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A ciência terrena

Nuno Crato (www.expresso.pt)
9:00 Domingo, 1 de novembro de 2009

Como temos a certeza de estar a horas? Acertando o nosso relógio com um sinal horário ou com algum dos servidores disponíveis na Internet - é claro! Esses relógios de referência verificam o tempo por um sistema de relógios atómicos, que são os melhores marcadores de tempo que temos. Conseguimos uma precisão impensável até há algumas décadas.

Antes dos relógios atómicos - o primeiro foi inaugurado em Washington em 1949 -, o marcador de tempo mais preciso que se conhecia era o céu. Vem daí a tradição de serem os observatórios astronómicos os responsáveis pela hora legal.

Como podia o céu servir de relógio? Olhando para o firmamento pode-se seguir o movimento da Terra, pois é a rotação do nosso planeta que nos dá a ilusão do movimento dos astros. Seguindo-os, pode-se marcar o tempo, pois a velocidade de rotação do nosso planeta, não sendo perfeitamente uniforme, é suficientemente precisa para todos os propósitos práticos imagináveis até há algumas décadas.

Este e outros usos práticos da astronomia estão agora patentes numa exposição que abriu na antiga Escola Politécnica, em Lisboa, no actual Museu de Ciência. Com o título "Medir os céus para dominar a Terra", a mostra assinala o Ano Internacional da Astronomia de uma maneira singular. O tópico da exposição são as aplicações terrenas da astronomia, que constituíram muitas vezes o maior incentivo ao desenvolvimento desta ciência.

Medir o tempo foi um dos primeiros usos da astronomia. A construção de relógios de sol, muito bem tratada na exposição, necessitou de conhecimentos pormenorizados sobre o movimento aparente da nossa estrela. Mais tarde, a medida mais precisa do tempo baseou-se na passagem meridiana das estrelas e noutros acontecimentos celestes possíveis de marcar com maior exactidão.

Outro dos importantes usos práticos da astronomia foi a navegação. A princípio, fez-se uma medida rudimentar da latitude do lugar vendo a altura da estrela polar: quanto mais baixa esta estivesse mais perto se estaria do equador. Portugueses e outros desenvolveram a navegação astronómica transformando esta ideia aproximada numa técnica rigorosa. Fizeram-se medidas precisas da latitude dos lugares usando a Polar, o Sol e, depois, estrelas austrais que a Cruzeiro do Sul indicava. Para isso, construíram-se e aperfeiçoaram-se instrumentos e tabelas astronómicas.

Nesta exposição, o Museu de Ciência da Universidade de Lisboa mostra vários astrolábios, sextantes e outros instrumentos que permitiram a navegação orientada pelos astros. Tem também actividades para os mais jovens, que podem ser navegadores virtuais tirando medidas de alturas com réplicas de instrumentos da época.

Igualmente interessante é a forma como os céus ajudaram a medir a terra. Serpa Pinto, pioneiro da travessia de África, explica no seu relato de viagem como observava os satélites de Júpiter para perceber as coordenadas do local em que estava. A mostra da Politécnica explica como observações desse tipo permitiam medir as coordenadas do lugar e exibe instrumentos de topografia e muitos documentos históricos da cartografia portuguesa. É uma exposição que nos mostra a astronomia como ciência terrena.

Texto publicado na edição do Expresso de 31 de Outubro de 2009

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As Luas de Serpa Pinto (1/4)
jpafonso (seguir utilizador), 1 ponto , 15:47 | Segunda feira, 2 de novembro de 2009
(1/4)
Já disse alguma vez o quão excitante é este blog? Penso que o disse, e vou dizê-lo muitas vezes: ele está sempre cheio de ideias, pequenos enigmas e provocações. Tomemos a referência a Serpa Pinto e às luas de Júpiter, será de propósito que tão pouco seja dito? Quererá Nuno Crato provocar a nossa curiosidade a ponto de nos obrigar a ir ao museu para ver como é que ele o fazia? Ou será que a intenção é antes propor um pequeno puzzle para gáudio dos que gostam de exercitar as suas células cinzentas?

Vou tentar um tiro no escuro de uma explicação pelo que fica um alerta para o anterior grupo de leitores caso acerte na explicação correcta: não leiam a partir daqui.

As viagens de Serpa Pinto ocorreram no século XIX, na África abaixo do Equador. Nessa posição não se vê a estrela Polar pelo que não se pode tirar a latitude facilmente a partir daí. Sobrepondo linhas sobre certas constelações é possível descobrir o pólo Sul celestial mas pode não ser fácil, e para mais, essa direcção roça o chão naquelas latitudes, que pode ser arborizado ou irregular. Já Júpiter situado no plano do sistema solar, pode ser usado para medir a latitude tal como o Sol ao meio dia solar, desde que se corrija para a altura do ano. Mas para isto não se precisa as luas Jóvianas...
 
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As Luas de Serpa Pinto (2/4)
jpafonso (seguir utilizador), 1 ponto , 15:50 | Segunda feira, 2 de novembro de 2009
(2/4)
Entra a Longitude. A forma de a medir é estabelecer o tempo que decorre entre o meio dia solar local e o meio dia solar num ponto de que se conheça a longitude. Para isso é preciso um relógio fiável acertado no ponto de referência e transportado até onde se pretende medi-la (cronómetro de longitude). A origem dos modernos relógios portáteis deve muito a esta necessidade, uma vez que sendo os melhores até ao século XX para medir o tempo, os relógios de pêndulo não funcionavam no mar para esse efeito. O problema foi resolvido um século antes de Serpa Pinto, mas é possível que ele não tivesse acesso a um cronómetro de longitude, devido a razões de rivalidades entre nações, peso/tamanho ou preço. Mas as luas de Júpiter podiam servir. Na altura só podiam ser as quatro descobertas por Galileu, com períodos orbitais entre as 40 horas e os 17 dias, pelo que conhecendo a posição destas, teríamos um relógio absoluto, um cronómetro de longitude.

E no entanto, assim que penso nisto, vejo que usar as luas como relógio seria uma fantasia. Era necessário tomar o tempo coincidente com um evento astronómico concreto (Júpiter na sua altura máxima seria perfeito porque permitiria medir a latitude também), e medir a separação do satélite em relação a Júpiter com uma precisão muito elevada.
 
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As Luas de Serpa Pinto (3/4)
jpafonso (seguir utilizador), 1 ponto , 15:54 | Segunda feira, 2 de novembro de 2009
(3/4)
Se quiséssemos medir a longitude com a precisão de 1 grau, teríamos que ser capazes no melhor do melhor dos casos de distinguir 1/150 da distância angular máxima que Io toma em relação a Júpiter... olhem para a Júpiter e Io quando estão mais afastados e dividam essa distância por 150, essa seria a precisão que teríamos que ter. E isto é apenas a precisão exigida no caso mais favorável, quando Io se move transversal a nós. Noutras posições ou para outros satélites, a precisão a exigir teria que ser ainda maior. Uma fantasia parece-me...

...e no entanto...

...pelo facto de ter excluído a posse de uma cronómetro de longitude, isso não exclui a existência de relógios menos precisos ou fiáveis. Medir qualquer hora por Júpiter seria impraticável mas acertar as horas por ele usando eventos astronómicos que se possam predizer e aferir com elevada precisão, como por exemplo, os eclipses dos satélites (quando o movimento angular aparente deles é mais pronunciado), é praticável. Usando tabelas de predição desses eventos para Greenwich sincronizaria os relógios de Serpa Pinto com os daquele Meridiano, que poderiam ser usados então durante algum tempo como cronómetros de longitude. Fazendo um circulo completo à crónica de Nuno Crato, Júpiter seria o relógio atómico de referência de Serpa Pinto.
 
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As Luas de Serpa Pinto (4/4)
jpafonso (seguir utilizador), 1 ponto , 15:56 | Segunda feira, 2 de novembro de 2009
(4/4)
A única dúvida que me resta é se Serpa Ponto explorou já a contar com isso (esperando os anos certos) ou aproveitou-se das condições que podia aproveitar (teve sorte). Porque há outros métodos para ter este relógio... a Lua vêm-me à cabeça.

Já está. Agora só falta alguém ir ao Museu ou ler o relato de Serpa Pinto (o projecto Gutenberg tem-no) e dizer se errei por muito ou por pouco.
 
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