Heliocentrismo

Universo heliocêntrico

Na astronomia, heliocentrismo é a teoria que coloca o Sol, em sua apresentação inicial, estacionário no centro do universo; ou em sentido estrito, situado aproximadamente no centro do Sistema Solar, no caso do heliocentrismo renascentista.[1] A palavra vem do grego (ήλιος Helios = sol e κέντρον kentron = centro).

Historicamente, o heliocentrismo era oposto ao geocentrismo, que colocava a Terra no centro do universo. Apesar de as discussões da possibilidade do heliocentrismo datarem da Antiguidade Clássica, somente 1800 anos mais tarde, no século XVI, o tema ganhou notoriedade explícita ao suscitar e estabelecer o divórcio entre o pensamento dogmático religioso e o pensamento científico; a ele e ao julgamento de Galileu Galilei perante a Inquisição remontando as origens da ciência em acepção moderna. Àquela época, o matemático e astrônomo polonês Nicolau Copérnico foi o primeiro a apresentar um modelo matemático preditivo consistente e completo de um sistema heliocêntrico. Ainda sem a acurada precisão e um pouco confuso, contudo, o modelo de Copérnico foi mais tarde reestruturado, expandido e aprimorado por Johannes Kepler. A explicação física causal para o modelo de Kepler foi fornecida por Isaac Newton via lei da gravitação universal, sendo o modelo então estabelecido de grande valia até hoje.

Todos os cálculos necessários ao lançamento de satélites e veículos espaciais fundamentam-se, até hoje, nos conhecimentos acerca do heliocentrismo estabelecidos à época de Galileu, Kepler e Newton.

Desenvolvimento do heliocentrismo

Heliocentrismo (painel inferior) em comparação com o modelo geocêntrico (painel superior)

Para qualquer um que se coloque em pé e observe o céu, parece claro que a Terra permanece em seu lugar enquanto que tudo no céu nasce e se põe ou dá a volta uma vez por dia. Observações feitas por tempos mais longos apresentam movimentos mais complicados. O Sol descreve um círculo lentamente pelo curso de um ano, os planetas possuem movimentos similares, mas algumas vezes eles movem-se na direção oposta, em um movimento retrógrado.

Conforme aumentou a compreensão destes movimentos, eles exigiam descrições cada vez mais elaboradas, a mais famosa foi o sistema ptolemaico (geocentrismo), formulado no século II, que, apesar de considerado incorreto atualmente, ainda servia para calcular a posição correta dos planetas com um grau moderado de precisão, apesar da exigência de Ptolemeu que epiciclos não fossem excêntricos causassem problemas desnecessários para os movimentos de Marte e especialmente Mercúrio. O próprio Ptolomeu, em seu Almagesto, apontou que qualquer modelo para descrever o movimento dos planetas era apenas um dispositivo matemático e, como não havia forma de saber qual era verdadeiro, o modelo mais simples que obtivesse os números corretos deveria ser usado; entretanto, ele mesmo escolheu o modelo geocêntrico epicíclico e em seu trabalho principal, " Hipótese Planetária", tratou seus modelos como suficientemente reais para que as distâncias da Lua, Sol, planetas e estrelas fossem determináveis tratando as esferas celestiais das órbitas como realidades contíguas. Isto fazia com que a distância das estrelas fosse menor que 20 unidades astronômicas[2] — um retrocesso na ciência já que o esquema heliocêntrico de Aristarco de Samos já havia, séculos antes, necessariamente colocando as estrelas a pelo menos duas ordens de magnitude mais distantes.

Discussões filosóficas

Argumentos filosóficos do heliocentrismo envolvem declarações genéricas de que o Sol, orbitado por alguns ou todos os planetas, está no centro do Universo, e os argumentos que sustentam essas alegações. Essas ideias podem ser encontradas em textos sânscritos, gregos, árabes e latinos. Poucas destas fontes originais, entretanto, desenvolveram alguma técnica para calcular qualquer consequência observacional de suas ideias heliocêntricas.

Índia Antiga

Ver artigo principal: Astronomia indiana

De acordo com Dick Teresi, os primeiros traços da ideia contra-intuitiva de que era a Terra que estava se movendo e que o Sol estava no centro do sistema solar são encontrados em textos védicos e pós-védicos[3][4] como o Shatapatha Brahmana, que tinha, de acordo com Subhash Kak:

A interpretação de Kak é que isto significa que o Sol está estacionário, portanto a Terra está se movendo em torno do mesmo. O texto astronômico de Yajnavalkya, Shatapatha Brahmana (8.7.3.10) declara que

Yajnavalkya reconhecia que o Sol era muito maior que a Terra, o que pode ter influenciado seu conceito heliocêntrico. Ele mediu de forma precisa as distâncias da Terra ao Sol e à Lua como 108 vezes o diâmetro destes corpos celestiais, um valor bastante próximo dos valores modernos de 107,6 para o Sol e 110,6 para a Lua.

Grécia Antiga

Cálculos de Aristarco, no século III a.C., dos tamanhos relativos da Terra, Sol e Lua
Desenho a partir de uma cópia grega do século X
Ver artigo principal: Astronomia grega

No século IV a.C., Aristóteles escreveu que:

"No centro, eles [os pitagóricos] dizem, há fogo, e a Terra é uma das estrelas, criando noite e dia pelo seu movimento circular em torno do centro." Aristóteles - Livro Dois, Capítulo 13

As razões para esta localização eram filosóficas, baseados nos quatro elementos, em vez de científicos. O fogo era mais precioso que a terra na opinião dos pitagóricos, e por este motivo o fogo deveria estar no centro. Entretanto, o fogo central não é o Sol. Os pitagóricos acreditavam que o Sol orbitava o fogo central junto com tudo o mais. Aristóteles rejeitava este argumento e advogava o geocentrismo.

Heráclides do Ponto (século IV a.C.) explicou o movimento diário aparente da esfera celestial pela rotação da Terra.

Aristarco de Samos

A primeira pessoa a apresentar um argumento para o sistema heliocêntrico, entretanto, foi Aristarco de Samos (c. 270 a.C.). Como Eratóstenes, Aristarco calculou o tamanho da Terra, e mediu tamanho e distância da Lua e do Sol, em um tratado que sobreviveu à passagem do tempo. A partir de suas estimativas, ele concluiu que o Sol era seis ou sete vezes mais largo que a Terra e portanto centenas de vezes mais volumoso.

Seus escritos sobre o sistema heliocêntrico se perderam, mas alguma informação é conhecida a partir de descrições que sobreviveram e de comentários de críticos contemporâneos, como Arquimedes. Já foi sugerido que seu cálculo do tamanho relativo da Terra e o Sol levou Aristarco a concluir que fazia mais sentido que a Terra estivesse se movendo do que o enorme Sol estar se movendo em seu entorno. Apesar do texto original ter sido perdido, uma referência no livro de Arquimedes, O Contador de Areias descreve outro trabalho de Aristarco em que ele avançou uma hipótese alternativa do modelo heliocêntrico. Escreveu Arquimedes:

O rei Gelon sabe que 'universo' é o nome dado pela maioria dos astrônomos à esfera ao centro da qual está a Terra, e seu raio é igual à linha reta entre o centro do Sol e o centro da Terra. É esta a noção comum que você ouviu dos astrônomos. Mas Aristarco escreveu um livro consistindo de certas hipóteses, onde, aparentemente, como consequência das suposições feitas, que o universo é muitas vezes maior que o 'universo' mencionado acima. Suas hipóteses são que as estrelas fixas e o Sol permanecem imóveis, que a Terra gira em torno do Sol na circunferência de um círculo, com o Sol no meio da órbita, e que a esfera de estrelas fixas, situada com o centro no mesmo do Sol, é tão grande que o círculo em que ele supõe a Terra se move tem uma proporção ao centro das estrelas fixas como o centro da esfera a sua superfície.[7]

Aristarco, portanto, acreditava que as estrelas estavam muito distantes, e via isto como a razão pela qual não havia uma paralaxe visível, ou seja, um movimento observável das estrelas relativas uma às outras conforme a Terra orbitava o Sol. As estrelas estão de fato muito mais longe que a distância que era imaginada nos tempos antigos, e é esta a razão pela qual a paralaxe estelar só é detectável com telescópios.

Arquimedes dizia que Aristarco fez a distância das estrelas maior, sugerindo que ele estava respondendo a objeção natural que o heliocentrismo requer oscilações de paralaxe estelar. Aparentemente ele concordou com este ponto, mas colocou as estrelas muito distantes para tornar o movimento paralático invisivelmente minúsculo. Desta forma o heliocentrismo abriu o caminho para a percepção de que o universo era muito maior que o que o geocentrismo ensinava.[8]

Seleuco de Selêucia

Deve ser notado que Plutarco menciona os "seguidores de Aristarco" de passagem, então é provável que houve outros astrônomos no período clássico que também desposaram o heliocentrismo cujo trabalho está agora perdido para nós. Entretanto, o único outro astrônomo da antiguidade que é conhecido pelo nome que sabe-se ter apoiado o modelo heliocêntrico de Aristarco de Samos foi Seleuco de Selêucia, um astrônomo mesopotâmico que viveu um século após Aristarco. Seleuco adotou o sistema heliocêntrico de Aristarco e diz-se que ele havia provado a teoria heliocêntrica.[9] De acordo com Bartel Leendert van der Waerden, Seleuco pode ter provado a teoria heliocêntrica determinando as constantes de um modelo geométrico para a teoria heliocêntrica e desenvolvendo métodos para computar posições planetárias usando este modelo. Ele pode ter usado métodos trigonométricos primitivos que estavam disponíveis em sua época, já que era contemporâneo de Hiparco.[10] Um fragmento de um trabalho de Seleuco, que apoiava o modelo heliocêntrico de Aristarco no século II a.C. sobreviveu em uma tradução árabe, que foi referido por Rasis (n. 865).[11]

Mundo Católico

Houve algumas especulações ocasionais sobre o heliocentrismo, na Europa, antes de Nicolau Copérnico. Na Cartago Romana, Marciano Capela (século V) expressou a opinião que os planetas Vênus e Mercúrio não orbitavam a Terra, mas em vez disso circulavam o Sol.[12] Copérnico mencionou-o como uma influência de seu próprio trabalho.[13]

Durante o final da Idade Média, o bispo Nicole d'Oresme discutiu a possibilidade da Terra girar em seu eixo, enquanto o cardeal Nicolau de Cusa em seu A Douta Ignorância perguntou se havia qualquer razão para afirmar que o Sol (ou qualquer outro ponto) era o centro do Universo. Em paralelo a uma definição mística de Deus, Cusa escreveu que "assim o tecido do mundo (machina mundi) quasi terá seu centro em todo lugar e a circunferência em lugar nenhum."[14]

Oriente Médio

Cutabe Aldim de Xiraz, no século XIII, discutiu se o heliocentrismo era possível