Evolução dos Modelos Cosmológicos: De Aristóteles a Newton

Concepção de Aristóteles

Aristóteles, no século IV a.C., distinguiu no universo duas regiões:

• A região terrestre ou inferior: A Terra ocupa o centro do universo. Os organismos terrestres são formados pela combinação de quatro elementos: terra, água, ar e fogo. A terra é o elemento mais pesado e tende para baixo, enquanto o fogo tende a ascender.
• A região celeste ou superior: Constituída por esferas concêntricas transparentes que envolvem a região da Terra. Em cada esfera está localizado um dos corpos celestes (Sol, Lua, Vênus, etc.) do sistema, e nas últimas estão fixadas as estrelas.

Modelo Geocêntrico

Desenvolvido por Ptolomeu (século II d.C.), situa a Terra no centro do universo e descreve os movimentos dos astros através de um método de referência na Terra. Observações diárias: O Sol aparece, move-se através do céu e se põe todos os dias; as estrelas também giram em torno do céu todos os dias com a Terra ocupando uma posição central no universo. Os planetas seguem um determinado percurso, e seu movimento é o resultado de dois movimentos circulares.

Sistema Heliocêntrico

O sistema heliocêntrico foi proposto por Nicolau Copérnico no século XVI, colocando o Sol no centro do universo. A Terra e outros planetas giram em torno do Sol; as estrelas estão em posições fixas a distâncias do Sol muito maiores do que os planetas; e a Terra tem uma rotação em seu eixo com um período de um dia. A comunidade científica acabou por aceitar o modelo heliocêntrico desde o final do século XVII.

Confrontação dos Modelos

O modelo geocêntrico foi defendido por dois mil anos, pois estava de acordo com as observações diárias e com a filosofia e a física de Aristóteles. O modelo heliocêntrico, proposto por Copérnico, explicava os mesmos fatos que o sistema geocêntrico, mas justificava outros fenômenos, como o brilho variável dos planetas Vênus e Mercúrio.

Leis de Kepler

• Primeira Lei de Kepler: Os planetas descrevem órbitas elípticas em torno do Sol, que está localizado em um dos focos da elipse.
• Segunda Lei de Kepler: O vetor posição de um planeta em relação ao Sol varre áreas iguais em tempos iguais.
• Terceira Lei de Kepler: O quadrado do período de revolução de qualquer planeta (T) é proporcional ao cubo da distância média do planeta ao Sol (r): T² = k · r³.

Gravitação Universal

Teoria formulada pelo cientista Isaac Newton, que afirma que duas massas se atraem com uma força que possui os seguintes caracteres: é universal (ocorre entre todos os corpos), apresenta-se sempre em pares de ação e reação, é sempre uma força atrativa, sua direção é a linha que une as massas e sua intensidade é expressa pela Lei da Gravitação Universal de Newton.

A Síntese do Paradigma Newtoniano

Isaac Newton foi capaz de explicar muitos fenômenos naturais como manifestações da atração gravitacional: o movimento das estrelas, o aparecimento periódico de cometas, a queda dos corpos e as marés.