma breve biografia 1592: torna-se professor de Matemática na Universidade de Pádua, onde sua reputação cresce; no período, desenvolve instrumento para cálculos, trabalha cm o plano inclinado, estuda o pêndulo e realiza suas primeiras observações astronômicas com o uso de telescópio; Telescópios de Galileu

9 Galileu - uma breve biografia 1610: volta para Florença na qualidade de "matemático e filósofo" da corte do Grão- Duque da Toscana; 1616: entrevistas com o cardeal Belarmino; 1623: com a morte de Paulo V, ascende ao papado Urbano VIII; 1630: prepara a impressão do Diálogo, que é publicado em 1632; 1634: morre sua filha mais velha, uma freira de nome Maria Celeste; 1642: morre Galileu, em sua residência em Arcetri. Galileu aos sessenta anos

10 Algumas obras 1586: balança hidrostática; 1587: centro de massa dos corpos; 1590: "Sobre o movimento", contestação das teorias aristotélicas do movimento; 1610: "O mensageiro das estrelas", as luas galileanas; 1613: "Cartas sobre manchas solares", coloca em palavras a sua predileção pelo sistema heliocêntrico; O mensageiro das estrelas

11 Algumas obras Década de 1610: "Carta a Castelli" e "Carta à Grã- Duquesa Cristina de Lorena"; 1623: "O ensaiador"; 1632: "... Máximos sistemas..."; 1638: "Diálogos sobre duas novas ciências", estática, resistência dos materiais e leis do movimento de queda livre. Diálogos sobre duas novas ciências

12 A época de Galileu Renascimento e Aristóteles

13 A época de Galileu A Reforma e a Contra-Reforma (Martinho Lutero e o Concílio de Trento)

14 A época de Galileu A Astronomia ptolemaica e a copernicana (Ptolomeu e Nicolau Copérnico)

15 A época de Galileu Galileu viveu no final do Renascimento e após, tal como a divisão histórica adotada. Foi influenciado, certamente, pelo desenvolvimento cultural e científico trazido pela época, se inspirando em Arquimedes, matemático e engenheiro clássico, em seus primeiros trabalhos. O momento era agitado religiosamente, devido às adversidades entre a Igreja Católica e a recém nascida Igreja Protestante. No cenário científico, as idéias milenares de Ptolomeu e outros eram contestadas pelo trabalho revolucionário de Copérnico, que havia proposto um sistema heliocêntrico para o Universo, isto é, no qual o Sol era o centro, e não a Terra. Muitos se recusavam a acreditar em tal doutrina (em parte pela dificuldade em se aceitar que a Terra estaria em movimento, uma das conseqüências do novo modelo cósmico), mas Galileu se convenceu de sua veracidade e tentou transmitir suas crenças, bem como as provas que julgava ter encontrado, que demonstrariam que as idéias copernicanas estariam corretas.

16 Pré-Publicação Galileu precisou enfrentar a censura da Igreja, em Roma

17 Pré-Publicação Não é de se estranhar, devido ao momento histórico, que Galileu tenha enfrentado dificuldades para publicar sua obra. Em 1630 vai à Roma para organizar sua impressão, devendo passar pela censura da Igreja Católica. O censor responsável era o chamado padre Riccardi, também conhecido por "padre mostro" (ou pelo tamanho da sua barriga ou por sua erudição). Galileu tinha vários amigos e colaboradores importantes, entre eles o secretário do papa Urbano VIII, Monsenhor Ciampoli, e o embaixador florentino, Niccolini, esposo de uma parente do "padre mostro", que por vezes recebia o padre para refeições. Depois de muitos esforços, Galileu conseguiu publicar sua obra polêmica, em 1632, devendo para tanto escrever um prefácio no qual professava sua crença na doutrina oficial da Igreja Católica, que seria o mesmo que não apoiar a teoria copernicana como fato, mas apenas como método matemático. Contudo, o conteúdo do texto mostrava o contrário, e era recente o prefácio da obra de Copérnico, nos mesmos moldes.

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19 Diálogo de Galileu Galilei linceu, matemático extraordinário do Estúdio de Pisa e filósofo e matemático primário do Sereníssimo Grão-Duque da Toscana; onde, nas reuniões de quatro jornadas, discorre-se sobre os dois máximos sistemas do mundo - ptolemaico e copernicano - propondo de maneira indeterminada as razões filosóficas e naturais tanto para uma quanto para a outra parte

20 Título da obra Além de se tratar de um título longuíssimo, como era moda, alguns de seus trechos merecem comentário: o autor assina "Galileu Galilei linceu", é que Galileu foi membro da Academia dei Lincei, uma sociedade científica (que tiveram grande importância como quadro institucional do trabalho científico), fundada pelo príncipe Frederico Cesi em 1603, e da qual também foi integrante o antes cardeal Barberini, então papa Urbano VIII; aparentemente, Galileu se orgulhava bastante de ter sido um "lince". Continuando, note o título de "filósofo"; é que Galileu pretendia não restringir seu trabalho ao âmbito do que é puramente matemático, querendo mesmo dar caráter de realidade às suas crenças (fundamentadas) heliocêntricas. Em seguida, observe o "de maneira indeterminada", ou seja, sem tomar partido entre as idéias ptolemaicas e copernicanas do cosmos, o que é uma grande mentira, já que nota-se mesmo um viés propagandístico na obra, em defesa do heliocentrismo de Copérnico. Por fim, "naturais e filosóficas" exclui as razões "teológicas", o que está de acordo com as concepções de Galileu sobre a Ciência.

21 Filippo Salviati

22 Gianfrancesco Sagredo

23 Simplício

24 As personagens do diálogo Filippo Salviati (também ele um linceo, defende o sistema de Copérnico como realidade física, aparecendo como um porta- voz das idéias de Galileu) e Gianfrancesco Sagredo (em cujo palácio ocorrem as discussões, aparece como uma pessoa interessada em ciência, que sempre toma o partido das idéias de Salviati) eram amigos de Galileu, já falecidos na época da composição do "Diálogo...". Simplício (defensor de Aristóteles; é francamente derrotado em todas as discussões) é o nome de um conhecido comentarista das obras de Aristóteles que viveu no século VI da nossa era. Tais personagens reaparecem na obra "Diálogo sobre duas novas ciências".

25 Distinção entre terrestre e celeste Argumentos de Simplício: embasamento na "teoria dos contrários"; experiência sensível: não constatamos alterações nos céus; os astros são luminosos, e a Terra não.

26 Distinção entre terrestre e celeste Em apoio à teoria de um mundo geocêntrico, existiam muitos argumentos: a teoria dos contrários, de Aristóteles, que afirmava que a geração e a corrupção só ocorre entre contrários. Ora, os corpos celestes não têm contrários (o que de alguma forma seria manifestado pelo seu tipo de movimento); no entanto, a Terra possui contrários, pois há gerações e destruições nela. Também, não vemos transformações na Lua, no Sol, e no espaço celeste em geral, e entretanto as vemos por toda parte na Terra. Vemos que os corpos apresentam luminosidade (mesmo a Lua, na parte não diretamente iluminada pelo Sol, apresenta o que chamamos de luz cinérea), mas a Terra é escura e tenebrosa, como constatamos em noites sem Lua. Estes argumentos apontam a incompatibilidade entre o terrestre e o celeste, e privilegia em certo sentido a Terra, que mereceria um local de destaque e não uma posição comum com os corpos celestes.

27 Semelhança entre terrestre e celeste Argumentos de Salviati: há contrariedade nos corpos celestes, de acordo com o modelo tradicional; a corrupção é relativa na Terra; observamos geração e corrupção nos céus; não estamos nos corpos celestes para constatarmos mais de perto possíveis transformações. Manchas solares (acima) e a supernova de 1604

28 Distinção entre terrestre e celeste Contra os argumentos aristotélicos, Galileu apresenta os seus: se a Terra é corruptível e os céus incorruptíveis, então existiria contrariedade nos corpos celestes; há contrariedade nos próprios corpos celestes, pois os astros são densos e os orbes que os sustentam perfeitamente rarefeitos; as transformações parecem não ocorrer por toda a Terra, são portanto relativas; observamos, de fato, transformações nos céus: é o caso das manchas solares (as quais Galileu foi um dos primeiros observadores), que por vezes nascem e desaparecem no disco solar e, constatadamente, próprias da superfície solar; também, não recebemos relatos sobre os astros nem os vemos de perto, para ter certeza de que são imutáveis.

29 Semelhança entre terrestre e celeste O brilho apresentado pela Lua (luz cinérea) é uma prova de que a Terra também é um corpo luminoso.

30 Medições do relevo da Lua

31 Distinção entre terrestre e celeste Galileu usa a tese de que o brilho apresentado pela Lua em sua parte não diretamente iluminada pelo Sol é fruto da reflexão da luz solar pela Terra sobre a Lua (e de volta para a Terra, logicamente), portanto a Terra seria também ela um corpo luminoso, talvez mais brilhante que a Lua, por ser maior. Esta luminosidade apresentada "naturalmente" pela Lua era encarada pelos aristotélicos como uma luz própria, e eles discordavam que a Terra pudesse ser luminosa como os astros, por ser ela irregular. Contudo, Galileu, por uma experiência sensível, mostra que é por ser irregular que ela é mais própria para refletir a luz que chega a Lua: imagine um pequeno espelho, liso, e uma parede rugosa, ambos iluminados pelo Sol; é óbvio que a parede brilhará mais, a menos que nos coloquemos na posição para onde o espelho reflete toda luz, portanto, ela é mais apta para refletir luz, porque reflete para todo lado. Pelo mesmo método, assegura-se a irregularidade da Lua, reconhecida pela primeira vez por Galileu, pela forma como brilha. Por fim, notemos que uma nuvem brilha tanto quanto a Lua, de dia. Logo, a Terra do espaço deve ser igualmente ou mais brilhante que a Lua, e portanto deve iluminar a parte tenebrosa da Lua como esta ilumina nossas noites.

32 Movimento diário da Terra Argumentos de Simplício - experimentos com quedas de corpos: torre; pássaros e nuvens.

33 Movimento diário da Terra Um dos entraves na aceitação da teoria copernicana foi o movimento diário que a Terra possuiria. Ora, se deixarmos uma pedra cair do alto de uma torre, e se a Terra gira em torno de si, de leste para oeste, esta deveria cair mais para o oeste, contrariamente ao que a experiência nos mostra (para entender os argumentos, procure usar uma bola representando a Terra e que gire), já que a pedra cai aos pés da torre, se não se tratar d uma torre de Pisa, obviamente. Da mesma forma, uma pedra solta do alto do mastro de um navio não deveria cair em direção a popa deste, caso ele navegasse (ver próximos slides)? Canhões não atiram igualmente bem para o leste e para o este, assim como as flechas lançadas? Caso a Terra girasse em torno de si, de leste para oeste, um canhão que atirasse para oeste veria sua bala ir mais longe, e um que atirasse para leste veria seu projétil parar a uma distância menor. Além do que, se atirássemos para o norte ou para o sul, nossas balas tenderiam a ir em direção ao oeste, errando o alvo. Notamos que as nuvens ou os pássaros sobre nossas cabeças não se deslocam gradativamente para o oeste, como se esperaria se a Terra girasse; e sentimos um vento contínuo do leste, causado pelo eventual giro? Claro que não! E é claro, portanto, e por outros efeitos, que a Terra não gira sobre seu eixo.

34 Movimento diário da Terra Resposta de Salviati: lei da inércia Não há movimento absoluto - Princípio da Relatividade de Galileu (!!)

35 Movimento diário da Terra Galileu chamou a atenção de que o que se tentava fazer é, por meio de experiências de mecânica simples, constatar ou não o movimento da Terra. Mas é impossível haver uma constatação positiva, da forma como se queria, pois os corpos sobre ela, incluindo os do experimento, acompanhariam o seu movimento, logo não veríamos os corpos caindo mais para o oeste, mas caindo junto ao pé da torre, por exemplo. O fato dos corpos permanecerem com o movimento (retilíneo e uniforme) impresso a eles é a chamada lei da inércia (uma das três leis de Newton, que a atribuiu não só para a superfície da Terra), que podemos constatar com o mesmo experimento de navio. Se realizado, isto é, se soltarmos uma pedra do alto do mastro de um navio em movimento, não a veríamos cair mais para a popa, mas sim ao pé do mastro, da mesma forma que se ele estivesse aportado no cais. Já a impossibilidade de constatarmos o movimento retilíneo uniforme, em caráter absoluto, o que era tentado, é o chamado princípio da relatividade de Galileu (uma aproximação do princípio mais geral de Einstein). Galileu introduziu estes dois conceitos pois, restrito ao pensamento aristotélico, seria impossível validar suas idéias.

36 Mais a favor do movimento: Se a natureza opera pelos meios mais simples, a Terra deve girar em torno de si; A Terra é um corpo mínimo e desprezível perto dos restantes; Contrariedade entre planetas e os demais astros.

37 Mais a favor do movimento: Podemos enumerar algumas dificuldades enfrentadas pelo modelo de uma Terra que não gira em torno de si: Se a natureza opera pelos meios mais simples, a Terra deve girar em torno de si, pois é mais simples atribuir a ela um movimento de rotação diária em torno de si do que a todos os astros um movimento de translação em torno da Terra no mesmo período; também, ela é um corpo mínimo perto das demais dimensões e grandezas, deve ser mais fácil portanto girá-la, e não ao restante; Vemos as estrelas se deslocarem de leste para oeste e os planetas o contrário, o que uma diferença notável, mas a explicação segue diretamente de uma Terra girante em torno de si, junto com os planetas em torno do Sol; Como os corpos dão aproximadamente uma volta por dia, isso deve implicar numa velocidade crescente com a distância, ao contrário do que seria de se acreditar; Nos pontos em que o eixo de giro da esfera celeste corta a si mesma as estrelas teriam uma velocidade nula, e nas partes mais distantes a estes dois pontos, as velocidades são altíssimas, o que é novamente uma diferença notável; Caso uma esfera sólida sustente as estrelas, ela deve ser de uma rigidez absurda, ao passo que se for fluida, como as sustentaria?

38 Por que os corpos não são expulsos? Simplício: se a Terra girasse, deveria expelir os corpos sobre sua superfície Salviati: mas existe uma força que os segura; também, seriam necessárias velocidades tangenciais muito altas, pois a Terra é um corpo (relativamente) muito grande e os corpos estão sempre caindo

39 Por que os corpos não são expulsos? Para explicar por que os corpos não são pelo giro eventual da Terra, Galileu (na personagem de Salviati) recorre a força (não compreendida ainda) que puxa os corpos na direção da Terra, e que portanto impede que eles escapem. Seria também necessária uma velocidade absurdamente alta para que pudessem, por uma velocidade tangencial à Terra, subir um pouco na vertical, pois a Terra é gigantesca (se assemelharia a um plano), e os corpos estão sempre a sofrer um movimento de queda (o que dificultaria o ganho de altura).

40 Movimento anual Salviati expõe fatos e facilidades que corroboram o sistema de Copérnico e Simplício coloca barreiras ao sistema de Copérnico Variações de brilho e de distância As fases de Vênus

41 Movimento anual Alguns fatos e facilidades que corroboram o sistema de Copérnico são: a variação de brilho dos planetas (como Vênus e Marte), que não é explicada pelo modelo geocêntrico adotado, e o aspecto das fases de Vênus, que é exatamente como se este planeta girasse em torno do Sol, conforme Galileu constatou. Contudo, existe um argumento contrário muito evidente e importante que parece quebrar a harmonia pretendida por Copérnico: por que a Lua gira em torno da Terra e não, igualmente como os demais corpos celestes, em torno do Sol? Constatamos isto facilmente vendo suas fases e observando eclipses, além das ocultações provocadas pela Lua.

42 Luas galileanas As luas galileanas e um trabalho original de Galileu

43 Luas galileanas É então que Salviati expõe uma descoberta: a existência de quatro luas girando em torno de Júpiter que, em homenagem a Galileu, receberam a denominação genérica de luas galileanas, e são mais especificamente chamadas por Io, Europa, Ganimedes e Calixto (Galileu pretendeu chamá-las de estrelas dos Medici, em homenagem à seu patrono, o duque Cosimo II). Com isso, fica difícil de sustentar que a Terra é o centro de todas as órbitas (impossível, aliás), no sistema geocêntrico, o que é um golpe para o mesmo, e o sistema heliocêntrico é beneficiado.

44 Manchas solares Galileu usa as manchas solares para dar maior apoio ao movimento da Terra em torno do Sol

45 Manchas solares Isto porque o aspecto que elas apresentam ao longo de um ano é facilmente explicado por um Sol que gira em torno de si, por um eixo de direção constante, e uma Terra que gira em torno do Sol. Contudo, este argumento, como os outros, não prova de nenhuma forma que a Terra gira, pois poderia ocorrer da Terra estar parada e o Sol em movimento e tudo continuar o mesmo. Mas, no sistema ptolemaico, seria necessário atribuir ao Sol quatro movimentos incongruentes uns com os outros. Assim sendo, a solução copernicana é mais econômica e simples; o que nos deve inclinar para ela.

46 A explicação das marés Salviati: Não conseguiríamos levantar a água contida num recipiente imóvel recorrendo aos fatores propostos. Isso só é possível movimentando o referido recipiente.

47 A explicação das marés Até agora o que temos é apenas uma ótima base para a possibilidade da Terra girar em torno do Sol, mas é apenas uma possibilidade. Galileu pensou ter descoberto a prova de que este movimento era real: para explicar as marés seria necessário lançar mão de variações de velocidade; se num lado da Terra temos a velocidade orbital (em torno do Sol) somada à de rotação, no outro temos uma subtração, e como um ponto sobre a Terra está ora de um lado, ora de outro, deve variar sua velocidade, gerando as marés. Vale notar, portanto, que Galileu dispensava a Lua como principal causadora das marés. Para ele, como não observamos um copo cheio de água transbordar sob a influência da Lua, a mesma não deve ter poder de causar as marés. No entanto, Galileu estava errado.

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49 O processo inquisitorial contra Galileu Galileu é julgado pela inquisição como herético

50 Galileu abjura suas idéias

51 O processo inquisitorial contra Galileu A publicação da obra de Galileu gerou grande alvoroço, e diz-se até mesmo que ele era pior que "Lutero e Calvino colocados juntos". Galileu foi intimado então a comparecer diante da inquisição para julgamento, e este ocorreu como segue-se: Galileu apresentou um documento, originário das entrevistas com Belarmino, que lhe proibia crer ou ensinar Copérnico, mas que nada dizia sobre discuti-lo. Contava a seu favor o fato dele ter passado pela censura da Igreja, e com isso ela temia conseqüências desagradáveis. No entanto, apereceu um documento, muito convenientemente, que dizia que Galileu foi notificado da proibição de discutir Copérnico de qualquer forma. Sua sentença final foi a prisão domiciliar perpétua (deve-se admitir, a julgar pelo destino de Giordano Bruno, que foi uma decisão benevolente), e ele foi proibido de crer, ensinar e discutir Copérnico sobre qualquer ponto de vista. Galileu permaneceu então certo tempo na residência do cardeal Piccolomini, em Roma, mas, em vista do bom tratamento que lhe era dispensado, foi transferido para as proximidades de Florença, vindo a falecer, em 1642, em sua residência em Arcetri. No período em que esteve encarcerado, escreveu a obra "Diálogos sobre duas novas ciências", do qual participam as já conhecidas personagens do Diálogo anterior. Devido às restrições a que estava sujeito, esta obra foi contrabandeada para a Holanda, onde foi publicada pelo editor holandês Luis Helsevier.

52 Influências de sua obra - conclusão Galileu reforça de forma indispensável o sistema copernicano; Cria uma obra de divulgação do modelo heliocêntrico; Desenvolve conceitos essenciais em Mecânica; Colabora fortemente com a Ciência; Desenvolve a própria maneira de fazer Ciência.

53 Galileu Galilei - 15/02/ /01/1642

54 "Ao receber a notícia da morte de Galileu o alemão Luke Holste, secretário do cardeal Barberini [sobrinho do papa Urbano VIII] escreveu: 'Hoje também chegou a notícia da morte do Senhor Galileu o que atinge não apenas Florença, mas o mundo todo e o nosso século, que receberam deste homem divino maior esplendor do que de quase todos os outros filósofos. Agora cessada a inveja, a sublimidade do seu intelecto começará a ser reconhecida e servirá para toda a posteridade como um guia na busca da verdade'. Este poderia ter sido seu epitáfio."

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56 Bibliografia HAWKING, Stephen. Os gênios da ciência: sobre os ombros de gigantes. Rio de Janeiro, Elsevier, Tradução e revisão técnica: Marco Mariconi. COSTA, Rogério C. T. da. Introdução à História das ciências físicas. Apostila da Biblioteca do IFSC - USP. NASCIMENTO, Carlos Arthur R. Para ler: Galileu Galilei: Diálogo sobre os dois máximos sistemas do mundo. Educ, 2003.

57 Galileu Galilei & Diálogo sobre os dois principais Sistemas de Mundo Por Luiz Henrique Vale Silva Monitor do CDA e aluno do curso de bacharelado em Física do IFSC - USP São Carlos, março - abril de 2008.


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