A chegada dos telescópios quebrou os ideais do céu noturno
Tenho em mãos um pequeno livro, The
Starry Herald (originalmente em latim,
Sidereus Nuncius ), escrito pelo matemático e cientista italiano Galileo Galilei em 1610. A primeira edição foi impressa em 550 cópias, das quais cento e cinquenta sobreviveram até hoje. Alguns anos atrás, no leilão
de Christie , as primeiras edições do livro tinham preços entre US $ 600.000 e US $ 800.000. Minha cópia em brochura, impressa em 1989, me custou US $ 12.
E embora a história da ciência não tenha coroado Vestnik com os mesmos louros generosos que os
Princípios Matemáticos da Filosofia Natural de Newton ou a
Origem das Espécies de Darwin , acredito que este foi um dos livros científicos mais influentes já publicados. Neste pequeno livro, Galileu relata o que viu quando virou seu novo telescópio para o céu: evidências claras de que os corpos celestes consistem em material comum, como gelo de inverno nas ilhas. O resultado causou uma revolução nas mentes que separaram o céu e a terra, causou uma expansão espetacular do território do mundo material e desafiou o
Absoluto . A materialidade das estrelas, combinada com a lei de conservação de energia, sugere que as estrelas estão condenadas à extinção. As estrelas no céu, os símbolos mais marcantes da imortalidade e constância, um dia terminarão suas vidas e morrerão.
O telescópio Galileu, usado por ele para observar o céu em 1610. Agora está no Museu Galileu, em Florença.Galileu nasceu em Pisa e cresceu em Florença. Desde 1592, ele ensinou matemática na Universidade de Pádua. Sendo incapaz de lidar com suas dívidas por apenas um salário - ele precisava pagar os benefícios das irmãs e também apoiar os três filhos de sua amante -, alugou casas e comercializou instrumentos científicos. No final da década de 1580, ele conduziu seu famoso experimento com movimento e queda de corpos. Em 1609, aos 45 anos, ouviu falar de um novo dispositivo de ampliação recentemente inventado na Holanda. Sem sequer ver esse milagre, ele rapidamente desenvolveu e fabricou o telescópio por conta própria, e era várias vezes mais poderoso que os holandeses. Aparentemente, ele se tornou o primeiro ser humano a enviar uma coisa dessas para o céu. Telescópios na Holanda eram chamados de "óculos espiões"
luneta; temos uma "luneta" / aprox. perev. ], o que levanta certas suspeitas sobre seu uso).
Galileu poliu e poliu as lentes por conta própria. Sua primeira ferramenta ampliou objetos cerca de 12 vezes. Como resultado, ele foi capaz de criar telescópios com um aumento de trinta vezes, e os objetos neles pareciam mil vezes mais próximos do que realmente eram. Seus telescópios sobreviventes podem ser vistos no raramente visitado Museu da Galiléia, em Florença. Seu primeiro telescópio tinha 93 cm de comprimento e 4 de largura; era um tubo de madeira e couro, com uma lente convexa de um lado e uma ocular côncava do outro. Estudei recentemente sua réplica. Primeiro, fiquei surpreso com o pequeno campo de visão, que era do tamanho de uma moeda, localizado no comprimento do braço. E embotamento. No entanto, com um pouco de estrabismo, pude distinguir as imagens fracas dessa moeda de pouca luz. Dirigindo um telescópio primitivo a um edifício a cem metros de distância, consegui distinguir tijolos que não eram visíveis a olho nu.
É difícil imaginar a emoção e o espanto de Galileu, que ele provavelmente experimentou quando olhou pela primeira vez com seu instrumento para os “corpos celestes” - descritos por séculos como esferas rotativas da lua, sol e planetas. Atrás deles, havia esferas de cristal girando segurando estrelas, e a esfera mais distante, Primum Mobile, era girada pelo próprio Deus com o dedo. E tudo isso tinha que consistir em éter, o quinto elemento de Aristóteles, impecável e ideal em forma e composição, descrito por Milton no poema "
Paradise Lost ", como a "quintessência efêmera do céu". E tudo isso estava em união com a consciência de Deus. De fato, Galileu viu através de suas pequenas crateras de tubo na lua e manchas escuras no sol.
Séculos antes,
Tomás de Aquino casou com sucesso a cosmologia de Aristóteles com a doutrina cristã, incluindo a natureza efêmera dos corpos celestes e a ideia de permanecer imóvel no centro do universo da Terra. Somente em um Thomas Thomas partiu de Aristóteles: a vida do Universo, infinita segundo Aristóteles, era finita segundo o dogma cristão. As imperfeições dos corpos celestes descobertas por Galileu representavam um sério desafio para a Igreja. Mas o telescópio em si era um desafio. O tubo do medidor de Galileu foi um dos primeiros instrumentos para melhorar os sentimentos de uma pessoa, para mostrar um mundo não visível pelos olhos e ouvidos naturais. Nada disso existia antes que essa ferramenta aparecesse. Muitas pessoas eram céticas em relação a ele, duvidando da realidade desse dispositivo e da avaliação de suas descobertas. Alguns consideravam o tubo estranho mágico, algo que não é deste mundo, como se alguém tivesse visto um smartphone no século XIX. O próprio Galileu, mesmo como cientista, não entendeu muito bem como isso funciona.
Deve-se lembrar que a crença em magia, bruxaria e magia negra na Europa foi difundida nos séculos XVI e XVII. Somente nesses dois séculos, 40.000 pessoas, principalmente mulheres suspeitas de bruxaria, foram queimadas na fogueira, penduradas em uma forca ou decapitadas. Em 1597, o rei Jaime VI da Escócia, que em 1603 se tornou Jaime I da Inglaterra, reclamou do "número terrível desses escravos vis do Diabo, bruxas e encantadores" que estavam naquele tempo e neste país. Acreditava-se que os feiticeiros podiam lançar maldições, danificando um tufo de cabelo ou a unha da vítima. O dispositivo da bruxaria matemática italiana?
Outros se referiram às descobertas de Galileu feitas com um telescópio com suspeita não porque cheiravam a magia negra ou contradiziam a doutrina teológica, mas porque desafiavam visões pessoais do mundo e conceitos filosóficos. Cesare Cremonini, professor de filosofia aristotélica da Universidade de Pádua e colega de Galileu, rejeitou suas alegações de crateras na lua e manchas no sol, mas ele se recusou a olhar para o cano. Posteriormente, as palavras de Cremonini foram citadas como dizendo: "Eu não quero apoiar afirmações sobre as quais não sei nada e coisas que não vi ... e as observações através desses óculos me causam dor de cabeça. Chega! Não quero ouvir mais nada sobre isso. " Outro contemporâneo galileu, Giulio Libri, professor de filosofia aristotélica em Pisa, também se recusou a olhar pelo cano. Galileu respondeu a essas recusas em uma carta ao seu colega, cientista
Johannes Kepler :
Meu querido Kepler, gostaria que ríssemos dessa incrível estupidez das pessoas comuns. O que você pode dizer sobre os principais filósofos dessa academia, impressionados com a teimosia dos burros e sem querer olhar os planetas ou a lua através de um telescópio, embora eu lhes tenha oferecido voluntariamente e especificamente essa oportunidade mil vezes? De fato, assim como um burro aperta seus ouvidos, esses filósofos fecham os olhos à luz da verdade.
Um pequeno livro de Galileu é dedicado a Cosimo II, o Médici, grão-duque da Toscana. Na página de rosto, diz: “BOLETIM DE ESTRELAS, revelando vistas maravilhosas e maravilhosas, e mostrando a todos, especialmente filósofos e astrônomos, as coisas que GALILEO GALILEI, um aristocrata florentino e professor de matemática da Universidade de Pádua, recentemente usando seu telescópio, desenvolvido ... ”No livro, Galileu demonstra seus próprios desenhos da lua, visíveis através de seu telescópio, que mostra suas seções escuras e claras, vales e colinas, crateras, montanhas e cadeias de montanhas. Ele até estima a altura das montanhas lunares pelo comprimento de suas sombras.
Quando ele olhou para a linha que separava as partes claras e escuras da lua, o chamado
terminador , acabou por não ser uma curva suave, o que se poderia esperar de uma esfera ideal das invenções teológicas, mas curvada e desigual. “Todo mundo será capaz de entender então”, escreve Galileu, “com um certo sentimento de que a Lua não tem uma superfície lisa e polida, mas é áspera, irregular e, como a face da Terra, está por toda parte repleta de saliências enormes, abismos profundos e curvas” . Ele também relatou a observação de luas em Júpiter, que deu uma hipótese convincente sobre a semelhança de outros planetas com a Terra. Em outras palavras, a Terra deixou de ser especial. E tudo isso confirmou a suposição de Copérnico, feita há 67 anos, de que o Sol, e não a Terra, está no centro do sistema planetário. Para um livro tão pequeno, havia muitas idéias. E sem desculpas a Aristóteles ou à Igreja.
Alguns meses após a publicação de Sidereus Nuncius, Galileu tornou-se conhecido em toda a Europa - em particular porque o telescópio, além do científico, tinha valor militar e comercial. Como Galileu escreveu a um amigo, "das torres mais altas de Veneza, você pode observar velas e navios tão distantes que precisavam de duas horas ou mais para chegar ao porto a todo vapor, quando já podiam ser vistos sem o meu telescópio". O boato sobre a invenção foi distribuído por escrito e oralmente.
O anúncio de Galileu da presença de manchas escuras no sol foi um desafio ainda maior para a perfeição divina do céu. Agora sabemos que esses pontos são causados pela concentração temporária de energia magnética nas camadas externas do sol. Por serem temporários, esses pontos aparecem e desaparecem. Em 1611, Christopher Scheiner, um dos principais matemáticos jesuítas da Suábia (sudoeste da Alemanha), retirou um desses dispositivos e confirmou as observações de Galileu de mover manchas escuras na frente do sol. No entanto, Scheiner tomou como base a suposição inquestionável de Aristóteles sobre a idealidade do Sol, então ele começou a apresentar vários argumentos duvidosos segundo os quais esse fenômeno era causado por outros planetas ou luas orbitando ao redor do sol e não era inerente à própria luminária.
Conforme indicado na página de rosto de seu livro, Galileu era matemático. Acreditava-se geralmente que a matemática existe em um mundo abstrato e lógico. Os matemáticos ajudaram os cientistas a contar e prever o "mundo real", mas a matemática era diferente deste mundo. Em particular, sistemas de corpos celestes que contradizem modelos teológicos foram usados simplesmente como dispositivos de contagem convenientes que descrevem a visibilidade e não a realidade. Portanto, o sistema planetário de Aristóteles e Ptolomeu com a Terra no centro e o sistema Copérnico com o Sol no centro poderiam ser comparados entre si como métodos diferentes de cálculo, uma vez que ambos deram resultados bastante precisos da localização dos planetas. Mas o primeiro correspondia a crenças teológicas e filosóficas, portanto acreditava-se que refletia a realidade.
Quando as observações de Galileu se tornaram conhecidas, os representantes da igreja reagiram com ceticismo. Em 19 de março de 1611, o cardeal
Roberto Bellarmine , chefe do colégio romano, escreveu a seus irmãos e matemáticos jesuítas:
Eu sei que seus reverendos ouviram falar de novas observações astronômicas por um matemático destacado. Preciso saber, porque ouvi opiniões diferentes, e vocês, pais reverendos, experientes nas ciências matemáticas, podem facilmente me dizer se essas novas descobertas são justificadas ou se é tudo uma aparência que não está relacionada à realidade.
Embora os matemáticos da Igreja discutissem sobre os detalhes das descobertas de Galileu, eles aceitaram por unanimidade a realidade dessas observações. No entanto, as descobertas feitas por Galileu usando o telescópio e seu apoio ao modelo heliocêntrico de Copérnico foram consideradas um ataque imperdoável a dogmas teológicos. Por isso, Galileu, um católico romano justo que considerou seriamente a possibilidade de se tornar padre, foi julgado pela Inquisição, forçando-o a renunciar à maioria de suas declarações astronômicas, e passou os últimos anos de sua vida em prisão domiciliar.
Agora, eu gostaria de me concentrar não na localização incorreta da Terra no centro do universo, mas no então novo conceito da materialidade do céu. Foi essa materialização, a violação dos chamados corpos celestes, que violou a natureza absoluta das estrelas. E a destruição começou com a observação de crateras e fendas da lua. Depois de 1610, muitos pensadores e escritores começaram a considerar a lua com planetas onde há solo, ar e água, adequados para uma população humanóide, embora incomum. Em 1630, Johannes Kepler, a quem Galileu escreveu sobre “a estupidez das pessoas comuns”, terminou o trabalho na fantasia muito popular Somnium (Dream), na qual o menino e sua mãe fazem uma viagem espacial à lua chamada Levania. Em Levania, tudo supera os equivalentes terrestres. As montanhas sobem muito mais alto que a terra, as planícies caem abaixo. Na zona quente de Levania, existem criaturas vivas, monstruosamente grandes e que vivem um dia. Esses animais, flutuando, voando e rastejando, não vivem o suficiente para construir cidades ou governos, mas são capazes de sustentar a vida. Como Kepler era um cientista de destaque, o mundo científico levou a sério essa história nos séculos XVII, XVIII e até XIX.
Havia muitas outras fantasias semelhantes. No poema
Elephant on the Moon ,
Samuel Butler , um cientista amador, observando a lua através de um telescópio, viu uma batalha do exército acontecendo lá, durante a qual o elefante lunar saltou de uma linha de soldados para outra em apenas alguns segundos (possivelmente devido à redução da gravidade da lua). Em 1698, o matemático e cientista holandês
Christian Huygens escreveu o livro Cosmoteoros: mundos celestiais abertos, ou hipóteses sobre os habitantes, plantas e vida de mundos e planetas. Esses livros e poemas foram escritos para pessoas comuns. Eles dão uma idéia de como as pessoas no século XVII começaram a considerar os planetas compostos por matéria comum. Os elefantes não pulam nos reinos divinos da quintessência efêmera.
Mas a maior influência pode ter sido a descoberta da natureza das estrelas Galileu. A idéia de que as estrelas podem ser sóis foi proposta pelo filósofo e escritor italiano
Giordano Bruno . Em seu livro "Sobre o infinito, o universo e os mundos", publicado em 1584, Bruno escreveu que "pode haver um número infinito de outros mundos (terras) com condições semelhantes, um número infinito de sóis ou luzes de natureza semelhante". Por essas suposições astronômicas e por negar outros dogmas católicos, Bruno foi queimado na fogueira em 1600.
No início do século XVII, vários pensadores ponderavam a idéia de que as estrelas poderiam ser sóis. Portanto, quando Galileu relatou manchas no Sol, suas descobertas afetaram drasticamente a natureza de todas as estrelas. As estrelas não podiam mais ser consideradas objetos ideais, consistindo em alguma substância eterna e indestrutível, em contraste com todas as coisas terrenas. O sol e a lua pareciam outras coisas materiais na Terra. No século 19, os astrônomos começaram a analisar a composição química das estrelas, dividindo sua luz em diferentes comprimentos de onda usando prismas. Cores diferentes podem ser associadas a vários elementos químicos que emitem luz. E aconteceu que as estrelas contêm hidrogênio, hélio, oxigênio e silício e muitos outros elementos terrestres comuns. Estrelas eram apenas átomos materiais.
Assim que Galileu e outros anunciaram as estrelas como material simples, seus dias foram contados - uma vez que todas as coisas materiais estão sujeitas à lei de conservação de energia. Essa lei é o paradigma de todas as leis da natureza, tanto no grandioso campo da aplicabilidade quanto nas formulações quantitativas e lógicas. De fato, a lei diz que a energia não pode ser criada ou destruída. A energia pode ser transferida de uma forma para outra, como, por exemplo, quando a energia química de uma partida se transforma em calor e na luz de sua chama. Mas a energia total em um sistema fechado permanece constante.
Uma estrela parece uma partida gigante. Uma quantidade finita de energia é armazenada nele - somente em uma estrela essa energia não é química, mas nuclear. Essa energia nuclear é liberada quando os átomos passam por síntese e criam átomos mais pesados. Mas as reservas de energia nuclear em uma estrela são limitadas, assim como as reservas de energia química em uma partida. E no processo de "queima" de combustível nuclear por uma estrela, a energia é emitida no espaço, principalmente na forma de luz. Se imaginássemos que colocamos uma estrela em uma caixa gigante, a energia total nessa caixa permaneceria constante, mas gradualmente fluiria da estrela para a luz na caixa e para o aumento da energia térmica e química de tudo que absorve essa luz.
Estrelas, é claro, não estão em caixas gigantes. Mas o princípio permanece. Estrelas, consistindo de material físico, de acordo com Bruno, e Galileu, e cientistas subseqüentes, têm um suprimento limitado de energia. As estrelas irradiam energia para o espaço, gastando seu suprimento final de energia nuclear. Como resultado, este precioso produto estelar será consumido, após o que as estrelas queimam e escurecem. Como acontecerá com o nosso Sol em cerca de 5 bilhões de anos. Após cerca de 1.000 bilhões de anos, todas as estrelas no céu se tornarão frias.
E depois disso, o céu noturno ficará completamente escuro. E o céu diurno estará escuro. Uma miríade de estrelas no céu, que já foi considerado o último local de descanso dos faraós, a personificação da permanência, imortalidade e outras propriedades do Absoluto, acabará se transformando em brasas flutuando no espaço.
Alan Lightman é físico e escritor, professor de humanidades no MIT. Trecho do livro: Procurando Estrelas na Ilha de Man (c) 2018 (Procurando Estrelas em uma Ilha no Maine)