As propriedades naturais e a busca por padrões

Desde os tempos remotos, o ato humano que mais transformou o mundo foi o de questionar o funcionamento das coisas. A busca pelo porquê de tudo nos fez observar os fenômenos, coletar dados, formular hipóteses e, por fim, compreender a razão do mundo ser como é. A assimilação dos fenômenos se faz através da percepção sensorial e do processamento lógico que realizamos.

A mente humana é treinada para buscar padrões, pois através deles ela consegue estabelecer normas que a guiam através dos processos naturais. Essa habilidade de identificar padrões na natureza é a responsável pelo nosso sucesso como espécie evolutiva. Note que os fenômenos naturais obedecem a certas normas comuns: antes que as gotículas de chuva caiam, formam-se as nuvens carregadas; quando o Sol está a pino, sentimos mais calor; os objetos sempre caem na vertical; a água se transforma em gelo nas baixas temperaturas, etc. Esta repetição periódica e imutável dos eventos nos permite reconhecer os padrões.

A obsessão por padrões não se limita à ciência, pois a arte também busca pela ordem e simetria, admiramos um tigre com suas belas listras ao longo do corpo, mas se este mesmo tigre possuir duas cabeças e seis patas, de belo ele se passará por monstro, pois estará fugindo ao padrão e isto nos incomoda. As belas espirais de Fibonacci podem ser encontradas frequentemente em várias formas naturais como: as folhas das cabeças das alfaces, a couve-flor, as camadas das cebolas, os padrões de saliências dos ananases e da pinhas, os caracóis, as tempestades, as galáxias espirais.

O astrônomo, ao vasculhar o céu, faz uma busca por informações, uma coleta sensorial de dados que no futuro irá possibilitá-lo identificar padrões nos movimentos celestes e através deles traçar órbitas e entender ciclos de eventos cósmicos. A busca por evidências é o que nos permite remover a cortina da dúvida e a desvendar as leis naturais. Já ouviram falar das Três Leis de Newton? Do Teorema de Pitágoras? Todas estas leis e equações foram descobertas através do reconhecimento de padrões naturais.

É com esta habilidade que conseguimos prever os acontecimentos celestes, pois descobrimos as leis que regem os fenômenos e a partir delas traçamos rotas futuras para aquilo que desejamos saber. E o melhor de tudo é que conseguimos fazer isto com uma grande chance de acerto! Muitos se impressionam ao ver um astrônomo dizer que em determinada data ocorrerá um eclipse, ou que a Lua estará ao lado de Vênus, ou que Júpiter estará em determinada direção, nada disso é magia, é pura matemática e dedução lógica. Assim como um carro que percorre uma distância de cem quilômetros à velocidade média de cem quilômetros por hora chegará ao seu destino em uma hora, o planeta também possui trajetória e velocidade bem definidas que nos permitem prever a sua posição no futuro.

A descoberta do planeta Netuno é triunfo da matemática astronômica, pois devido às observações de Urano, notou-se que este planeta nunca estava aonde previsto pelos cálculos, surgiu então a hipótese de que haveria um outro planeta em uma órbita mais externa do que a de Urano. A partir dos cálculos orbitais, o astrônomo francês Le Verrier pediu então a Johan Gottfried Galle (1812-1910), um astrônomo alemão, que explorasse uma região específica do céu e ele constatou que a menos de um grau da posição prevista por Le Verrier, havia de fato um outro objeto que ninguém havia observado antes, este objeto era o planeta Netuno.

Para uma grande parcela da sociedade é muito difícil reconhecer as propriedades cósmicas da natureza, pois não há correlação entre boa parte delas e os eventos cotidianos. O tamanho, peso, velocidade e várias outras características dos objetos celestes, em geral, excedem todos os padrões conhecidos na Terra. Ao usarmos os objetos conhecidos aqui para compararmos com os celestes é como se fizéssemos uso de uma régua de trinta centímetros para medir a distância entre duas cidades, ou seja, estaríamos utilizando uma ferramenta com fator de escala inadequado para aquela função. Porém, sabemos que a natureza é a mesma, mas em escalas dimensionais e energéticas completamente diferentes das que presenciamos em nossas vidas cotidianas.

O papel do astrônomo é aprender a falar o idioma das estrelas, não através do horóscopo ou dos mapas astrais, mas através do conhecimento gerado a partir dos dados observacionais. Dessa forma, ele é capaz de descobrir novas estrelas, planetas, asteróides e cometas, o que de fato é feito, bem como o monitoramento destes corpos, pois, caso algum deles ofereça risco à vida na Terra, é necessário que conheçamos os elementos orbitais de tal objeto para traçarmos a sua possível rota de colisão e avaliação de riscos.

O astrônomo amador é de fundamental importância neste aspecto, porque monitora constantemente o céu e envia os seus relatos observacionais aos centros de pesquisa colaborando com as descobertas. Contudo, isto não é uma regra, porque há também quem admira o universo única e puramente por contemplação, sem rigor científico algum e nem por isto é menos importante.

 

Referências:
http://permacoletivo.files.wordpress.com/2007/08/pesquisa-acao-sobre-padroes-visuais.pdf
http://www.apolo11.com/tema_astronomia_netuno.php
http://www.mat.uc.pt/~mat1131/Fibonacci.html

http://misteriosdomundo.com/

                                

O ato de observar o céu

O ato de observar o céu é uma herança que o ser humano carrega desde à Antiguidade, movidos pela curiosidade de entender o que se passa no mundo à sua volta, os homens questionaram o porquê das coisas e com isso romperam as barreiras do conhecimento.

O firmamento sempre se apresentou como um desafio ao intelecto humano pois, apesar dos esforços realizados para diminuir a distância entre o céu e a Terra, tudo parecia em vão ao perceber que mesmo subindo em uma árvore muito alta, ou escalando uma montanha, em nada conseguia-se alterar a distância até as estrelas, porque elas estão muito, muito distantes de nós.

Diferentemente do que ocorria em terra, onde podíamos tocar e alterar praticamente tudo ao nosso alcance, os céus se apresentavam indiferentes à vontade humana e com isso, segundo Aristóteles, da Lua para cima a natureza era perfeita e imutável, algo que se mostrou incorreto à medida que o nosso conhecimento astronômico evoluiu.

A observação do céu faz parte da vida humana desde milhares de anos atrás, nas civilizações antigas guerras eram iniciadas e/ou decididas de acordo com as observações celestes; o momento do cultivo era determinado pelas estrelas; a ascensão e/ou declínio de reis e imperadores eram marcados por eventos astronômicos. Com o tempo a ciência provou que haviam muitos mitos relacionados ao Universo e que guerras, reis, política e relacionamentos nada tinham em comum com os astros celestes.

Entretanto, outros casos, como a agricultura, estão fortemente ligados à observação celeste, graças à Astronomia o homem conseguiu descobrir o momento correto de iniciar o cultivo, pois percebia a mudança das estações do ano através das constelações no céu. A observação da Lua nos indicava a situação das marés e o Sol nos dizia as horas do dia. Hoje temos o calendário e o relógio para nos auxiliar.

Os benefícios acerca do estudo do Universo não se limitam à agricultura, as grandes navegações do século XV só foram possíveis devido ao conhecimento da esfera celeste, pois através das estrelas os navegadores conseguiam encontrar a sua posição no globo terrestre. Vários eventos observados no espaço alavancaram as pesquisas na Terra, o homem descobriu que a mesma física que rege as leis sobre a queda de um alfinete na Terra é a que governa o movimento dos astros no céu. Em proporções diferentes, mas com os mesmos princípios e leis, a Física é a mesma e esta descoberta possibilitou ao homem revelar os segredos dos movimentos celestes e, assim, começar a entender o firmamento.

O conhecimento da mecânica celeste proporcionou ao homem a possibilidade de extrapolar as barreiras do seu próprio planeta, assim alcançamos o espaço, ampliamos as possibilidades e trouxemos mais conforto para a vida na Terra. A tecnologia GPS, a energia solar, a panela de teflon, câmeras digitais, tudo isso foi possível através da exploração espacial realizada pelo homem.

Observar o céu é muito mais do que passar o tempo, na verdade, ao olharmos para cima, estamos buscando entender as nossas origens e, ao mesmo tempo, estamos admirando a beleza da vida e contemplando o Universo que existe dentro de nós mesmos. A Astronomia nos compele a enxergar mais longe e nos ensina a humildade, pois através dela percebemos a imensidão do Cosmos e o quanto somos pequenos diante das escalas cósmicas de tempo e espaço.

Hoje, muito mais do que definir as estações do ano, o homem consegue entender a formação e destruição de outros mundos, prever eventos cataclísmicos, aprimorar tecnologias, viajar ao espaço e, quem sabe, até descobrir uma nova casa para nós, humanos.

Abraços a todos!

 

Por que usar um telescópio?

Quem nunca olhou para o céu e o admirou por um breve instante? Curiosamente, o homem é seduzido pelo Cosmos, independentemente de sua fé, nacionalidade, raça ou sexo, as estrelas sempre aguçam a curiosidade humana há milênios de anos. Talvez pelo fato delas se mostrarem sempre indiferentes às nossas vontades, imunes ao tempo e imutáveis, como pensavam os intelectuais antigos. No entanto, o problema é que a vida humana é curta demais para contemplar as alterações que ocorrem no firmamento, algumas delas ocorrem a cada milênio outras necessitam de muito mais tempo, pois a vida das estrelas é contabilizada em milhões ou até em bilhões de anos, algo muito além da nossa expectativa de vida.

Poucos sabem o quanto estamos conectados às estrelas, mas somos intimamente ligados a elas, pois estes minúsculos pontos luminosos observados aqui da Terra na verdade são imensas fornalhas nucleares onde os átomos pesados, responsáveis por tudo aquilo que entendemos como mundo, são forjados em condições extremas de temperatura e pressão.

A nossa existência, a qual admiramos tanto, só é possível devido à presença de átomos que foram criados no interior das estrelas e que de alguma forma se combinaram através de complexas ligações químicas dando origem a este milagre que chamamos de vida. Possivelmente esta antiga relação entre vida e estrelas nos faz olhar para cima e questionar como tudo funciona. 

A internet está farta de imagens do Universo, são imagens estonteantes, mas que pouco traduzem aquilo que realmente é visto através das lentes de um telescópio. As fotos são produzidas pelos sensores das câmeras cuja sensibilidade e capacidade de formar imagens é bem diferente do olho humano. A observação direta é mais acalorada e recheada de emoção, a percepção é inerente a cada pessoa, isto torna a observação mais íntima, convertendo-se em uma experiência única.

A imagem abaixo nos mostra como vemos a Lua e o planeta Saturno a olho nú:

Note que a aparência de Saturno é muito similar a uma estrela comum, nenhum detalhe pode ser observado.

Somos movidos pelas perguntas, mesmo que não consigamos as devidas respostas, são elas, as dúvidas, que nos fazem ir mais longe, as respostas são apenas complementos daquilo que nos move. Sempre que observamos as estrelas queremos ver mais longe e para isso precisamos de telescópios, pois são capazes de ampliar aquilo que está distante. Durante o primeiro contato com um destes instrumentos criamos expectativas surreais sobre aquilo que iremos observar, algo bem representado na imagem abaixo:

No resultado apresentado acima escolhemos Saturno como referência, para aquele observador mais empolgado, talvez seja algo desanimador, no entanto, a quantidade de informação agregada a esta imagem é incrivelmente grande. Saturno é o sexto planeta a partir do Sol, possui raio nove vezes maior do que o da Terra e está a 1.283.400.000 (um bilhão e duzentos e oitenta e três milhões e quatrocentos mil) de quilômetros de distância da Terra, a luz que chega aos nossos olhos naquele instante através do telescópio precisou de uma hora e dezenove minutos para viajar de Saturno até a Terra. Então, se algo ocorresse em Saturno naquele instante, você ficaria sabendo apenas após uma hora e dezenove minutos.

A imagem superior foi realizada por uma sonda espacial na órbita de Saturno, equipamentos sofisticados foram utilizados; já a imagem subsequente foi obtida com um pequeno instrumento amador com uma simples câmera de baixo custo; além das diferenças instrumentais, há também que se considerar a atmosfera terrestre que limita bastante a resolução dos equipamentos óticos utilizados na Terra para observar o Universo.

Outrossim, as imagens que vemos em uma fotografia ou na tela de um computador estão contidas em um plano bidimensional, com isso perdemos a noção de profundidade inerente ao mundo real, capaz de ser observada apenas através da ocular de um telescópio.

Imune à idade do observador ou à sua escolaridade, bem como a qualquer outro fator pessoal, uma observação telescópica sempre será de tirar o fôlego e nos levará cada vez mais profundo na nossa história!

Abraços a todos!

A primeira luz!

“A primeira luz” é um termo muito comum entre os astrônomos amadores ao citarem a primeira observação astronômica realizada com o telescópio novo, tal termo não se limita aos observadores brasileiros, nas terras de língua inglesa falam The first light. O telescópio, a grosso modo, nada mais é do que um sistema coletor de fótons, que é o quantum da radiação eletromagnética, através destes fótons emitidos pelos objetos celestes formam-se as imagens que chegam aos nossos olhos.

Alguns destes fótons viajaram apenas alguns milésimos de segundos, como no caso das observações terrestres, ou então viajaram minutos-luz, caso dos objetos do Sistema Solar, ou vieram de mais longe ainda, vieram de um passado distante e precisaram transpor anos-luz de distância, ou talvez, dezenas, centenas, milhares, milhões de anos-luz até serem coletados por um telescópio aqui na Terra.

Dizemos que observar o Universo é observar o passado pois a luz não é instantânea, ela necessita de tempo para chegar de sua fonte emissora até o receptor; ela é limitada por sua velocidade, que é até o presente momento, de acordo com a Física, o que há de mais veloz na natureza, que corresponde a 300.000 km/s. A esta velocidade os fótons necessitam de 8 minutos para chegarem do Sol à Terra, por isso dizemos que a Terra está a 8 minutos-luz de distância do Sol. Oito minutos correspondem a 480 segundos, se multiplicarmos este tempo pela velocidade da luz encontraremos a distância da Terra ao Sol, conforme a equação do Movimento Retilíneo Uniforme (MRU), temos que:

S = S° + v*t

Então,

S = 0 + (300.000 km/s) * (480 s) = 144.000.000 ( 144 milhões de quilômetros)

De acordo com os nossos cálculos, a distância entre a Terra e o Sol é de 144 milhões de quilômetros, o que é uma boa aproximação com o valor oficial de 149.600.000 km (149 milhões e 600 mil quilômetros), ou seja, obtivemos uma aproximação de 96% !

As distâncias no Universo são assombrosas e vão além da imaginação humana, o nosso cotidiano é permeado por números que são insignificantes nas escalas cósmicas. Veja como exemplo o tempo necessário para a luz percorrer de Brasília-DF a Pelotas-RS, cujo percurso em linha reta é de 1.835,45 km, seriam necessários apenas 0,006 segundos, ou seja, 6 milésimos de segundos.

Voltando aos telescópios, na noite anterior o meu novo telescópio coletou os seus primeiros fótons, apesar da grande quantidade de nuvens no céu, consegui uma pequena janela entre elas para fazer um registro da Lua:

Esta pequena estrela no canto inferior direito é uma estrela na constelação de Escorpião, seu nome é Acrab ou Graffias. Em grego Graffias significa "a pinça" (uma das garras do animal escorpião). Na Bandeira do Brasil ela representa o estado do Maranhão.

Considerando a distância média da Terra à Lua em 384.400 km, os fótons coletados pelo o meu telescópio precisaram de 1,3 segundos para serem refletidos da Lua para a Terra. Você pode me perguntar: “Por que refletidos e não emitidos?” Lhe respondo porque a Lua não emite Luz, na verdade ela reflete a Luz emitida pelo Sol, mas este é um assunto para outro tópico.

Abraços a todos!

Montagem Equatorial motorizada e computadorizada (novos ajustes)

Após alguns testes com a minha montagem equatorial, percebi que seriam necessários alguns ajustes para que a precisão desejada fosse alcançada. Principalmente no ajuste de latitude pois o sistema anterior não possibilitava a precisão necessária para eliminar qualquer desalinhamento do eixo polar; para resolvê-lo criei um sistema com dois parafusos que empurram um eixo fixado na base da montagem, conforme se ajusta os parafusos, a montagem gira sobre a base produzindo um ajuste fino de latitude. Vejam:

Além da instalação do sistema de ajuste fino na latitude, foi necessário instalar também um cilindro maciço de aço na junção entre a base de madeira e a coluna do pilar, este cilindro é inserido dentro do pilar por 12cm, desta forma, consegui eliminar uma pequena folga que ocorria nesta junção devido ao peso da cabeça equatorial que descolava a base levemente tirando-a do centro do pilar, infelizmente não tenho fotos do cilindro para publicar.

Um sistema de freios no eixo polar também foi instalado para aumentar o atrito neste eixo quando necessário, devido aos rolamentos, o atrito é quase nulo e deixa os movimentos do eixo leves demais em alguns casos, assim, o freio neste eixo possibilita ampliar ou reduzir o atrito quando necessário.

Os motores também foram substituídos devido à folga na conexão entre o motor anteriormente usado e a redução extraída de um motor Pittman, às vezes ocorria deslizamento na acoplamento, então substitui este sistema por outro no qual os motores e as suas respectivas reduções (120:1) são fixos, com isso solucionei o problema do deslizamento e eliminei uma variável para me preocupar.

A montagem se comportou bem com o peso do telescópio refletor newtoniano GSO de 150mm F/5 cuja massa é de aproximadamente 7.5kg, este telescópio não ofereceu dificuldade alguma para a montagem, o que me deixou muito satisfeito. Falta-me agora céus limpos para verificar se conseguirei alinhá-la com o pólo celeste sul com precisão suficiente para astrofotografia de longa exposição.

(Atualização em 19/07/2013)...

Eu estava devendo algumas fotos nesta postagem, principalmente do cilindro de aço que é inserido no pilar melhorando o balanço da montagem. Pesquisando em meus arquivos no computador, encontrei as imagens e agora as publico aqui.

Na imagem acima podemos ver o cilindro de aço e a guia fixa à base que auxilia no refinamento do ajuste de latitude.

Aqui vemos o pilar e os dois parafusos responsáveis em "empurrar" a guia da base da montagem para refinar o alinhamento polar.


Abraços e obrigado pela visita!