A criação de observatórios durante a Revolução Científica (1500-1700) caracterizou-se por um processo de evolução a partir de instalações inteiramente independentes, operadas por um único astrônomo, para as particulares, que recebiam financiamento privado ou estatal e, finalmente, para instituições inteiramente mantidas pelo estado. A última categoria tornou-se um aspecto permanente dos esforços científicos das nações em todo o mundo e a maioria ainda continua seu trabalho nos dias atuais.
O Propósito dos Observatórios
Os observatórios estavam presentes na Antiguidade e, na Idade Média, no mundo muçulmano. Consistiam basicamente numa plataforma estável aberta aos céus. Outra instalação útil era uma parede norte-sul, na qual um quadrante mural poderia ser desenhado ou pintado. Um dos maiores exemplos no mundo muçulmano foi o Observatório Maragheh, na Pérsia, fundado em 1259, uma das primeiras instituições a testar teorias do cosmos a partir de observações sistemáticas dos corpos celestes. Talvez tenha servido de modelo para outra famosa instalação, o Observatório Ulugh Beg, do início do século XV, em Samarcanda, no que é atualmente o Uzbequistão. Curiosamente, na Europa, os observatórios permaneceram sob controle privado até a segunda metade do século XVII. Os astrônomos particulares precisavam de uma certa quantia de dinheiro, pois os instrumentos podiam ser caros, especialmente quando evoluíram de quadrantes e sextantes relativamente simples para telescópios de alta tecnologia para a época, aparelhados com miras de precisão.
Apesar da falta de instituições formais durante a maior parte da Revolução Científica, muitos governos e governantes apoiavam de forma entusiástica os astrônomos e seus observatórios privados, uma vez que mapas estelares mais precisos tornavam a navegação marítima mais fácil, segura, rápida e barata, tanto para navios mercantes quanto para a marinha. Essa relação representava uma continuidade dos laços estreitos que sempre existiram entre astrônomos, em sua capacidade tradicional de astrólogos, isto é, adivinhos de eventos futuros, e os governantes. A astrologia permaneceu uma importante área de estudos mas, a partir de 1600, houve uma clara separação entre ela e o campo mais científico da astronomia.
Uma característica destacada da Revolução Científica foi a ênfase no compartilhamento de pesquisas e dados. Isso ocorreu de maneira especial na astronomia, já que os astrônomos se beneficiavam muito da comparação de observações dos mesmos eventos realizadas em diferentes localizações geográficas. Astrônomos em toda a Europa trocavam correspondências e academias e sociedades científicas publicavam novos trabalhos e incentivavam ainda mais a cooperação internacional. Desta forma, houve grande impulso em nosso conhecimento dos céus e na precisão das tabelas astronômicas e gráficas das estrelas. Estas novas informações não somente transformaram a cartografia, mas também revolucionaram o pensamento, à medida que muitas teorias envelhecidas da filosofia natural relativas à relação da Terra com o Sol, Lula e outros corpos celestes eram desmistificadas e substituídas por uma visão inteiramente nova do universo e da posição da humanidade no cosmos.
A Evolução dos Instrumentos
Os instrumentos essenciais num observatório eram o quadrante, o sextante e um aparelho de marcação do tempo. Empregados a olho nu, estes instrumentos serviam para medir com precisão os movimentos dos corpos celestes. O aperfeiçoamento do design dos telescópios afetou os observatórios. Inventado por volta de 1608, talvez por Hans Lippershey (c. 1570 a c. 1619), um fabricante de óculos flamengo, o telescópio de refração - com uma lente convexa e outra côncava, a cada extremidade de um tubo - foi aperfeiçoado pelo astrônomo italiano Galileu Galilei (1564-1642). O instrumento de Galileu tinha 60 cm de comprimento, com uma assombrosa magnificação, para a época, de 33x. O astrônomo alemão Johannes Kepler (1571-1630) inovou com o telescópio astronômico, em 1611. Este instrumento utilizava duas lentes convexas para uma imagem mais nítida, mas tinha a desvantagem de apresentá-la de cabeça para baixo. O telescópio astronômico difundiu-se a partir da década de 1640.
O cientista britânico Isaac Newton (1642-1727) projetou o telescópio refletor em 1668. Este tipo de telescópio usava um espelho de metal curvo que melhorava a clareza da imagem. O telescópio de Newton, com uma ampliação de 40x, era dez vezes mais curto do que o telescópio padrão. Na mesma época, o astrônomo holandês Christiaan Huygens (1629-1695) fabricou um enorme telescópio aéreo, em 1686, o maior do mundo. Dispensando o tubo e mantendo apenas as lentes, bem afastadas, o telescópio da Huygens tinha uma distância focal de 67 metros. Outras inovações em instrumentos astronômicos incluíram a inclusão de miras telescópicas em instrumentos tradicionais, como o quadrante e, em seguida, a instalação de micrômetros para medições ainda mais precisas, especialmente em relação aos ângulos. Havia também telescópios duplos, que permitiam a dois observadores visualizarem o mesmo objeto.
Tycho e Uranienborg
Um dos primeiros observatórios construídos no início do período moderno na Europa estava situado na Alemanha central. Em 1564, Guilherme IV de Hesse-Cassel (1532-1592), ele próprio um entusiasmado astrônomo, forneceu os fundos necessários. Este observatório e outros semelhantes eram temporários e tinham objetivos específicos. Um deles, instalado em Roma pelo Papa Gregório XIII (no cargo 1572-1585), visava a confirmar a imprecisão do calendário existente a partir de dados astronômicos.
O primeiro grande observatório permanente, construído especificamente com esta finalidade, resultou de uma iniciativa do astrônomo dinamarquês Tycho Brahe (1546-1601). Ele recebeu a ilha de Hven (Ven) do rei Frederico II da Dinamarca e Noruega (r. 1559-1588), que se tornou sede do observatório, chamado de Uranienborg (ou Uraniburgo), em 1576. O nome significa "a fortaleza de Urânia", a musa grega da astronomia. O prédio principal incluía plataformas de observação, um enorme quadrante mural e torres extravagantes de aparência oriental. Havia jardins dispostos de maneira geométrica precisa e todo o complexo era cercado por muros altos. O complexo incluía oficina para fabricação de instrumentos, gráfica para imprimir as pesquisas de Tycho e um laboratório no porão para experiências alquímicas. Tycho recebia assistência da esposa, Kirstine, e da irmã, Sophie.
Uranienborg tornou-se uma atração turística, atraindo visitantes notáveis, como o futuro Jaime I da Inglaterra (r. 1603-1625). Em 1597, quando Tycho caiu em desgraça com a monarquia, ele foi obrigado a deixar Uranienborg e o observatório entrou em decadência. Tycho mudou-se para Praga, mas fracassou em seu último grande projeto: construir um observatório no Egito para mapear as estrelas meridionais. De volta à Dinamarca, um dos alunos de Tycho, Longomontanus (1562-1647), persuadiu a monarquia a financiar um novo observatório, desta vez em Copenhague, num edifício conhecido como Torre Redonda, concluído em 1656.
Observatórios de Universidades
O primeiro observatório universitário foi instalado em 1633, na Universidade de Leiden, a principal instituição de ensino da República Holandesa. A iniciativa partiu de Jacob Golius (1596-1667), professor de matemática na instituição. Situado no telhado da universidade, o observatório possuía um enorme quadrante de 2,13 m de altura. A ideia de um observatório permanente passou a ser copiada em outras universidades por toda a Europa, como em Ingolstadt, na Baviera, em 1637. Ainda assim, os astrônomos particulares continuavam sendo responsáveis pelas instalações mais impressionantes
Hevelius e Stellaeburg
Em 1641, o astrônomo polonês Johannes Hevelius (1611-1687) estabeleceu um observatório em Danzig (Gdansk) com financiamento próprio. Tinha a assistência de sua esposa e de talentos futuros, como Gottfried Kirsch (1639-1710). Hevelius ficou conhecido como a "Lince Prussiana" (Vertesi, 213) por suas grandes habilidades de observação. Com o observatório em funcionamento, Hevelius atraiu investimentos de vários reis poloneses e Luís XIV da França (r. 1643-1715). O observatório de Hevelius, denominado Stellaeburg, ficou tão famoso que, em 1660, recebeu a visita do rei João II da Polônia (r. 1648-1668). O astrônomo polonês fez várias descobertas importantes. Ele observou a primeira estrela variável – cujo brilho varia ao longo do tempo –, que denominou Mira. Também identificou quatro novos cometas (1652, 1661, 1672 e 1677), além de observar os raros trânsitos de Mercúrio e Vênus diante do Sol. Hevelius descobriu ainda as oscilações da órbita da Lua, além de observar e mapear sistematicamente a superfície do satélite terrestre.
As observações foram feitas com o emprego de um telescópio especialmente construído, com 46 metros de comprimento. O próprio Hevelius fabricou o instrumento, incluindo as lentes especiais, em 1647. Mas também permaneceu fiel a instrumentos não telescópicos – seu sextante, quadrante e dois relógios de pêndulo – quando estava medindo o movimento de longo prazo dos corpos celestes. Nisso, ele demonstrou uma incrível precisão. Em 1679, quando o astrônomo inglês Edmond Halley (1656-1742) visitou Stellaeburg, ele comparou os dados de Hevelius com os seus, elaborados com o uso de telescópios, e descobriu que os do colega polonês estavam incrivelmente exatos. A tragédia atingiu o observatório em 26 de setembro de 1679, quando um incêndio, provavelmente criminoso, destruiu as instalações. Hevelius precisou reconstruir tudo para completar a obra de sua vida: Prodromus Astronomiae, um amplo catálogo ilustrado e atlas celestial contendo 1.564 estrelas. O observatório de Hevelius foi o último a fazer uma contribuição significativa para a astronomia em caráter particular. Dali por diante, os observatórios ligados a instituições e governos dominariam aquilo que se tornou a primeira ciência verdadeira.
Edmond Halley e Santa Helena
Os astrônomos anteriores já haviam percebido a importância de fazer observações dos céus de diferentes localizações geográficas, mas foi Edmond Halley que se tornou o primeiro cientista a viajar pelo mundo. Ele navegou para a ilha de Santa Helena, no Atlântico Sul, desembarcando em 1677. A expedição tinha financiamento do tesouro inglês e da Companhia das Índias Orientais (EIC, na sigla em inglês), que forneceu o transporte. A minúscula ilha vulcânica de Santa Helena, então de propriedade da EIC, era o único território dominado pelos britânicos no hemisfério sul. Numa era de impérios e comércio globais e crescentes, tanto o governo inglês quanto a companhia estavam bastante interessados em melhorar a precisão da navegação.
Halley instalou um observatório em Santa Helena e passou a fazer observações durante um período de dois meses. A notória capacidade da ilha de atrair cobertura de nuvens não ajudou, mas Halley reuniu dados suficientes para a elaboração do primeiro mapa das estrelas do Hemisfério Sul, com base em observações feitas via telescópio. O mapa assinalava a posição de 341 estrelas. Outras realizações notáveis em Santa Helena incluíram a observação detalhada de um eclipse lunar total e do raro trânsito de Mercúrio através do Sol. Num exemplo da cooperação cada vez mais frequente entre cientistas internacionais, estas últimas leituras foram posteriormente comparadas com as feitas por astrônomos franceses, que observaram o mesmo fenômeno em Avignon. Halley publicou seu trabalho sobre Santa Helena em 1678 e, consequentemente, tornou-se membro da Sociedade Real inglesa.
Observatório de Paris
A astronomia tornou-se mais sofisticada, com dados observacionais cada vez mais regulares e precisos, que requeriam o uso de telescópios de alto custo. Com isso, os dias em que astrônomos trabalhavam sozinhos estavam contados. Houve uma mudança da ênfase em indivíduos para as instituições que existiam de forma permanente, independente de quem estivesse realizando as pesquisas. Os observatórios apoiados pelo Estado tinham a vantagem de maior financiamento, mas havia a necessidade dos astrônomos fizessem pesquisas com aplicação prática para os governos. Isso pode explicar por que alguns astrônomos preferiram seguir sozinhos e trabalhar de maneira totalmente independente, como, por exemplo, o astrônomo dinamarquês Ole Rømer (1644-1710).
Fundado em 1667, o Observatório de Paris também sediava a Academia Real de Ciências e o Jardim Botânico Real. Em conjunto, estas três instituições fizeram de “Paris o centro da ciência europeia” (Burns 2015, 104). O edifício, localizado ao sul da capital francesa, foi concluído em 1672 e seu projeto refletiu o propósito de sediar um espaço para a ciência em geral. Por exemplo, havia uma escada gigante, da qual se podiam deixar cair objetos para a medição da queda. Havia também um laboratório de química. A principal tarefa do observatório consistia em auxiliar a Academia na elaboração de um novo mapa da França, além do aperfeiçoamento das cartas marítimas.
Luís XIV estava determinado a criar uma instituição científica invejável e, assim, atraiu talentos de todos os lugares com belos salários. O astrônomo italiano Gian Domenico Cassini (1625-1712) e se tornou uma figura de destaque da instituição, assim como seus descendentes. Como vários outros cientistas, Cassini residia num apartamento situado nas instalações do observatório. Seguindo o exemplo dos colegas parisienses, ele compartilhava suas informações com astrônomos em outras partes do mundo para obter dados mais precisos de certos fenômenos. Um exemplo foi a comparação dos dados sobre a paralaxe de Marte com Jean Richer (1630-1696), que estava baseado do outro lado do Atlântico, em Caiena, na Guiana Francesa. O Observatório de Paris enviava regularmente astrônomos para fazer observações em lugares distantes, como o Canadá francês, a costa norte da América do Sul e a costa oeste da África.
A instituição incluía em sua equipe alguns inovadores e descobridores notáveis. Cassini identificou os espaços nos anéis de Saturno, chamados hoje de "divisão da Cassini", além de outras quatro luas de Júpiter (Galileu havia visto as quatro primeiras) e calculou com mais precisão do que nunca a distância entre o Sol e a Terra (87 milhões de milhas). Christiaan Huygens, já mencionado, trabalhou por um período no observatório. Os astrônomos Jean Picard (1620-1682) e Adrian Auzout (1622-1671) criaram miras telescópicas que incorporavam minúsculos fios móveis (o micrômetro) e permitiam ao espectador medir com mais precisão os movimentos dos corpos celestes. Outra conquista do observatório de Paris foi a descoberta da luz zodiacal (a luz solar difusa que dá brilho a certos corpos celestes). O Observatório de Paris permanece em funcionamento nos dias atuais.
Observatório de Greenwich
Carlos II da Inglaterra (r. 1660-1685), sem dúvida de olho no sucesso de Luís XIV em Paris, fundou sua própria instituição em Greenwich, nas proximidades de Londres. Instalado em 1675, o observatório tinha John Flamsteed (1646-1719) como um de seus principais astrônomos. Os demais membros fundadores eram Robert Hooke (1635-1703), cientista experimental da Sociedade Real, o extraordinário arquiteto Christopher Wren (1632-1723) e Jonas Moore (1617-1679), cartógrafo real. Wren, Moore e Hooke projetaram o novo prédio, ainda que a falta de recursos fizesse com que os planos originais nunca fossem completamente realizados.
Greenwich não tinha um financiamento tão vasto quanto o Observatório de Paris; o astrônomo Real Flamsteed dispunha apenas de um salário modesto e se esperava que pagasse pelos próprios instrumentos. O salário de Flamsteed totalizava 100 libras por ano, mas o custo de instalar um quadrante mural no observatório chegava a 120 libras. Havia outros problemas, tais como um relacionamento pouco claro com a Sociedade Real, o que levou a vários conflitos. Flamsteed, por exemplo, manifestou seu descontentamento com a concessão de recursos para a expedição para Santa Helena, considerando que este dinheiro seria melhor utilizado em novos equipamentos astronômicos.
O observatório atraiu pessoas talentosas. Halley, por exemplo, esteve no comando entre 1719 e 1742. Havia também doadores generosos, como Moore, que financiou a instalação de tecnologia avançada para a época, como relógios de pêndulo, cada um dos quais com um pêndulo gigante de quase quatro metros de comprimento. Os relógios tinham mecanismos diferentes para garantir que os astrônomos soubessem a hora exata de suas observações celestes. Repasses governamentais para o pagamento de equipamentos, em contraste, dependiam inteiramente da descoberta de dados úteis para a navegação, particularmente a criação de cartas astronômicas que permitissem a medição precisa da longitude. Greenwich tornou-se o meridiano principal e o centro do sistema mundial de contagem de tempo (GMT ou Hora de Greenwich).
O Crescimento Global dos Observatórios
Georg Marcgrave (aka Markgraf, 1610-1644) instalou um observatório em Recife, então parte do Brasil português, em 1638. Foi o primeiro observatório do Hemisfério Sul. Missionários jesuítas presentearam o imperador chinês com um telescópio em 1634. Na década de 1670, o missionário jesuíta Ferdinand Verbiest (1623-1688) ficou célebre por utilizar a obra de Tycho Brahe, Instrumentos para a Restauração da Astronomia, para fabricar instrumentos que passaram a fazer parte do observatório imperial chinês, em Beijing.
O sucesso dos observatórios financiados pelo estado em Paris e Greenwich levou a um aumento do interesse pela astronomia em outras nações. Em 1700, surgiu a Academia de Berlim. O Império Otomano (1299-1922) manteve por um breve período um observatório em Constantinopla (Istambul) de 1577 a 1580, até que as facções antiocidentais o fechassem. O interesse otomano ressurgiu em 1721, quando um emissário, um certo Yirmisekiz Mehmed Çelebi, foi despachado para Paris para relatar o que vinha acontecendo na astronomia ocidental no século anterior. Em 1724, Pedro, o Grande (r. 1682-1725) fundou a Academia Imperial de Ciências em São Petersburgo. A Academia incluía um observatório e, assim, a Rússia tornou-se membro da crescente "comunidade de nações que compartilhavam informação científica e trabalhavam dentro da mesma estrutura intelectual" (Burns, 2015, 145).
Os observatórios que utilizavam telescópios espalhavam-se para locais improváveis, tais como o Reino de Sião (atual Tailândia), na década de 1680. Situado em Narai, sede da corte real, era apenas um dos projetos científicos do rei Narai (r. 1656-1688), pois o monarca admirava a ciência ocidental e colecionava com entusiasmo relógios e mapas celestes. O rei Narai até enviou uma missão a Paris para aprender tudo o que pudessem.
Outro surpreendente observatório foi construído em Jaipur, na Índia, na década de 1720. O governante de um dos Estados Principescos Indianos, Jai Singh II (1688-1743), estava disposto a reunir a experiência hindu, islâmica e ocidental em astronomia. Consequentemente, Jaipur ostentava vários observatórios e Singh enviou uma delegação a Lisboa para comparar dados astronômicos e adquirir os mais recentes instrumentos científicos.
A despeito de todas estas interações internacionais, a astronomia declinou após a Revolução Científica até ser revivida por uma injeção de novas tecnologias. No século XIX, os observatórios se tornaram ainda mais sofisticados e úteis para a compreensão do universo, graças aos telescópios mais poderosos, com lentes mais potentes e ampla abertura, que podiam ser utilizadas até para observar objetos com menor brilho. Então, muito além da imaginação dos astrônomos da Revolução Científica, novos mundos ficaram ao alcance da vista ao final do século XX, quando os observatórios, dos quais o mais famoso é o telescópio Hubble, transferiram-se para o próprio espaço.
