Os astrônomos da Revolução Científica rejeitaram as teorias desenvolvidas por pensadores antigos, como Cláudio Ptolemeu (ou Ptolomeu) e Aristóteles, e observaram sistematicamente os céus para criar um modelo do universo que se encaixasse nos fatos observáveis, em vez de teorias preconcebidas.
Astrônomos como Nicolau Copérnico, Tycho Brahe, Galileu Galilei, Johannes Hevelius, Edmond Halley, Christiaan Huygens, Johannes Kepler e Isaac Newton estavam determinados a utilizar a observação, instrumentos científicos e a matemática para conciliar teoria, fenômenos e dados de maneira a aumentar o conhecimento do mundo ao nosso redor.
Aristóteles & Ptolemeu x Método Científico
A astronomia interessou a muitos pensadores antigos, mas duas visões do universo dominaram e perduraram até a Idade Média. Foram os modelos propostos por Aristóteles (384-322 a.C.) e Ptolemeu (c. 100 a c. 170). O modelo de Aristóteles colocava os planetas movendo-se de maneira uniforme através de um meio indefinido de esferas invisíveis, sempre a distâncias fixas da Terra, o ponto central. Ptolemeu propôs que os planetas se moviam em pequenas órbitas circulares próprias (epiciclos) enquanto ainda seguiam uma órbita maior (deferente) em torno de um ponto central fixo, a Terra (equante). Os círculos perfeitos refletiam a perfeição do Criador e a posição da Terra no centro de tudo refletia a crença na importância da humanidade. Estes modelos sobreviveram à Antiguidade e mantiveram um controle férreo sobre as mentes dos astrônomos medievais. O problema, no entanto, é que deixavam muitas questões sem resposta. A Revolução Científica surgiu através do questionamento destas crenças antigas, testando-as por intermédio dos fenômenos observáveis e expressando estas descobertas na nova linguagem internacional da matemática. As descobertas eram então compartilhadas e avaliadas por pensadores independentes. Esta ideia, ou algo similar, tinha sido proposta em primeiro lugar por Francis Bacon (1561-1626).
Neste novo método científico, a astronomia começou antes dos demais campos de conhecimento. Os astrônomos buscavam por respostas novas e mais satisfatórias para quebra-cabeças muito antigos. Não se satisfaziam mais em simplesmente "registrar os fenômenos", ou seja, a simples medição dos movimentos dos corpos celestes; começavam a usar seus instrumentos científicos precisos para desafiar os filósofos naturais. Os astrônomos queriam elaborar e comprovar seus modelos do funcionamento do universo.
Copérnico Indica o Caminho
O astrônomo polonês Nicolau Copérnico (1473-1543) conhecia o trabalho de Aristóteles e Ptolemeu e as obras de astrônomos persas posteriores. Ele estava convencido de que nenhum deles havia encontrado a resposta correta para explicar os aspectos visíveis do céu. Copérnico formulou sua (não inteiramente nova) teoria de que a Terra e outros planetas moviam-se em torno do Sol num sistema heliocêntrico e não no modelo geocêntrico ptolemaico. Também sugeriu que a Terra girava em torno de seu eixo e orbitava o Sol uma vez por ano. O astrônomo propôs que mudanças relativamente pequenas no ângulo do eixo da Terra explicavam a precessão dos equinócios - a gradual alteração das constelações no céu noturno ao longo do tempo. Copérnico assinalou que os planetas observáveis encontravam-se na seguinte ordem a partir do Sol: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter e Saturno. Todas estas ideias radicais para a época foram apresentadas na obra On the Revolutions of the Heavenly Spheres [Sobre as Revoluções das Esferas Celestes], de 1543.
O modelo heliocêntrico desafiava frontalmente o pensamento aristotélico dominante na filosofia natural. Mais ainda, o modelo de Copérnico contrariava a visão tradicional do lugar central da humanidade no universo, endossada pela Igreja Católica. Para a Igreja, a humanidade era o foco, de fato, o motivo da existência do universo de Deus. A teoria de Copérnico levou algum tempo para conquistar apoiadores mas, no último quarto do século XVI, os astrônomos dedicaram-se a definir se o colega polonês estava certo. Havia também alguns pontos a serem explicados, tais como a gravidade (tradicionalmente explicada pelo fato da Terra ser o centro do universo). Em 1616, o modelo de Copérnico estava mais disseminado e, como resultado, sua obra acabou condenada como herética pelas autoridades da igreja. Revoluções foi listado como um livro proibido. Isso não impediu os astrônomos de estudarem o céu; de fato, a maioria deles era cristã e não estava de maneira alguma interessada em desafiar a doutrina vigente. Para muitos, chegar à verdade sobre como o universo funcionava representava uma forma complementar de crença num Criador divino.
Tycho e a Observação Sistemática
O nobre dinamarquês Tycho Brahe (1546-1601) tornou-se algo parecido a um visionário no campo da astronomia, pois construiu seu próprio e magnífico observatório. Muitos dos seus predecessores observavam somente o que precisavam, com o objetivo de apoiar seu modelo teórico particular do universo. Tycho, ao contrário, decidiu-se a criar as mais precisas tabelas de dados dos céus já compiladas. Após ter feito isso, então poderia elaborar uma teoria que melhor se ajustasse aos fatos. Tycho projetou seus próprios instrumentos, incluindo um novo sextante astronômico e um quadrante mural gigante.
Ele recebeu a ilha de Hven (Ven) do rei Frederico II da Dinamarca e Noruega (r. 1559-1588) e lá construiu o observatório Uranienborg (ou Uraniborg) a partir de 1576. O nome é uma homenagem a Urânia, a musa grega da astronomia. Tycho já tinha descoberto uma nova estrela em 1572, uma supernova na constelação de Cassiopeia, e isso foi o suficiente para convencer Frederico a investir na astronomia. Os mapas astronômicos eram essenciais para a navegação comercial e para as marinhas de guerra, o que levou os governantes a financiar os astrônomos.
A dedicação de Tycho levou a várias novas descobertas, notavelmente a órbita interplanetária elíptica de três cometas (1577, 1580 e 1585). Suas observações do Sol provaram a imprecisão do calendário juliano, o que levou, em 1582, à criação do calendário gregoriano. O astrônomo também completou um catálogo estelar, com as posições de mais de 800 estrelas, o primeiro a ser compilado desde Ptolemeu. Em 1603, o catálogo de Tycho transformou-se num atlas estelar produzido por Johann Bayer (1572-1625).
Abastecido todos estes dados acumulados por décadas, Tycho formulou sua teoria do movimento dos planetas, publicada em Dos Fenômenos Mais Recentes do Mundo Etéreo (1588). O sistema tychoniano era um meio-termo entre o modelo geocêntrico de Ptolemeu e a alternativa heliocêntrica de Copérnico. Ele propôs que o Sol e a Lua orbitavam a Terra enquanto os demais planetas moviam-se em torno do Sol. Embora sua teoria estivesse errada, o trabalho de Tycho representou o golpe final nas teorias de Ptolemeu. As observações sobre a supernova em mudança e as órbitas elípticas dos cometas também trouxeram prejuízos para o modelo de Aristóteles. Claramente, o universo estava longe de ser perfeito e eternamente estável. Para alguns historiadores, este foi o verdadeiro início da Revolução Científica - o momento em que se desafiaram as teorias errôneas através de observações. A crença de Tycho de que as medições precisavam ser realizadas continuamente para aprimorar a precisão se tornou um princípio fundamental da ciência moderna, e por isso o dinamarquês é chamado de "o verdadeiro fundador da nova astronomia" (Wootton, 456) e se considera a astronomia a primeira ciência moderna. O que se necessitava a seguir eram instrumentos de alta tecnologia e, no telescópio, os astrônomos descobriram a ferramenta que abria as portas para mundos inteiramente novos.
O Telescópio de Galileu
O telescópio, a simples ideia de uma lente convexa e outra côncava de cada lado de um tubo, provocou uma revolução na astronomia. Ele permitiu aos astrônomos observar coisas que nenhum humano tinha visto anteriormente. Embora tenha sido inventado por volta de 1608, talvez por Hans Lippershey (c. 1570 a c. 1619), um fabricante de óculos flamengo, foi o astrônomo italiano Galileu Galilei (1642-1564) que o aperfeiçoou. O telescópio de Galileu, seu occhiale (olho de vidro) tinha 60 centímetros de comprimento, com ampliação de 33 diâmetros.
Pela primeira vez, a superfície da Lua podia ser observada e mapeada. Percebeu-se que o satélite tinha vales e montanhas, assim como a Terra. Galileu avistou quatro lutas de Júpiter (evidência adicional de que nem todos os corpos celestiais orbitavam a Terra ou o Sol). Ao estudar as fases de Vênus, comprovou que a Terra não podia ser o centro da galáxia. Também observou as manchas solares do Sol, que o levaram a pensar que podia ser uma esfera giratória. Galileu publicou suas observações em O Mensageiro Estelar (1610). Tornou-se tão famoso quanto Cristóvão Colombo (1451-1506), com quem, ao descobrir um novo cosmos, Galileu foi frequentemente comparado. A ciência - e a astronomia em particular - tinham se transformado na nova fronteira do conhecimento humano. No entanto, havia um preço a pagar.
As observações de Galileu o levaram a apoiar publicamente o modelo de Copérnico, o que resultou numa censura formal da Igreja Católica em 1616. Galileu persistiu em suas opiniões, que apareceram novamente na obra Diálogo sobre os Dois Principais Sistemas do Mundo (1632). Aquilo foi demais para a Igreja e o ele foi julgado por heresia em 1633. Considerado culpado, Galileu teve de parar de promover as teorias pró-Copérnico e obrigado a permanecer em prisão domiciliar em Florença pelo resto da vida.
As contribuições de Galileu são impressionantes, mas talvez seu maior legado tenha sido a redefinição do que o astrônomo deveria fazer na verdade. Desde tempos imemoriais, os astrônomos tinham sido matemáticos que criavam meticulosamente mapas e tabelas de dados. Em vez disso, Galileu mudou o foco da astronomia para a observação direta e descoberta. Neste sentido, "Galileu alterou de maneira fundamental a noção do que se tratava a astronomia" (Burns, 63). Para avançar nestes objetivos, melhores telescópios seriam necessários para observar mais ainda, já que permanecia um fato inquietante. Galileu estava convencido de que o que podia ser visualizado através de seu telescópio era somente uma galáxia e não o universo inteiro. O horizonte da busca intelectual humana havia se deslocado em direção ao infinito.
Kepler e as Órbitas Elípticas
Johannes Kepler (1571-1630) era o matemático oficial de Rodolfo II, Sacro Imperador Romano (r. 1576-1612) em Praga. Ele herdou o cargo de Tycho, cujos dados permitiram a Kepler formular suas célebres três leis do movimento planetário em duas obras: A Nova Astronomia (1609) e Harmonias do Mundo (1619). Nelas, demonstrou que o modelo de Copérnico do universo estava correto, mas com a correção de que os planetas de moviam em torno do Sol em órbitas elípticas, não circulares. Kepler também observou que a velocidade de cada planeta varia e que o Sol é responsável por esta variação. Foi o primeiro a usar a palavra "satélite", aplicada às quatro luas de Júpiter. Um crente na harmonia cósmica controlada por Deus, Kepler foi o último grande astrônomo a também praticar a astrologia. Ele ajudou a todos os astrônomos ao aperfeiçoar o telescópio com duas lentes convexas, que permitiram uma imagem mais clara e com maior ampliação do que antes. Finalmente, a humanidade tinha um modelo preciso de nossa galáxia. Chegara a hora de observar mais de perto tudo o que acontecia com ela.
Hevelius, Mestre da Precisão
Em 1641, o astrônomo polonês Johannes Hevelius (1611-1687) instalou um observatório em Danzig (Gdansk), financiando o projeto por conta própria. Chamado Stellaeburg, nele o astrônomo tinha a assistência da esposa e de talentos futuros, como Gottfried Kirsch (1639-1710). Hevelius ficou conhecido como a "Lince Prussiana" (Vertesi, 213) por sua perícia e precisão nas observações e, como Tycho, suas atividades atraíram investimento de governantes - neste caso, os reis poloneses e Luís XIV da França (r. 1643-1715), este bastante interessado em aperfeiçoar os mapas de navegação da marinha francesa.
O astrônomo fez várias descobertas importantes com seu telescópio longo de 46 metros. Observou a primeira estrela variável - cujo brilho varia com o tempo -, que chamou Mira. Identificou quatro novos cometas e observou os trânsitos solares de Mercúrio e Vênus. Hevelius descobriu que a Lua oscila e criou um mapa detalhado de sua superfície, publicado na obra Selenographia (1647). Ele permaneceu fiel aos instrumentos não-telescópios como seu sextante e quadrante enquanto media os movimentos a longo prazo dos corpos celestiais. E se tornou incrivelmente preciso ao fazê-lo. Em 1679, quando o astrônomo inglês Edmond Halley (1656-1742) visitou Stellaeburg, ele comparou os dados de Hevelius com suas próprias leituras e descobriu que eram admiravelmente precisas. A obra de Hevelius foi apresentada na obra Prodromus Astronomiae (1690), um amplo catálogo ilustrado e atlas celestial com mais de 1.564 estrelas.
Ele se tornou membro da Sociedade Real inglesa em 1664. Também se correspondia com astrônomos em toda Europa. Esta foi uma importante característica da Revolução Científica, a crença de que os dados podiam ser mais precisos se compartilhados por cientistas diferentes em diferentes locais e então comparados, especialmente quando se observava o mesmo fenômeno ao mesmo tempo. Os dados e pesquisa estavam sujeitos a escrutínio independente. Com a identificação e correção dos erros, a precisão aumentou ainda mais.
As Descobertas Continuam
O holandês Christiaan Huygens (1629-1695) fabricou o primeiro relógio de pêndulo em 1657 e, assim, melhorou dramaticamente a acurácia da medição do tempo (ainda se perdiam segundos por dia, mas não minutos). Isso era importante para os astrônomos calcularem o movimento dos corpos celestiais. Huygens foi o primeiro a observar os anéis de Saturno, por volta de 1658, além de observar uma de suas luas, Titã, com mais clareza. Ele produziu o primeiro telescópio aéreo de grande porte em 1686, o maior do mundo. Dispensando o tubo e mantendo somente as lentes, o instrumento de Huygens tinha um comprimento focal de 67 metros. Suas ideias sobre os telescópios aéreos, que aumentavam em muito a ampliação, foram publicadas na obra Astroscopia Compendiaria (1684). Em acréscimo, telescópios em miniatura passaram a ser afixados em instrumentos de navegação, como o quadrante. Micrômetros foram adicionados a estes visores telescópios para fazer medições ainda mais precisas, especialmente de ângulos.
O astrônomo italiano Gian Domenico Cassini (1625-1712) instalou o Observatório de Paris, fundado em 1667. Ele identificou os espaços nos anéis de Saturno, chamados atualmente de "divisão de Cassini" e calculou mais precisamente do que antes a distância entre o Sol e a Terra (140 milhões de quilômetros). No outro lado do Canal, John Flamsteed (1646-1719) fundou o Observatório Real em Greenwich (1675). Os observatórios que usavam telescópios se espalharam para locais improváveis, como o Reino de Sião (Tailândia) na década de 1680 e Jaipur, na Índia, na década de 1720. Mais e mais cientistas no mundo inteiro observavam os céus em observatórios patrocinados pelo estado.
Edmond Halley instalou um observatório na ilha de Santa Helena, no Atlântico Sul, em 1677. As companhias privadas estavam cada vez mais interessadas em astronomia e melhores mapas de navegação; Halley recebeu financiamento parcial da Companhia das Índias Orientais. De Santa Helena, o astrônomo conseguiu criar um mapa das estrelas do Hemisfério Sul, o primeiro baseado em observações via telescópio. Halley descobriu a aceleração da Lua e notou o movimento das estrelas em relação uma às outras (movimento próprio). De maneira mais célebre, ele identificou o cometa de 1682 como o mesmo que havia passado pela Terra em 1607 e 1531. Em 1705, ele predisse com precisão o retorno do cometa em 1758. Foi convidado a se tornar membro da prestigiosa Academia Real de Ciências da França em 1729, revelando a crescente internacionalização da astronomia. Talvez a maior contribuição de Halley para a astronomia, no entanto, tenha sido persuadir um colega a publicar suas admiráveis descobertas - um certo Isaac Newton (1642-1727).
Newton e a Gravidade
Newton inventou o telescópio refletor em 1668, um aparelho que utilizava um espelho curvado para melhorar a clareza da imagem e reduzir o tamanho do telescópio. Ele descobriu a gravidade e com isso trouxe uma explicação para os fenômenos que haviam confundido todos os astrônomos anteriores: os planetas giravam, mantinham seus satélites e se moviam a velocidades diferentes dependendo da distância do Sol devido a esta força misteriosa. Newton fundiu a filosofia mecânica e a matemática ao criar as três leis do movimento, publicadas na obra Mathematical Principles of Natural Philosophy [Princípios Matemáticos da Filosofia Natural], em 1687.
1. um corpo em repouso ou em movimento numa linha reta tende a permanecer neste estado, 2. a alteração no movimento num corpo varia com a força aplicada, 3. cada ação tem uma reação igual e oposta. (Burns, 218)
Na obra também constava sua lei universal da gravidade, universal porque se aplicava a tudo na Terra e no espaço:
Que entre quaisquer dois corpos no universo existe uma força diretamente proporcional ao produto das massas dos dois corpos e inversamente proporcional ao quadrado de sua distância. (ibid, 245)
De maneira crucial, estas leis permitiram a Newton fazer previsões acuradas dos efeitos da gravidade. Era uma nova ciência, ainda que alguns relutassem a reconhecer sua veracidade, notavelmente os filósofos mecânicos, que não podiam aceitar que um corpo pudesse afetar outro sem uma ligação física entre os dois. A gravidade permanecia misteriosa, pois ninguém, nem mesmo Newton, sabia de onde vinha, por que existia e quem ou o quê garantia sua persistência. Ainda havia mais espaço para pesquisa e, mais importante para Newton, espaço para Deus em sua nova visão do cosmos. As ideias de Newton foram eventualmente adotadas pela comunidade científica como um todo, gerando um movimento definido, conhecido como newtonianismo, que adotava a ideia de que o conhecimento científico pudesse ser apresentado como uma série de leis matemáticas. O newtonianismo gradualmente se espalhou pela Europa, tornando-se a abordagem dominante em universidades e entre intelectuais. A ciência, da qual a astronomia era a disciplina líder, tinha finalmente se separado da filosofia para buscar seu próprio caminho de medição, interpretação e melhoria do mundo no qual vivemos.
Legado
Os astrônomos da Revolução Científica transformaram a abordagem de seu campo de estudos e fizeram uma miríade de descobertas que mudaram completamente nossa visão do espaço e de nós mesmos. Eles não foram esquecidos. Uma das maiores crateras da Lua é chamada Copérnico. A supernova que Tycho observou leva seu nome. A Agência Espacial Europeia pousou uma espaçonave em Titã em 2005, e ela se chamava Huygens. Um satélite astronômico polonês lançado em 2014 recebeu o nome de Hevelius. Halley, é claro, tem seu cometa surgindo a cada 75 anos, aproximadamente - a ser visualizado da Terra novamente em 2061 -, num lembrete de que a escala de tempo do universo está além da compreensão humana.
