CÁPSULAS ASTRONÔMICAS

Astronomia vs Astrologia

Cápsula 1

Figura 1: Astronomia e Astrologia tinham uma origem comum. Hoje, a diferença entre esses ramos está bem estabelecida.

Primeiro de tudo, precisamos esclarecer a diferença entre Astronomia e Astrologia, porque mesmo hoje muitas pessoas continuam a confundir esses termos. Embora fossem originalmente o mesmo, a astronomia e a astrologia separaram seus caminhos há mais de 6 séculos. Como uma nota histórica, o famoso astrônomo alemão Johannes Kepler (1571-1630) é considerado o último grande astrólogo e o primeiro astrofísico.

ASTRONOMIA: É a ciência que estuda o universo como um todo a partir da análise das posições, movimentos, estruturas e evolução dos corpos celestes. Para isso, o Método Científico é utilizado com base nas informações recebidas principalmente na forma de radiação eletromagnética (luz visível, infravermelho, ondas de rádio, raios X, etc.), astropartículas (raios cósmicos, neutrinos, etc.) e também, ondas gravitacionais (fusão de estrelas compactas). A astronomia abrange dois ramos principais: astronomia observacional e astrofísica. A astronomia observacional está focada no estudo das posições e movimentos dos astros, bem como na observação de fenômenos astronômicos em toda a faixa de energia do espectro eletromagnético, usando telescópios e sofisticados observatórios astronômicos. Enquanto astrofísica é dedicada a estudar a origem e evolução dos planetas, as estrelas, as galaxias e o universo como um todo, usando aproximações teóricas e simulações numéricas. Hoje em dia, a astronomia moderna é fundamentalmente um amálgama entre estas duas categorias, de modo que os termos astronomia e astrofísica são freqüentemente usados com indiferença.

ASTROLOGIA: É uma disciplina pseudocientífica que tenta prever os eventos da vida humana com base nas estrelas e sua posição no céu. Portanto, a astrologia é baseada em uma série de crenças que estabelecem uma relação entre os seres humanos e as posições das estrelas no céu. Então, os astrólogos não são cientistas, são adivinhos e muitas vezes trapaceiros.

Em resumo, a astrologia não usa o método científico e, portanto, não pode ser considerada uma ciência. Pelo contrário, a astronomia baseia seu estudo no uso do método científico e, portanto, na observação e verificação de hipóteses. Esta é a diferença fundamental entre astronomia e astrologia. Deste modo, a partir do século XV, a astronomia tornou-se a ciência que estuda o universo, enquanto a astrologia permaneceu um método de adivinhação.

É claro que os membros do grupo Astrofurg são dedicados à astronomia e não acreditamos na astrologia.

O que é o universo?

Cápsula 2

Figura 2: Universo Budassi - Todo o universo conhecido em uma única visão.

O universo é tudo o que existe hoje, no passado e no futuro. É a imensidão do espaço, povoada por inúmeras galáxias que por sua vez são compostas de estrelas, gás e poeira e permeadas de luz e outras radiações. Quando olhamos para a escuridão do céu noturno, estamos investigando em essência as profundezas insondáveis do universo. Embora as estrelas que vemos estejam todas trilhões de quilômetros de distância, elas são vizinhas próximas, porque o universo é inimaginavelmente vasto. A Figura 2 mostra o Universo Budassi, uma concepção em escala logarítmica que ilustra o Universo observável com o Sistema Solar no centro. Circundando o Sistema Solar estão os planetas internos e externos, o cinturão de Kuiper, a nuvem de Oort, a estrela Alfa Centauri, o braço de Perseus, a galáxia Via Láctea, a galáxia de Andrômeda, outras galáxias próximas, a teia cósmica, radiação cósmica de microondas e plasma invisível produzido pelo Big Bang muito nas bordas. Os seres humanos têm sido fascinados com os céus estrelados desde os primeiros tempos e vêm estudando-o sistematicamente há pelo menos 5.000 anos. Mas, embora a astronomia seja provavelmente a ciência mais antiga, ela mudou continuamente ao longo de sua história. Vamos dar uma olhada rápida neste vasto e belo universo...

A NAVE ESPACIAL TERRA: Os astronautas da Apollo 8 foram as primeiras pessoas a ver nosso planeta flutuando sozinho no universo, enquanto se dirigiam para a Lua em 1968. Outros astronautas permaneceram muito próximos da Terra para ver o planeta inteiro. A Figura 3 (acima) mostra uma imagem de nosso planeta. É a nave espacial Terra, um belo mundo azul salpicado de nuvens, que é o único lugar onde sabemos que há vida. Profundamente importante para nós, terrestres, sem dúvida, mas completamente insignificante no universo como um todo. É aqui que começa a aventura cósmica, que nos leva a nos questionar sobre nossas origens, onde a vida se torna consciente e se pergunta: quem somos nós? de onde viemos? qual é o nosso futuro?

ASTRONOMIA ANTIGA: A astronomia é a mais antiga das ciências naturais, que remonta à antiguidade, com suas origens nas crenças e práticas religiosas, mitológicas, cosmológicas, calendáricas e astrológicas da pré-história. Em algumas culturas, dados astronômicos foram usados para prognósticos astrológicos. Os astrônomos antigos foram capazes de diferenciar entre as estrelas e os planetas, já que as estrelas permanecem relativamente fixas ao longo dos séculos, enquanto os planetas se moverão para uma quantidade apreciável durante comparativamente pouco tempo. Britânicos antigos estavam familiarizados com os movimentos regulares do Sol, da Lua e das estrelas. Por volta de 2600 A.C. eles completaram Stonehenge. Em seus círculos de enormes megálitos e pequenas pedras eretas, havia alinhamentos que marcavam posições críticas do Sol e da Lua durante o ano. Muitos outros monumentos antigos em todo o mundo também têm alinhamentos astronômicos. Na China, Índia, Egito e Mesoamérica, por exemplo. Grandes edifícios-observatorios foram erguidos para estudar os céus e sua possível influência sobre os assuntos terrestres. A Figura 2 (centro) mostra a arquitetura de Stonehenge, bem como a pirâmide de Chichen Itzá, que além de observatórios astronômicos foram usados como locais de culto.

Figura 3: Uma vista superior da Nave Terra, observatórios astronômicos antigos (Stonehenge e Chichen Itzá) e Johannes Kepler e suas leis do movimento planetario.

O UNIVERSO PTOLEMAICO: O último dos grandes astrônomos clássicos, um grego alexandrino chamado Ptolomeu, resumiu o conceito antigo do universo por volta de 150 A.C. O universo ptolemaico tinha a Terra no centro, com o Sol, a Lua e os planetas circulando ao redor, dentro de uma esfera de estrelas fixas. Esse sistema celeste era a explicação simples para as posições e movimentos dos corpos celestes, embora estivesse completamente errado. Por mais de 1500 anos a humanidade aceitou essa explicação, devido principalmente à influência da Igreja Cristã, até a época da Revolução Copernicana.

O MUNDO EM MOVIMENTO: Em 1543, a astronomia foi revolucionada quando Nicolau Copérnico apresentou a ideia de um universo centrado no Sol (uma ideia que o astrônomo grego Aristarco já havia insinuado em 230 A.C.). No sistema copernicano, a Terra e os outros planetas viajam ao redor do Sol em órbitas circulares, mas os astrônomos não conseguiram combinar os movimentos observados dos planetas com essa idéia. Então o alemão Johannes Kepler descobriu que os planetas viajam ao redor do Sol, não em círculos, mas em elipses. Esta descoberta formou a primeira lei do movimento planetário de Kepler. As leis do movimento planetário de Kepler explicavam precisamente como os planetas se movem. Ele comparou o que chamou de “máquina celestial” a um relógio e chegou perto de entender a causa subjacente, acreditando que o Sol deve exercer uma força magnética nos planetas. Em 1687, Isaac Newton finalmente explicou por que os planetas orbitam do jeito que eles fazem, mostrando que a gravidade, não o magnetismo, é a força fundamental que mantém o universo unido. A Figura 3 (abaixo) mostra a Kepler e sus leis do movimento planetario.

Figura 4: Nuvens de gás, estrelas e galáxias. Componentes fundamentais do Universo

ESTRELAS E GALAXIAS: Os primeiros astrônomos visualizavam as estrelas como pontos no interior de uma grande esfera celeste que envolvia a Terra. No final dos anos 1700, os astrônomos estavam começando a descobrir como era nossa galáxia. Ao traçar a distribuição das estrelas, William Herschel provou que nossa galáxia tinha formato de lente (é, na verdade, uma espiral protuberante). A existência de galáxias além da nossa não foi comprovada até 1923, quando Edwin Hubble descobriu que a "nebulosa" de Andrômeda estava muito além do nosso sistema estelar. O Hubble também descobriu que as galáxias tinham seu próprio movimento e que elas estavam se afastando de nós. Ele descobriu assim a expansão do universo, um universo tão vasto que era inimaginável. A Figura 4 mostra a galáxia de Andrômeda, uma galáxia muito semelhante à nossa Via Láctea, com nuvens de gás e poeira e milhões de estrelas e planetas.

TUDO É RELATIVO: No início do século passado, um jovem físico alemão chamado Albert Einstein transformou a maneira como vemos o espaço e o universo. Ele introduziu suas teorias da relatividade - a teoria especial em 1905 e a teoria geral 10 anos depois. Uma das idéias apresentadas nessas teorias é que nada pode se mover mais rápido que a velocidade da luz e que a energia e a massa são equivalentes e podem ser convertidas umas nas outras. Além disso, o espaço tridimensional e o tempo não são entidades separadas, mas estão inter-relacionados. Hoje, a teoria do Big Bang (nossa melhor explicação para a origem do Universo) é baseada na relatividade geral de Einstein, que é uma teoria da gravidade e que até agora tem explicado com sucesso a maioria dos fenômenos astrofísicos onde esta teoria se aplica. A Figura 5 ilustra em detalhes a jornada de Einstein para a Relatividade Geral, suas equações e conseqüências científicas.

Figura 5: Albert Einstein no centenário da resolução do quebra-cabeça da gravidade usando sua relatividade geral.

Como nos encaixamos no Universo?

Cápsula 3

Figura 6: O mundo medieval - Mapa do mundo antigo que mostra um duplo hemisfério.

Para nós, os terráqueos, nosso planeta é a coisa mais importante que existe, e não muito tempo atrás, as pessoas pensavam que nosso planeta era o centro do universo. Nada poderia estar mais longe da verdade - em o universo como um todo, a Terra não é nem um pouco especial. É uma partícula insignificante de rocha circulando uma estrela muito comum em uma galáxia comum em um pequeno canto do espaço. Exatamente o tamanho do universo, ninguém realmente sabe, mas os astrônomos agora detectam objetos tão longe que a sua luz tem vindo em nossa direção para cerca de 13 bilhões de anos. Isso os coloca a uma distância de alguns 123 sextillion kilometros - uma distância além da nossa compreensão.

PEQUENO COSMOS: Nos tempos medievais, antes das grandes viagens de descoberta e exploração que começaram no século XV, as pessoas assumiram que a Terra era o universo inteiro. Muitos apoiavam a idéia de uma Terra plana - ir longe demais e você cairia na borda. A Fig. 6 mostra um mapa medieval feito por Henricus Hondius em Amsterdam (1630). O mapa foi colorido à mão. O nome completo do mapa: Nova Totius Terrarum Orbis Geografia Ac Hydrographica Tabula.

ESCALA DO UNIVERSO: Nossa insignificância no universo como um todo é retratada graficamente nessa seqüência de imagens abaixo, da vida na escala humana à imensurável imensidão do espaço intergaláctico. Uma maneira de ajudar a entender a escala do universo é considerar quanto tempo levaria para viajar de um lugar para outro, à velocidade da luz, a 300.000 km/s. Os astrônomos freqüentemente usam o ano-luz (9,5 trilhões de quilômetros) como medida de distâncias cósmicas. Por exemplo, a luz leva cerca de 8 minutos para viajar do Sol para a Terra. A Fig. 7 mostra o universo em toda sua extensão, desde as maiores estruturas do universo observável até estruturas menores como o nosso planeta. No limite do universo observável, vemos que quanto mais distante um objeto, mais rápido ele se afasta de nós; as galáxias mais distantes estão se afastando de nós a velocidades próximas à velocidade da luz. A estas distâncias, estruturas complexas podem ser visualizadas onde as galáxias são formadas. Superaglomerados de galáxias são encontrados dentro deste tear cósmico. Uma dessas estruturas é chamada de superaglomerado local, porque contém o conhecido Grupo Local de Galáxias. Nossa galáxia se move em relação aos outras no grupo local: estamos viajando em direção à galáxia de Andrômeda a cerca de 300.000 km/h. Enquanto levaria apenas algumas centenas de milhares de anos para alcançar nossos vizinhos galácticos mais próximos à velocidade da luz, para a maioria das galáxias exigiria tempos de viagem de milhões de anos. Para as mais distantes levariam bilhões de anos para chegar. A galáxia via láctea gira, carregando o nosso sol em torno do seu centro uma vez a cada 230 milhões de anos, a uma velocidade de 800.000 km/h. No sistema solar, a Terra está a três planetas do Sol. Levaria mais de oito minutos para viajar para o Sol à velocidade da luz. O sistema solar também se move em relação às estrelas próximas, normalmente a 70.000 km/h. A Terra orbita o sol uma vez por ano, movendo-se a mais de 100.000 km/h. A Terra gira em torno do seu eixo uma vez por dia, transportando pessoas na maior parte do mundo em torno do eixo a mais de 1000 km/h. Do espaço, a Terra parece azul devido às vastas extensões de água da superfície. Nuvens brancas cercam o planeta.

Figura 7: O universo está repleto de estrutura em todas as escalas. Mas, como a Terra pode-se comparar numa Escala Celestial? Apresentamos aqui a ideia do enorme universo em que estamos vivendo.

A NOSSA VISÃO DO UNIVERSO: Nós olhamos para o universo de dentro de uma camada de estrelas que forma o disco da nossa galáxia. Vemos a maior densidade de estrelas quando olhamos ao longo do plano desse disco - nessa direção, a galáxia se estende por dezenas de milhares de anos-luz. No céu noturno, vemos essa faixa densa como a Via Láctea. Para ambos os lados da Via Láctea, estamos olhando através do disco, mas desta vez perpendicular ao seu plano e vemos muito menos estrelas. Combinando imagens de satélite do céu em todas as direções, podemos capturar uma imagem geral de como o universo se parece dentro de nossa galáxia. A Fig. 8 mostra a nossa galaxia Vía Láctea em varias frequências e energias: de as partes mais energéticas do espectro eletromagnético (radiação gama), até as menos energéticas, como o rádio. Cada imagem mostra o céu inteiro na projeção de Aitoff, alinhada de modo que o plano galáctico corra horizontalmente pelo centro; o centro galáctico é em direção ao centro de cada um. Toda a esfera celeste é mapeada nessas imagens de forma oval.

Figura 8: A Via Láctea, em coordenadas galácticas, como vista em diferentes comprimentos de onda do espectro eletromagnético.

O UNIVERSO LOCAL: Desde o começo da Era Espacial, o conhecimento sobre nossos vizinhos no espaço, os planetas, cresceu rapidamente. Em uma notável viagem de descoberta de 12 anos, as sondas Voyager visitaram todos os quatro planetas gigantes - Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Em 1990, a Voyager 1 voltou a olhar para fora do sistema solar e tirou um retrato de família de seis dos planetas. Possui quadros individuais de seis planetas e um fundo parcial indicando suas posições relativas. A imagem é um mosaico de 60 quadros individuais. Os planetas aparecem como pouco mais que pequenas partículas perdidas na vastidão do espaço (figura embaixo). Também, através dos telescópios mais poderosos, os astrônomos podem ver galáxias em todas as direções. A figura acima mostra um gráfico das posições de cerca de dois milhões de galáxias em uma região do espaço, e também uma simulação computacional do modelo lambda-CDM (modelo cosmológico com materia energia obscura), mostrando um excelente ajuste. Um estudo cuidadoso mostra que as galáxias estão dispostas em aglomerados e superaglomerados, que formam folhas e fitas interconectadas em torno de vastos espaços vazios, ou vacuolas - a estrutura em larga escala do cosmos.

Figura 9: Acima - A distribuição de galáxias observada pelo Sloan Digital Sky Survey (SDSS) e à prevista pela Simulação Bolshoi. Embaixo: O Retrato de Família, ou às vezes Retrato dos Planetas, é uma imagem do Sistema Solar adquirido pela Voyager 1 em 14 de fevereiro de 1990, a uma distância de aproximadamente 6 bilhões de quilômetros da Terra.