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| Ptolomeu |
De acordo com a teoria física mais recente todo o universo é construído por quatro interações fundamentais: As interações nucleares, a forte e a fraca; a interação eletromagnética e a interação gravitacional.
As interações nucleares, de curto alcance, agem no nível dos átomos. A interação eletromagnética, de longo alcance, é a responsável pelas estruturas do nosso dia a dia. Por último temos outra interação de longo alcance: a interação gravitacional. Ela é a mais fraca de todas. Ainda assim, a interação gravitacional, é a responsável pela estrutura do universo em larga escala.
A interação gravitacional existe para qualquer dois corpos com massa. No entanto, por ser de intensidade tão pequena em relação as outras forças, a interação gravitacional torna-se perceptível somente quando a massa dos corpos envolvidos é muito grande. Estudar a gravitação nos leva então ao reino dos planetas, estrelas, sistemas solares, galáxias e grupos de galáxias.
Até o fim da Idade média o modelo que explicava o universo conhecido era devido a Ptolomeu. Ele considerava que a Terra era o centro do universo e as estrelas e os planetas giravam em torno dela. Clique aqui e conheça o Sistema Cosmológico de Ptolomeu.
A teoria moderna sobre a nossa casa, o sistema solar, começou com Copérnico mas foi Kepler quem botou ordem na casa. Copérnico afirmava que a forma das órbitas dos planetas eram circulares. Kepler descreveu a verdadeira forma das órbitas e forneceu as leis que determinam o movimento dos planetas. Tudo isso está dito em somente três leis. As Três leis de Kepler.
Observe que o modelo de Ptolomeu não estava errado. Ele fazia previsões aceitáveis para os dados da época. Mas o modelo de Copérnico era, entre outras coisas muito mais simples e, além disto, se adequava melhor aos dados mais precisos que Kepler dispunha. Veja aqui como cada um dos modelos explicava a órbita de Marte e compare você mesmo a simplicidade e elegância das explicações de um e de outro sistema.
Você pode aperfeiçoar um pouco mais os seus conhecimentos sobre as Leis de Kepler fazendo alguns exercícios sobre a primeira lei. Clique aqui.
Em seguida faça exercícios sobre a segunda Lei de Kepler. Siga este link. Por último, teste os conhecimentos sobre a terceira Lei de Kepler fazendo o exercício deste link.
As leis de Kepler descrevem as órbitas dos planetas e satélites mas são obedecidas também pelas sondas que enviamos para os outros planetas do nosso sistema solar. Um exemplo interessante é o da sonda americana "Mars express". Esta sonda está orbitando Marte e coletando dados sobre o planeta.
As câmeras da sonda filmam a superfície do planeta. O registro em filme de uma das órbitas foi liberado e você pode assisti-lo aqui.
Você pode agora ver as leis de kepler em ação. Observe como a órbita da sonda é exatamente da forma prevista por Kepler.
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| Kepler |
Continuando com nossa História. Apesar dos grandes avanços de Copérnico e Kepler faltava estabelecer como, afinal, o sol, de tão longe, conseguia fazer com que objetos de massa tão grande como os planetas girassem em torno dele.
Kepler não esclareceu essa questão. Foi Newton quem explicou, e, fez isso com apenas uma lei, a lei da gravitação universal.
Hoje temos um conhecimento razoável de como o nosso sistema solar foi construído. Claro, mais uma vez, é a força gravitacional a responsável.
Das interações fundamentais (ou forças fundamentais) a gravitação é de longe a mais fraca. No entanto, quando tratamos da estrutura em grande escala do nosso universo é a gravitação a força construtora. Dessas estruturas uma das mais impressionantes são as estrelas e, dentre elas o nosso sol é uma das mais modestas. Existem estrelas muito maiores. Assista o vídeo.
Além das estrelas e sistemas solares, a gravitação constroi estruturas muito mais grandiosas como a galáxia que habitamos: A Via Láctea. Esta estrutura de bilhões de estrelas pode ser vista neste vídeo . No entanto, as galáxias ainda não são as maiores estruturas construídas pela gravitação. Existem outras muito maiores que elas.Você pode ver aqui um dos mapas mais recentes desta estrutura global do universo conhecido construída pela gravitação.
Hoje, já visitamos a maioria dos planetas solares.Ver nosso planeta do espaço deu a humanidade uma visão nova da nossa fragilidade e de como são sem sentido todas as divisões e guerras entre nós. Afinal, somos uma só espécie e compartilhamos esse nosso pequeno "ponto azul" perdido no espaço. Veja aqui uma pequena coleção de fotos da Terra como vista pelas sondas enviadas por nós para visitar os outros planetas.
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| Newton |
A teoria mais moderna da gravitação é a de Einstein. Na maioria dos casos ela reproduz os resultados da teoria da gravitação de Newton. Mas ela vai além. Dá respostas para casos extremos onde a Teoria de Newton não funciona. Veja aqui as diferenças entre elas.
Um desses casos são as chamadas singularidades. Existem estrelas de massa tão grande e, em consequência, de força gravitacional tão intensa que a estrela "cai sobre si mesma". A estrela desaparece num ponto. Neste caso, surge em seu lugar um buraco Negro, isto é, estrela colapsada, reduzida a um ponto matemático, onde a gravitação é tão forte que nem a luz escapa.
Por definição um buraco negro não pode ser visto mas pode ser percebido pela deformação que provoca na luz das estrelas. Veja aqui uma simulação de como este fenômeno seria visto.
Ainda não temos provas de existências desses objetos. Mas existem grandes evidências. A melhor evidência da existência de um buraco Negro pode ser vista aqui.