Mecânica
Celeste é a parte da astronomia que se ocupa da determinação dos movimentos dos
astros.
Kepler
Nascido
em Weil, Áustria, em 27 de fevereiro de 1571, o pisciano Kepler publicou em
1596 "Mysterium Cosmographicum", onde expõe argumentos favoráveis às
hipóteses Heliocêntricas. Em 1609, publicou Astronomia Nova... De Motibus
Stellae Martis, onde apresentas as 3 leis do movimento dos planetas:
Primeira
Lei de Kepler
"O
planeta em órbita em torno do Sol descreve uma elipse em que o Sol ocupa um dos
focos".
Esta lei
definiu que as órbitas não eram esféricas como se
supunha até então.
supunha até então.
Segunda
Lei de Kepler
"A
linha que liga o planeta ao Sol varre áreas iguais em tempos iguais".
Esta determina que os planetas movem-se com velocidades diferentes dependendo da distância que estão do Sol.
Esta determina que os planetas movem-se com velocidades diferentes dependendo da distância que estão do Sol.
Periélio: é ponto mais perto do sol, o planeta anda mais rápido.
Afélio: é ponto mais afastado do sol, o planeta anda mais lentamente.
Terceira
Lei de Kepler
"Os
quadrados dos períodos de revolução dos planetas são proporcionais aos cubos
dos eixos máximos de suas órbitas".
Complicadinho
isso, não? Mas fica simples quando a gente fala de outro jeito. Esta lei nos
diz que existe uma relação entre a distância do planeta e o tempo que ele
demora para completar uma revolução em torno do sol. Portanto quanto mais
distante ele estiver mais tempo levará para completar sua volta em torno do
Sol.
Dessas 3
leis, o físico inglês Isaac Newton deduz as características das forças que agem
sobre os planetas devido à presença do Sol. Em 1687 publica
"Principia" onde conclui:
Da
primeira lei de Kepler que a força que atua constantemente sobre o planeta tem
sua linha de ação passando pelo Sol, para o qual é dirigida. Portanto o Sol,
nosso astro-rei, tudo atrái. Da segunda que essa força é também inversamente
proporcional ao quadrado da distância entre o sol e o planeta. Ou seja, que
quanto mais perto o planeta está maior é a força de atração do Sol. E da
terceira que devido ao sol, a força que age constantemente sobre o planeta,
além de ser central, estar dirigida para o Sol e ser inversamente proporcional
ao quadrado da distância, é diretamente proporcional à massa do planeta. O
coeficiente de proporcionalidade independe do planeta. Essa é difícil, hein.
Ele repete as duas primeiras conclusões e acrescenta que "tamanho é
documento". Na verdade o que interessa aqui é a massa do planeta.
Lei da gravitação universal
A lei da
gravitação universal define que dois pontos materiais (S e P) de massa M e m,
situados a uma distância r, exercem mutuamente uma força atrativa dirigida
segundo a reta SP, proporcional às massas e inversamente proporcional ao
quadrado de suas distâncias.
Isto tudo
pode parecer complicado à primeira vista, mas é importante pra compreendermos
porque o planeta gira em torno do Sol e como esse movimento se estabelece.
A
mecânica celeste mostrou sua eficiência na descoberta do planeta Netuno em 1846
por U. J. de Verrier. Baseados nas perturbações da órbita do planeta Urano,
astrônomos puderam calcular a presença de um outro corpo celeste influenciando
seu movimento. E lá estava Netuno. Com Plutão não foi diferente. P. Lowel no
início do séc. XX pode prever a existência do planeta estudando a órbita de
Netuno. Em 1930, Plutão seria descoberto por Clyde Tombaugh.
Planetas
São
corpos não luminosos que orbitam uma estrela e que brilham ao refletir sua luz.
No nosso sistema solar existem 9 planetas que orbitam uma estrela, o Sol. Uma
boa dica ao observar o céu é que estrela emite uma luz que pisca, planeta não.
São
planetas inferiores aqueles que estão entre o Sol e a Terra, a saber: Mercúrio
e Vênus. Planetas superiores aqueles que estão além da Terra: Marte, Júpiter,
Saturno, Urano, Netuno e Plutão.
|
Planeta
|
Distância do Sol
|
Rotação
|
Revolução
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|
Mercúrio
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57.910.000
|
58d15h36m
|
87dias 23h65m
|
|
Vênus
|
108.210.000
|
243d
|
224dias 16h29m
|
|
Terra
|
149.597.910
|
24h
|
365dias 5h28m
|
|
Marte
|
227.944.000
|
24h37m
|
687dias
|
|
Júpiter
|
778.340.000
|
9h50m
|
11anos 10 meses 17 dias
|
|
Saturno
|
1.427.010.000
|
10h2m
|
29 anos 167 dias
|
|
Urano
|
2.869.600.000
|
10h29m
|
84 anos 4 dias
|
|
Netuno
|
4.496.660.000
|
15h28m
|
164 anos 9 meses 16 dias
|
|
Plutão
|
5.898.900.000
|
6 d 9h21m
|
247 anos 8 meses 8 dias
|
A Terra
Movimento de Rotação
Todo dia
você vê o sol nascer a leste e morrer a oeste. Aparentemente o sol gira em
torno da Terra de leste para oeste mas na verdade a Terra rotaciona em seu
próprio eixo no sentido oeste-leste. Uma rotação completa dura 23hs56min04seg
(um dia).
Nesse seu
movimento aparente, o caminho que o sol percorre é chamado de Eclíptica. O
Zodíaco é a faixa que se estende cerca de 9 graus a cada lado da eclíptica.
Nessa faixa se encontram os 12 signos. Todos os planetas, em seu movimento
aparente percorrem essa faixa com exceção de plutão cuja órbita se inclina
17º09’.
Movimento de translação
É o
movimento que a terra executa ao redor do sol. Para completar essa órbita ela
leva 365 dias 5 horas 48 minutos e 50 segundos. A terra tem seu eixo inclinado
23º27’ em relação a sua órbita. O que faz com que a eclíptica tenha uma
inclinação de mesmo grau em relação ao equador celeste.
A terra é
dividia em 2 hemisférios pela linha do Equador: o sul e o norte. Dada a
inclinação de seu eixo, a terra ao percorrer seu caminho em torno do sol, expõe
um hemisfério mais que o outro a luz solar. Quando o Hemisfério Norte está
recebendo mais luz do sol, o hemisfério Sul recebe menos e vice-versa. Nos
solstícios um hemisfério recebe mais luz que o outro, e os dias ou as noites
são mais longos. Nos Equinócios os dias e as noites são iguais. Temos assim as
estações do ano
Equinócio:
é ponto de encontro da eclíptica com o equador celeste. Os dias são iguais as
noites. Outono e primavera.
Solstício:
é o ponto onde a eclíptica encontra os trópicos. Verão e Inverno.
Precessão dos Equinócios.
Podemos
definir a precessão dos equinócios como uma oscilação que sofre o eixo da terra,
causada pelos efeitos gravitacionais do Sol, da Lua e dos planetas sobre a
dilatação equatorial da Terra, que não é uma esfera perfeita. Devido a essa
oscilação os pólos, projetados na esfera celeste, perfazem um círculo com raio
igual a inclinação do eixo da terra (23º27’), centrado sobre o pólo da
eclíptica e com um período de 25.780 anos, denominado ciclo de precessão.
A linha
dos equinócios, reta resultante da interseção do plano do equador com o plano
da eclíptica, move-se para oeste, cerca de 50 segs. de arco por ano.
Portanto
o ponto vernal (ponto onde o sol cruza o equador celeste) se movimenta
lentamente pelo zodíaco. Esse movimento determina as eras. Atualmente o ponto
vernal (0 grau de áries) está em peixes. A entrada dele no signo de aquário marcará
a nova e tão esperada era.
Signos não são constelações
Aqui
temos uma das mais freqüentes discordâncias entre astrólogos e astrônomos.
Pois, devido a precessão equinocial, o 0 grau do signo de áries que um dia
coincidiu com o 0 grau de constelação de áries encontra-se agora em outro ponto
do zodíaco estelar. Os astrônomos consideram que signos e constelações deveriam
ser a mesma coisa. E sendo assim não poderíamos ter a divisão de 30 graus para
cada signo, já que as constelações tem tamanhos variados. A constelação de
Virgem, a maior, ocupa 44 graus do zodíaco estelar, e a de câncer, a menor,
apenas 20 graus. Ainda teríamos que considerar a constelação de Ophiúco
(Serpente), que se situa entre as constelações de libra e escorpião.
O ponto
vernal determina o 0 grau de áries. Ponto vernal é o momento em que o Sol,
percorrendo a eclíptica cruza o equador celeste. Todo ano em março o Sol
retorna a esse grau e marca o início da primavera no Hemisfério Norte. A partir
daí temos os 12 signos cada um com 30 graus. No encontro da eclíptica com o
trópico de câncer celeste teremos o zero grau de câncer, início do verão no HN.
No equinócio de outono (para o hemisfério norte e primavera para o HS), o zero
grau de libra. No encontro da eclíptica com o trópico de capricórnio, o zero
grau de capricórnio, início do inverno no HN.
Eclipse
Eclipse é
a passagem de um corpo celeste sob a sombra de outro corpo celeste. Os mais
interessantes são os eclipses solares e lunares.
Um
Eclipse Solar acontece sempre na Lua Nova quando a Lua se encontra entre o Sol
e a Terra. Eclipses Lunares acontecem sempre na Lua Cheia quando a Terra se
encontra entre a Lua e o Sol.
Porque nem toda Lua Cheia ou Nova é um eclipse?!
Porque a
órbita da Lua está inclinada cerca de 5º em relação a órbita da Terra. Pra que
ocorra um eclipse é necessário que Sol, Lua e Terra estejam alinhados. O número
máximo de eclipses que podemos ter em um ano é de sete: cinco solares e dois
lunares ou quatro solares e 3 lunares. O mínimo é de 2, ambos solares.
Um
eclipse solar só acontece quando a lua nova coincide perto do nodos lunares.
Nodos lunares são os pontos de encontro da órbita da terra com a órbita da lua.
A
passagem de um astro na frente de outro chama-se ocultação. Nada tem a ver com
eclipse. A lua, por exemplo oculta várias estrelas e planetas em seu movimento.
Chama-se imersão quando um astro "desaparece" atrás da lua. E emersão
quando ele reaparece após uma ocultação.
Medições de Tempo
Todos as
medições de tempo estão associadas de alguma forma a movimentos de astros. Em
princípio, o dia seria marcado pelo tempo do Sol voltar a ocupar a mesma
posição inicial de observação. O mês por um ciclo da lua, e o ano pelo
reaparecimento de estrelas no céu depois de terem, aparentemente, completado
uma revolução na abóbada celeste. Mesmo os 7 dias da semana (inspirada nas
fases lunares) tem nomes derivados dos astros. No latim, Solis (sol) era
domingo, Lunae (lua) segunda-feira, Martis (marte) terça-feira, Mercurii
(mercúrio) quarta-feira, Jovis (júpiter) quinta-feira, Venris (Vênus)
sexta-feira e Saturni (saturno) sábado. No italiano, espanhol, francês ainda
identificamos alguma semelhança com os nomes originais com exceção de Sábado
(Shabath - dia de descanso judaico) e Domingo (Dia do Senhor - Dies Domenica).
Esta ordem lista os 7 planetas conhecidos de acordo com suas velocidades como
visto da Terra. Este é o sistema Caldeu. Urano, Netuno e Plutão não estão
incluídos por razões óbvias. Não tinham sido descobertos ainda. As regências
dos signos e das horas também são calculadas de acordo com o sistema Caldeu.
Um dia
solar é, em síntese, o tempo necessário para a Terra completar, em relação ao
Sol, uma rotação completa em torno de seu eixo ou o intervalo de tempo que
separa duas passagens consecutivas do centro do Sol pelo meridiano superior
(meio-dia) do mesmo lugar. O chamado dia "verdadeiro" se diferencia
do solar somente pelo fato de ter o seu início e término no meridiano inferior
(meia-noite) de um mesmo lugar. Um dia sideral define-se da mesma forma que o
solar mas tendo, como referência, uma estrela.
Um mês
lunar ou sinódico (lunação) é o período decorrido entre duas consecutivas luas
novas. Um ano solar é o tempo-intervalo entre sucessivos equinócios vernais ou
o tempo necessário para o Sol, visto do centro da Terra, completar uma
revolução relativa ao ponto vernal ou zero grau de áries. Um ano sideral é o
tempo necessário para que a Terra complete uma revolução (360º) em sua órbita
em relação às estralas fixas, vista do Sol, ou o tempo-intervalo entre duas
passagens consecutivas de uma estrela pelo mesmo meridiano.
Estas
referências são chamadas divisões naturais do tempo. Mas a terra não tem um
movimento constante ao redor do sol. Esse movimento é mais rápido no Periélio e
mais lento no afélio. Então foi estabelecido um "sol médio" que se
desloca de este pra oeste, não ao longo da eclíptica mas ao longo do Equador
Celeste, com um movimento médio constante. Assim, um dia solar médio pode ser
definido como duas passagens consecutivas desse sol fictício, que tem movimento
perfeitamente uniforme, pelo meridiano inferior deste observador.
Este dia
convencionou-se dividir em 24 horas, cada hora com 60 minuto, cada minuto com
60 segundos. A divisão do segundo é realizada já no sistema decimal, não mais
no sexagesimal, podendo ter décimos e milésimos de segundos.
O dia
solar médio(24hs) é mais longo que o dia sideral (23hs56m4s). Portanto a terra
tem que girar mais 3 minutos e 56 segundos para ocorrer duas passagens
sucessivas do sol sobre o mesmo meridiano. Por causa disso a cada dia as
estrelas nascem 4 minutos mais cedo.
Em
relação ao Sol médio a duração de um ano, denominado ano tropical, astronômico,
equinocial ou natural, corresponde a 365 dias 5 horas 48 minutos e 46 segundos.
Mas devido a precessão dos equinócios que desloca o Ponto Vernal cerca de 50
segundos no sentido Oeste, o ano tropical é 20minutos e 24 segundos mais curto
que o sideral.
O sol
"verdadeiro" se desloca com um movimento aparente inconstante podendo
estar atrasado ou adiantado em relação ao sol médio. O máximo retardamento é de
14 minutos e 20 segundos e ocorre por volta de 12 de fevereiro. O máximo
adiantamento é de 16 minutos e 20 segundos e ocorre por volta de 4 de novembro.
Quatro vezes ao ano eles coincidem: 15 de abril, 13 de junho, 1 de setembro e
25 de dezembro.
