Heliocentrismo

Universo Heliocêntrico.

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

Em astronomia, heliocentrismo é a teoria que o Sol está estacionário no centro do universo. A palavra vem do grego (ήλιος Helios = sol e κέντρον kentron = centro). Historicamente, o heliocentrismo era oposto ao geocentrismo, que colocava a Tera no centro. Apesar das discussões da possibilidade do heliocentrismo datarem da antiguidade clássica, somente 1.800 anos mais tarde, no século XVI, que o matemático e astrônomo polonês Nicolaus Copernicus apresentou um modelo matemático preditivo completo de um sistema heliocêntrico, que mais tarde foi elaborado e expandido por Johannes Kepler.

Desenvolvimento do heliocentrismo

Para qualquer um que se coloque em pé e observe o céu, parece claro que a Terra permanece em seu lugar enquanto 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, 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 de Ptolomeu exigir 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 fosse determinável tratando as esferas celestiais das órbitas como realidades contíguas. Isto fazia com que a distância das estrelas fosse menor que 20 UAs—um retrocesso na ciência já que o esquema heliocêntrico de Aristarco já havia, séculos antes, necessariamente colocado 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 argumentos que sutentam essas alegações. Essas idéias 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 idéias heliocêntricas.

Índia Antiga

Veja Astronomia indiana

De acordo com Dick Teresi, os primeiros traços da idéia 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 como o Shatapatha Brahmana, que tinha, de acordo com Subhash Kak:

"O sol está estacionado pela eternidade, no meio do dia. [...] Do sol, que está sempre em um e o mesmo lugar, não há nem nascer nem poente."

A interpretação de Kak é que isto signifcia 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

O sol prende estes mundos - a terra, os planetas, a atmosfera - a si mesmo em uma linha.

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

Veja Astronomia grega

No século IV AEC, 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 - Sobre os Céus, Livro Dois, Capítulo 13

Os cálculos de Aristarco, no século III AEC, dos tamanhos relativos da Terra, Sol e Lua, a partir de uma cópia grega do século X EC.

As razões para esta localização eram filosóficos, baseados nos elementos clássicos, em vez de científicos; o fogo era mais precioso que a terra na opinião dos pitagoreanos, 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.

Heraclides do Ponto (século IV AEC) explicou que o movimento diário aparente da esfera celestial pela rotação da Terra.

A primeira pessoa a apresentar um argumento para o sistema heliocêntrico, entretanto, foi Aristarco de Samos (c. 270 AEC). 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 comeentários 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 `alinha 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 estelas fixas e o Sol permanécem 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 proporão ao centro das estrelas fixas como o centro da esfera a sua superfície.

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.

Oriente Médio

Qutb al-Din, no século XIII, discutiu se o heliocentrismo era possível.

Veja Astronomia babilônica e Astronomia islâmica

Nicolau de Cusa, século XV, questionou se havia qualquer razão para afirmar o heliocentrismo.

Europa Medieval

Houve algumas especulações ocasionais sobre o heliocentrismo na Europa antes de Copérnico. Martianus Capella propôs um modelo heliocêntrico para Mercúrio e Vênus, que foi discutido por vários comentadores anônimos do século IX. Durante o final da Idade Média, o bispo Nicole Oresme discutiu a possibilidade de que a Terra girasse em seu exio, enquanto o cardeal (Nicolau de Cusa em seu De Docta Ignorantia perguntou se havia qualquer razão para afirmar que o Sol (ou qualquer outro ponto) era o centro do universo. Em paralelo com uam definição mística de Deus, Cusa escreveu que "Assim o tecido do mundo (machina mundi) irá quasi ter seucentro em todo lugar e circunferência em lugar nenhum."

Astronomia matemática

Na astronomia matemática, modelos do heliocentrismo envolvem sistemas de cálculo matemático que estão ligados ao modelo heliocêntrico e onde as posições dos planetas podem ser derivadas. O primeiro sistema computacional explicitamente ligado ao modelo heliocêntrico foi o modelo copernicano descrito por Copérnico, mas existiram sistemas computacionais anteriores que implicavam alguma forma de heliocentricidade, notavelmente o modelo de Aryabhata, que possuía parâmetros astronômicos que foram interpretados como implicando uma forma de heliocentrismo. Vários astrônomos muçulmanos também desenvolveram sistemas computacionais com parâmetros astronômicos compatíveis com o heliocentrismo, como apontado por Biruni, mas o conceito de heliocentrismo era considerado um problema filosófico em vez de um problema matemático. Seus parâmetros astronômicos foram mais tarde adaptados no modelo copernicano em um contexto heliocêntrico.

Reações religiosas ao heliocentrismo copernicano

Na Bíblia do Rei James, Crônicas 16:30 declara que "o mudno também deve ser estável, não se move". O Salmo 104:5 diz [o Senhor] que deitou as fundações da terra, que não serão movidas para sempre. Eclesiastes 1:5 declara que "o Sol nasce, e se põe, e volta para o lugar onde estava."

Galileu defendeu o heliocentrismo, e alegou que eles naõ eram contrários à estas passagens na Escritura (veja o Julgamento de Galileu Galilei). Ele assumiu a posição de Agostinho sobre a Escritura: não tomar todas as passagens literalmente quando a escritura em questão é um livro de poesia e músicas, não um livro de instruções ou história. Os autores da Escritura escreviam da perspectiva do mundo terrestre, e deste ponto de vista o sol nasce e se põe. De fato, é a rotação da Terra que dá a impressão que o Sol está se movimentando pelo céu.

A visão da ciência moderna

A idéia que a visão heliocêntrica também não era verdadeira de uma forma mais estrita foi alcançada em passos. Que o Sol não era o centro do universo, mas uma das inumeráveis estrelas, foi advogada pelo místico Giordano Bruno. Durante o passar dos séculos XVIII e XIX, o status do Sol como apenas uma estrela entre muitas se tornou cada vez mais óbvio. No século XX, mesmo antes da descoberta de que haviam muitas galáxias, não era mais discutido.

Mesmo se a discussão está limitada ao sistema solar, o Sol não está no centro geométrico da órbita de nenhum planeta, mas no foco da órbita elíptica. Além disso, considerando que a massa de um planeta não pode ser negligenciada em comparação à massa solar, o centro de gravidade do sistema solar está levemente deslocado do centro do Sol (as massas dos planeta,s principalmente Júpiter, chegam a 0,14% da massa do Sol). Portanto, um hipotético astrônomo em um planeta extrasolar iria observar um "balanço" em sua percepção do movimento do Sol.

O abandono do conceito de "repouso" é relacionado ao princípio da relatividade. Ao mesmo tempo, assumindo um universo não limitado, ficou claro que não há uma posição privilegiada no espaço, até a apresentação da teoria da relatividade especial por Albert Einstein, pelo menos a existência de uma classe privilegiada de sistemas inerciais absolutamente em repouso era assumida, em particular na forma de uma hipótese do éter luminífero. Algumas forams do princípio de Mach consideram o referencial em repouso com as massas do Universo como tendo propriedades especiais.

Uso moderno de geocêntrico e heliocêntrico

Nos cálculos modernos, a origem e orientação de um ssitema de coordenadas geralmente precisam ser selecionados, por razões práticas, e nestes sistemas a origem na massa, massa solar ou centro de massa do sistema solar são frequentemente selecionadas. Entretanto, estas seleções de coordenadas possui apenas implicações práticas e não filosóficas ou físicas.

Ver também

• Geocentrismo
• Nicolau Copérnico
• Galileu Galilei
• Giordano Bruno
• Johannes Kepler
• Tycho Brahe
• Aristarco de Samos
• Immanuel Kant