[Ilustração: KEPLER]
Pioneiros do Progresso
Homens da Ciência Editado por S. Chapman, M.A., D.Sc., F.R.S.
KEPLER
por WALTER W. BRYANT do Observatório Real, Greenwich
1920
CONTEÚDO.
I. Astronomia Antes de Kepler
II. Primeiros Anos de Kepler
III. Tycho Brahe
IV. Kepler Junta-se a Tycho
V. Leis de Kepler
VI. Anos Finais
Apêndice I.--Lista de Datas
Apêndice II.--Bibliografia
Glossário
CAPÍTULO I. ASTRONOMIA ANTES DE KEPLER.
Para enfatizar a importância das reformas introduzidas na astronomia por Kepler, será bom esboçar brevemente a história das teorias que ele teve que derrubar. Muito no início, deve ter sido percebido que o sol e a lua estavam continuamente mudando seus lugares entre as estrelas. O dia, o mês e o ano eram divisões óbvias do tempo, e períodos mais longos eram sugeridos pela tabulação dos eclipses. Podemos imaginar o respeito concedido aos sábios caldeus que descobriram primeiro que os eclipses poderiam ser previstos, e como os filósofos da Mesopotâmia devem ter buscado ansiosamente evidências de novas leis periódicas. Certas das estrelas, que pareciam vagar e eram chamadas de planetas, forneceram um campo estendido para essas especulações. Entre os caldeus e babilônios, o conhecimento gradualmente adquirido provavelmente se restringia aos sacerdotes e era utilizado principalmente para previsão astrológica ou fixação de observâncias religiosas. Tais especulações que eram atuais entre eles, e também entre os egípcios e outros que vieram compartilhar seu conhecimento, foram quase inteiramente dedicadas à mitologia, atribuindo origens terrestres fantasiosas às constelações, com controvérsias ocasionais sobre como a terra é sustentada no espaço. Os gregos também tinham uma mitologia elaborada amplamente adaptada de seus vizinhos, mas não estavam satisfeitos com isso e fizeram tentativas persistentes de reduzir os movimentos aparentes dos objetos celestes a leis geométricas. Alguns dos pitagóricos, se não Pitágoras mesmo, defendiam que a terra é uma esfera, e que a revolução diária aparente do sol e das estrelas se devia realmente a um movimento da terra, embora essa movimentação da terra não fosse inicialmente considerada uma rotação em torno de um eixo. Essas noções, e também que os planetas, no geral, se movem de oeste para leste em relação às estrelas, foram conhecidas a um círculo maior através dos escritos de Platão. A Platão também é atribuído o desafio aos astrônomos de representar todos os movimentos dos corpos celestes por círculos uniformemente descritos, um desafio geralmente responsabilizado por uma vasta quantidade de esforço desperdiçado, e a postergação, por muitos séculos, do progresso real. Eudoxo de Cnido, tentando explicar o fato de que os planetas, durante toda revolução aparente ao redor da terra, param duas vezes, e no intervalo mais curto entre esses "pontos estacionários", se movem na direção oposta, descobriu que poderia representar os fenômenos razoavelmente bem por um sistema de esferas concêntricas, cada uma girando com sua própria velocidade, e carregando seu próprio planeta ao redor de seu próprio equador, a esfera mais externa carregando as estrelas fixas. Foi necessário assumir que os eixos em torno dos quais as várias esferas giravam também tivessem movimentos circulares, e gradualmente um número maior de esferas evoluiu, o número total exigido por Aristóteles atingindo cinquenta e cinco. Pode ser considerado favorável a Aristóteles que ele considerou a terra uma esfera e não um disco plano, mas ele parece ter pensado que as esferas matemáticas de Eudoxo tinham uma existência sólida real, e que não apenas meteoros, estrelas cadentes e aurora, mas também cometas e a Via Láctea pertenciam à atmosfera. Seu serviço realmente grande à ciência na compilação e crítica de tudo o que se sabia sobre a ciência natural teria sido maior se grande parte da discussão não tivesse sido sobre o significado exato das palavras usadas para descrever fenômenos, mas sim sobre os fatos e as causas dos fenômenos em si.
Aristarcus de Samós parece ter sido o primeiro a sugerir que os planetas giravam não em torno da terra, mas do sol, mas a ideia parecia tão improvável que mal foi notada, especialmente porque Aristarcus mesmo não a expandiu em um tratado.
Por volta desse tempo, a necessidade de lugares mais precisos para o sol e a lua, e a liberalidade dos ptolomeus que governavam o Egito, combinaram para fornecer observações regulares em Alexandria, de modo que, quando Hiparco chegou ao local, havia uma quantidade considerável de material para ele usar. Suas descobertas marcaram um grande avanço na ciência da astronomia. Ele notou o movimento irregular do sol e, para explicá-lo, assumiu que ele girava uniformemente não exatamente em torno da terra, mas em torno de um ponto algum afastado, chamado de "excentricidade". A linha que une o centro da terra ao excentricidade passa pelos apsides da órbita do sol, onde sua distância da terra é a maior e a menor. Ele poderia obter o mesmo resultado assumindo que o sol se movia em torno de um círculo pequeno, cujo centro descrevia um círculo maior em torno da terra; este círculo maior que carregava os outros era chamado de "deferente": de modo que o movimento real do sol estava em um epiciclo. Dos dois métodos de expressão, Hiparco preferiu o segundo. Ele aplicou o mesmo processo à lua, mas descobriu que poderia confiar nela apenas na lua nova e cheia. A irregularidade nos quartos primeiro e terceiro deixou para serem investigados por seus sucessores. Ele também considerou as observações planetárias à sua disposição insuficientes e, assim, desistiu da tentativa de uma teoria planetária completa. Ele fez determinações aprimoradas de alguns dos elementos dos movimentos do sol e da lua, e descobriu a Precessão dos Equinócios, a partir das observações Alexandrinhas que mostravam que cada ano, quando o sol vinha cruzar o equador no equinócio de primavera, ele o fazia em um ponto cerca de cinquenta segundos de arco antes na eclíptica, produzindo assim em 150 anos uma mudança inconfundível de alguns graus, ou quatro vezes o diâmetro do sol. Ele também inventou a trigonometria. Seu catálogo de estrelas se deveu ao aparecimento de uma nova estrela que o levou a procurar possíveis fenômenos semelhantes anteriores, e também a preparar-se para verificar os futuros. Nenhum avanço foi feito na astronomia teórica durante 260 anos, o intervalo entre Hiparco e Ptolomeu de Alexandria.
Ptolomeu aceitou a forma esférica da terra, mas negou sua rotação ou qualquer outro movimento. Ele não fez nenhum avanço sobre Hiparco em relação ao sol, embora a passagem do tempo tivesse ampliado em grande parte os erros dos elementos adotados pelo último. No caso da lua, no entanto, Ptolomeu rastreou a desigualdade variável notada às vezes por Hiparco no primeiro e último quarto, que desaparecia quando a lua estava no ápice ou no perigeu. Ele chamou isso de efeção e introduziu outro epiciclo para representá-la. Em sua teoria planetária, ele descobriu que os lugares dados pelo seu excentricidade adotada não se encaixavam, pois uma forma no ápice e a outra no perigeu; de modo que o centro da distância deveria ser mais próximo da terra. Ele achou melhor assumir que o centro da distância estivesse na metade entre os dois.