Galileu Galilei e a Astronomia
Hoje � muito comum, diante de uma afirma��o de cunho cient�fico, as pessoas perguntarem se ela foi testada na pr�tica. Esse procedimento que nos parece natural, � um legado de Galileu. Mais importante do que ter armado nossas mentes com um m�todo cient�fico, foi ter literalmente revelado o Universo para a humanidade e mostrado o nosso verdadeiro lugar no cosmos.
Galileu nasceu em Pisa, dia 18 de Fevereiro de 1564, filho de Vincenzo Galilei, comerciante, m�sico e matem�tico. A fam�lia se mudou para Floren�a quando Galileu ainda era jovem, e foi em um mosteiro Fiorentino que ele come�ou seus estudos. Galileu desde cedo demonstrou facilidade para matem�tica e interesse em mec�nica, mas seu pai, inabal�vel, o encaminhou a campos mais �teis, de forma que Galileu entrou para a Universidade de Pisa em 1581, aos 17 anos, para estudar medicina. Por�m, cinco anos mais tarde, persuadiu seu pai a permitir que deixasse a universidade sem ter obtido o diploma, e retornou a Floren�a para estudar e ensinar matem�tica.
Tudo o que era conhecido e ensinado sobre ci�ncia e filosofia natural provinha do grande fil�sofo grego Arist�teles (384 a.C - 322 a.C), cujos livros foram introduzidos na Europa crist� atrav�s dos �rabes, e desde ent�o suas teorias come�aram a ser aceitas com uma autoridade indiscut�vel.
Arist�teles propunha que a natureza, a sociedade e os indiv�duos deveriam ser estudados sob um olhar bastante minucioso, racional e l�gico, classificando-os de uma forma did�tica. Em Astronomia, Arist�teles descreve um Universo esf�rico e finito, tendo a Terra como centro, composta por quatro elementos definidos pela Alquimia: terra, ar, fogo e �gua, cada um dos quais com seu lugar adequado, determinado por sua �gravidade espec�fica�, e que se movem em linha reta para o lugar que lhes corresponde, o centro do Universo (centro da Terra). Os c�us, por�m, movem-se de forma natural, infinita e imut�vel, seguindo um complexo movimento circular, pois t�m em sua composi��o um quinto elemento: o �ter.
Com esta linha de racioc�nio, ele acreditou que os quatro elementos teriam cada qual o seu pr�prio lugar, ou seja, que tendem a aparecer na natureza sempre em uma ordem definida. A terra estaria no centro, a �gua acima deste, o ar acima da �gua e o fogo o mais elevado de todos os elementos, estaria acima de todos os demais. Um elemento densamente formado por terra, como uma rocha, cai espa�o abaixo, enquanto que as bolhas de ar na �gua movem-se l�quido acima. Ainda uma vez, a chuva cai, mas o fogo se eleva. Para Arist�teles parecia que o mais pesado dos objetos fosse aquele que teria a maior tend�ncia de adquirir mais rapidamente o seu pr�prio lugar de origem, ent�o ele acreditava que o corpo mais pesado cairia mais rapidamente que o mais leve.
Cinco s�culos depois da morte de Arist�teles, um eg�pcio chamado Claudius Ptolomeu (87- 150 d.C.) criou um modelo de universo que previa mais precisamente os movimentos e a��es das esferas celestes. Assim como Arist�teles, Ptolomeu acreditava que a Terra estava em repouso. Objetos ca�am para o centro da Terra, racionava, porque a Terra deve estar fixa no centro do universo. Esse sistema, denominado de Sistema Geoc�ntrico, descrevia um universo finito (cujo limite era uma esfera de estrelas, sempre imut�vel) com todos os corpos celestes conhecidos da �poca (Lua, Sol, Merc�rio, V�nus, Marte, J�piter e Saturno) descrevendo �rbitas circulares e perfeitas centradas na Terra. A Cristandade Ocidental n�o se incomodava com o sistema geoc�ntrico de Ptolomeu, que deixava espa�o no universo atr�s das estrelas fixas para o para�so e inferno, e, assim, a Igreja adotou o sistema ptolomaico do universo como verdadeiro.
A vis�o do cosmos de Arist�teles e Ptolomeu reinou, com poucas modifica��es, por mais de mil anos. Somente em 1543 que o padre polon�s Nicolau Cop�rnico prop�s o Modelo Helioc�ntrico do Universo. Cop�rnico o prop�s meramente como um modelo para calcular as posi��es planet�rias, porque temia que a Igreja pudesse consider�-lo her�tico se ele o propusesse como uma descri��o da realidade. Cop�rnico se convenceu, a partir de seus pr�prios estudos dos movimentos planet�rios, de que a Terra era apenas outro planeta e que o Sol era o centro do universo. A ruptura de Cop�rnico marcou uma das maiores mudan�as de paradigma na hist�ria do mundo, abrindo caminho para a astronomia moderna e afetando profundamente a ci�ncia, a filosofia e a religi�o. E o primeiro grande passo para a aceita��o dessa nova vis�o foi dado por Galileu em 1609.
Antes da astronomia, Galileu se envolveu com geometria, �ptica, aritm�tica, mec�nica e engenharia militar. Em 1589 tornou-se professor de matem�tica na Universidade de Pisa, e foi l� que Galileu adquiriu um conhecimento mais profundo de astronomia e come�ou a romper com Arist�teles e Ptolomeu. H� relatos segundo os quais Galileu demonstrou que corpos de massas diferentes caem com a mesma velocidade quando liberados da mesma altura atirando-os do alto da torre de Pisa. Foi em Pisa que Galileu escreveu Sobre o movimento (De Motu), livro que contrariava as teorias aristot�licas de movimento e que o estabelece como um l�der da reforma cient�fica.
Durante os primeiros anos do s�culo XVII, Galileu realizou experi�ncias com p�ndulos e explorou a associa��o com o fen�meno da acelera��o natural. Ele tamb�m come�ou a elaborar um modelo para a descri��o do movimento de corpos em queda livre.
E foi em 1604 que um fen�meno nos c�us chamou a aten��o de todos. O brilho de uma supernova foi observado por toda a Europa, e reacendeu quest�es sobre o modelo aristot�lico dos c�us imut�veis. Galileu precipitou-se ao centro do debate atrav�s de palestras ousadas, mas hesitava em publicar as suas teorias. Em outubro de 1608 um holand�s chamado Hanz Lipperhey requisitou a patente de uma luneta capaz de fazer com que objetos distantes aparentassem estar mais pr�ximos. Ao ser informado da inven��o, Galileu se dedicou a tentar aperfei�oa-la. Em pouco tempo projetou um telesc�pio (de nove aumentos) tr�s vezes mais poderoso que o aparelho de Lipperhey, e dentro de alguns meses, um telesc�pio de trinta aumentos. Quando Galileu voltou seu telesc�pio aos c�us em novembro de 1609 o cosmos literalmente se abriu para a humanidade.
O primeiro astro que chamou a aten��o de Galileu foi a Lua. Ele realizou diversas observa��es da lua, dos quais fez alguns desenhos e gravuras impressionantes. Em discord�ncia com as id�ias aristot�licas, que diziam que os corpos celestes eram esferas perfeitas e lisas, a superf�cie da lua, quando vista pelo telesc�pio, revelava cavidades e eleva��es. Galileu notou a presen�a de certas zonas iluminadas na parte escura do disco lunar, nas proximidades da linha que separa a regi�o iluminada da regi�o escura. Galileu corretamente atribuiu a esse fen�meno a presen�a de montanhas na Lua, cujos picos elevados ainda s�o iluminados pelo sol, enquanto o terreno abaixo deles n�o � mais, assim como ocorre na Terra.
Ao apontar seu telesc�pio para a via-l�ctea Galileu descobriu uma quantidade incont�vel de estrelas, muitas das quais imposs�veis de serem observadas a olho nu. Ele estudou e registrou duas regi�es bastante conhecidas do c�u: o cintur�o de orion e o aglomerado das pl�iades, ambos registrados com um n�mero muito maior de estrelas. Em orion ele registrou 80 estrelas que n�o eram vis�veis a olho nu, e, ao redor das pl�iades, mais outras 30. Por s�culos fil�sofos debateram fervorosamente sobre a verdadeira natureza da via-l�ctea. Galileu revelou sua verdadeira ess�ncia atrav�s da for�a da experi�ncia.
Galileu estudou os planetas Saturno, Marte, J�piter e V�nus. Ao observar Saturno notou duas figuras bastante pr�ximas ao planeta. Seu telesc�pio n�o tinha resolu��o suficiente para que ele observasse os an�is de Saturno. E ao observar V�nus percebeu algo not�vel. O planeta V�nus, exatamente como a lua, apresentava fases. Esta descoberta implicava em s�rias quest�es cosmol�gicas. No sistema de Ptolomeu cada planeta se move em c�rculos, os epiciclos, cujo centro se move em um circulo maior, chamado de deferente, ao redor da terra im�vel no centro do universo. Para explicar o fato de que Merc�rio e V�nus nunca se movem al�m de uma dada dist�ncia do Sol, o modelo de Ptolomeu propunha que o centro de seus epiciclos possu�am per�odo de um ano, e estava sempre alinhado com o Sol. Logo, suas �rbitas estariam sempre antes do Sol, e suas fases sempre deveriam chegar, no m�ximo, � figura de uma foice bem fina (como na Lua crescente ou minguante).
Por�m, no sistema de Cop�rnico, o Sol se mant�m im�vel no centro do universo, enquanto todos os planetas, inclusive a Terra, se movem ao redor dele. As �rbitas de Merc�rio e V�nus est�o, portanto mais pr�ximas ao Sol. Por essa raz�o, os planetas deveriam mostrar todas as configura��es de fases, e era o que exatamente Galileu estava observando. Esta descoberta refor�ou as convic��es de Galileu de que o Sistema de Cop�rnico estava correto.
Em Janeiro de 1610, enquanto explorava os c�us com seu telesc�pio, Galileu descobriu algo interessant�ssimo. Percebeu a exist�ncia de quatro objetos parecidos com estrelas pr�ximas ao planeta J�piter. Segundo sua descri��o os quatro objetos aparentavam ter o mesmo brilho e futuras observa��es mostravam que a posi��o desses objetos n�o era sempre a mesma. Logo Galileu concluiu que essas estrelas estavam girando ao redor do planeta, e passou a calcular suas �rbitas e posi��es precisamente. Hoje, sabemos que se tratam das quatro maiores luas de J�piter, e s�o conhecidas como luas galileanas. Suas descobertas mostraram que a Terra n�o era t�o especial como se pensava, ela apenas � mais um planeta ao redor do Sol.
Em Mar�o de 1610, Galileu publica em Veneza o livro Siderius Nuncius (Mensageiro das Estrelas). Neste livro Galileu anuncia ao mundo suas extraordin�rias descobertas astron�micas, as primeiras realizadas a partir de um telesc�pio. O livro foi um sucesso e colocou Galileu como um l�der da vanguarda astron�mica de sua �poca. A Igreja afirmou as descobertas de Galileu, elogiou seu trabalho, mas discordou das interpreta��es.
Estudando os c�us freneticamente, Galileu publica em 1613 Cartas sobre Manchas Solares. Quando observada atrav�s do telesc�pio a superf�cie do Sol apresenta manchas escuras. Hoje sabemos que essas manchas s�o causadas pelo intenso e n�o homog�neo campo magn�tico solar, que ao atravessar tais regi�es, espalha o plasma da superf�cie do Sol gerando regi�es que recebem menos energia (menor temperatura), parecendo escuras. Thomas Harriot foi o primeiro a observar tal fen�meno. Para manter a teoria aristot�lica dos c�us imut�veis, observadores da �poca explicavam as manchas como sendo pequenos planet�ides que orbitavam o sol e estariam atravessando o disco solar naquele instante. No entanto, em seu trabalho Galileu especula que tais manchas se encontram na superf�cie do Sol, e cujo movimento � intrinsecamente ligado � rota��o do astro durante aproximadamente um m�s. E para provar sua hip�tese ele realizou in�meras observa��es.
Descobriu que as manchas n�o apresentavam periodicidade, aparecendo e se dissolvendo continuamente, mesmo pr�ximas ao centro do disco solar, assumindo formas irregulares dia ap�s dia. E mais, se planetas estivessem orbitando a grandes dist�ncias do Sol, a velocidade que teriam, ao passar pelo disco solar, deveria ser constante. No entanto, Galileu percebeu que ao aproximarem da borda solar, tais manchas desaceleravam, implicando que estavam contidas na superf�cie do Sol.
Neste trabalho de 1613 Galileu, pela primeira vez, se pronuncia a favor da teoria helioc�ntrica de Cop�rnico. Ele afirmou categoricamente que tais observa��es eram melhor explicadas se considerassem a teoria de Cop�rnico como sendo a mais correta para descrever o movimento dos corpos celestes, e n�o a de Ptolomeu.
Em 1623 a Inquisi��o pronuncia-se sobre a teoria helioc�ntrica (at� ent�o tratada como apenas uma teoria, n�o como uma descri��o de Universo) declarando que a afirma��o de que o Sol � o centro im�vel do Universo era her�tica e que a de que a Terra se move estava "teologicamente" errada, contudo nada fora pronunciado a n�vel cient�fico. O livro de Cop�rnico De revolutionibus orbium coelestium, entre outros sobre o mesmo tema, foi inclu�do no �ndex librorum prohibitorum (�ndice dos livros proibidos pela igreja).
Apesar de que nenhum dos livros de Galileu foi nesta altura inclu�do no Index, ele foi, no entanto, convocado a Roma para expor os seus novos argumentos. Teve assim a oportunidade de defender as suas ideias perante o Tribunal do Santo Of�cio dirigido por Roberto Bellarmino, que decidiu n�o haver provas suficientes para concluir que a Terra se movia e que por isso advertiu Galileu a abandonar a defesa da teoria helioc�ntrica exceto como ferramenta matem�tica conveniente para descrever o movimento dos corpos celestes. Tendo Galileu persistido em ir mais longe nas suas ideias foi ent�o proibido de divulg�-las ou ensin�-las.
Em fevereiro de 1932, encorajado pelo Papa Urbano VIII (amigo �ntimo), Galileu publica o livro Di�logo. O Livro, escrito em italiano (t�tica de Galileu para uma divulga��o mais ampla, pois era a l�ngua das massas, e n�o do alto Clero) foi publicado em Floren�a, e foi escrito em forma de um di�logo entre tr�s personagens, Salviati (que defende o heliocentrismo), Simpl�cio (que defende o geocentrismo e � um pouco tonto) e Sagredo (um personagem neutro, mas que termina por concordar com Salviati).
Embora Galileu use de subterf�gios no cap�tulo final de seu livro, como era de se esperar, o peso dos argumentos apresentados por ele torna a conclus�o cient�fica indiscut�vel: Cop�rnico estava certo. O papa Urbano ficou furioso ap�s ser convencido por seus auxiliares de que Galileu n�o somente advogava a teoria de Copernico contra a de Ptolomeu, mas tamb�m o tinha enganado ao n�o inform�-lo da exist�ncia de uma proibi��o supostamente enviada a ele pelo Comissariado Geral em 1616. Al�m disso, parece que o papa pode ter sido persuadido por advers�rios de Galileu de que um dos personagens do livro, Simpl�cio, o mais tolo dos tr�s, havia sido modelado na personalidade do pr�prio Papa. Se fosse na �poca de hoje, onde vemos o dom�nio da estupidez em v�rios governantes, o Papa n�o levaria isso a s�rio, mas naquela �poca ele certamente ficou zangado!
Com o livro amplamente aclamado como uma obra prima, e a autoridade de Roma enfraquecida, o Papa Urbano VIII reagiu com trucul�ncia. Quase imediatamente o livro foi condenado e, em outubro, foi dada a ordem de parar a sua venda e recolher todas as c�pias. O Papa ordenou que a Inquisi��o investigasse Galileu como herege. Em 1633 Galileu foi formalmente interrogado em Roma durante 18 dias e no dia 30 de abril confessou que sua defesa das teses Copernicanas no livro "Dialogo" tinham sido fortes demais e se ofereceu para refut�-las no seu pr�ximo livro. Mesmo assim, o Papa decidiu que ele deveria ser julgado. Ao lhe serem mostrados os instrumentos de tortura Galileu se retratou. Em uma cerim�nia formal da igreja de Santa Maria Sofia Minerva Galileu se arrependeu de seus erros. A Inquisi��o o condenou, em 1633, � pris�o perp�tua por ter mantido a heresia Copernicana. Isto tomou a forma de pris�o domiciliar em sua casa em Sienna, pr�xima a Floren�a onde ele passou os anos restantes de sua vida.
Em 1638 Galileu ficou totalmente cego e o resto de sua vida foi gasto com estudantes, incluindo Vincenzio Viviani e Evangelista Torricelli, e seu filho Vincenzio al�m de uma ampla correspond�ncia cient�fica. A Inquisi��o impediu Galileu de publicar, mas ele continuava a escrever. Seus assistentes salvaram dos censores seu �ltimo trabalho, o Discorsi, a culmina��o das pesquisas de uma vida sobre as leis da mec�nica. Publicado em Leiden em 1638 ele se tornou a pedra fundamental sobre a qual as ci�ncias da f�sica, astronomia e cosmologia iriam se erguer. Galileu morreu em Arcetri, pr�ximo a Floren�a, no dia 9 de janeiro de 1642, e est� enterrado na Igreja de Santa Croce, em Roma, pr�ximo � tumba de Michelangelo.
As descobertas de Galileu mudaram a vis�o tradicional do cosmos e iniciaram um processo revolucion�rio de unifica��o nos quais os corpos celestes eram sujeitos �s mesmas leis f�sicas que governam os corpos terrestre (descobertas de Newton). Tudo isso n�o mostra apenas a habilidade de Galileu de criar instrumentos e matem�tica sofisticada, mas mostra tamb�m a sua habilidade de enxergar o novo e ter pensamentos iluminados em uma �poca de trevas.