História da Ciência A passagem do mito à filosofia e à ciência: a origem do universo (2) Livro básico: Martins, R. M. O universo: teorias sobre sua origem e evolução. São Paulo: Editora Moderna, 1994. http://www.ifi.unicamp.br/~ghtc/Universo/

A Física de Aristóteles Objetivo: visão geral sobre aspectos da física aristotélica Duração: 2 aulas Atividades: leitura de trechos do “Sobre os céus”, discussão e aula expositiva Bibliografia: MARTINS, R. M. O universo: teorias sobre sua origem e evolução. São Paulo: Editora Moderna, 1994. SOUZA CRUZ, F. F. de. O conceito de força no pensamento grego. Caderno Catarinense de Ensino de Física, 2(1): 16-24, 1985. Trechos do “Sobre os céus” traduzidos pelo Prof. Martins

Ciência e filosofia gregas Cristianismo, Islã Geometria e Astronomia Mitos cosmogônicos 1000 a. C 1000 d. C 1600 d. C 1800 d. C MQ, TR XX XXI V a IV a.C – Atomistas, Platão, Aristóteles Ciência Filosofia Religião Medicina Anatomia Ciência Moderna

Linha do tempo (a.C.) Aristóteles (384-322) Século IV a.C. Aristóteles (384-322) Aristarchos (aprox. 310-230) Arquimedes (287-212) Eratosthenes (aprox. 275-195) Hipparchos (séc. II a.C.) Ptolemaios (séc. II d.C.) Século III a.C. Século II a.C. Século I a.C. Século I d.C.

O universo de Aristóteles Obra em que Aristóteles apresenta sua teoria sobre o universo: “Sobre os céus” [De caelo] Aristóteles contemplando um busto de Homero de Rembrandt van Rijn (1653)

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

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

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

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)

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

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

Aristóteles: movimentos Universo é esférico Movimentos simples que podem existir no universo: retilíneo (radial) circular (em torno do centro)

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)

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

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]

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

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

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]

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)

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

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

Aristóteles: Terra 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. 463 m/s

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

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

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

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

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”

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

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

Aristóteles: elementos A partir da Lua em diante, o universo é constituído por éter

Aristóteles: universo Lua, Sol, estrelas, planetas ® feitos de éter, girando em torno do centro do universo [Averróis ® astros são condensações do éter]

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]

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

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

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

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”]

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