Eratóstenes

(http://pt.wikipedia.org/wiki/
Erat%C3%B3stenes)

O homem que mediu o mundo pela primeira vez, o astrônomo grego Eratóstenes (276-196 A.C.), viveu em Alexandria durante o terceiro século A.C. Ele percebeu que o primeiro dia do verão em Sirene (atualmente Aswan), Egito, o sol aparecia diretamente ao alto ao meio dia. Ao mesmo tempo, em Alexandria, entretanto, o sol aparecia um pouco mais ao sul (cerca de 7 graus) do apogeu. Sabendo a distância entre Sirene e Alexandria e assumindo que os raios do sol eram paralelos quando incidiam sobre a superfície da Terra, ele calculou o tamanho do planeta usando geometria simples. Como resultado, obteve 25.000 milhas para circunferência, notavelmente preciso.
Eratóstenes não foi o único grego que tentou medir a Terra. Um século depois, Posidônio copiou essa façanha, usando a estrela Canopus como sua fonte de luz e as cidades de Rodes e Alexandria como sua linha de base. Apesar da técnica ser parecida, ele teve o valor errado da distância entre Rodes e Alexandria, então sua circunferência ficou reduzida. Ptolomeu escreveu essa figura menor em seu tratado de geografia, o qual foi consultado pelos exploradores renascentistas para procurar por uma via mais rápida para as Indias. Se Ptolomeu tivesse usado as medidas maiores de Eratóstenes, talvez Colombo nunca tivesse navegado à oeste.

Fonte: Stephen's Hawking Universe - Cosmological Stars (BBC/PBS)

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Albert Einstein

Albert Einstein em 1921
(http://pt.wikipedia.org/wiki/
Albert_Einstein)

A resposta do século 20 à Isaac Newton, Albert Einstein (1879-1955) revolucionou nossos conceitos de espaço e tempo e desenvolveu teorias usadas para construir os modelos do universo. Ele nasceu em Ulm, Alemanha, mudando-se com sua família para Munique pouco depois. Ele mostrou um pouco de proeza acadêmica quando adolescente, mas não começou a deixar sua marca antes que se muda-se para Zurique, Suiça. Trabalhando como funcionário de um escritório de patentes em Berna no início do século, ele foi capaz de gastar seu tempo livre estudando física.
O grande ano de Einstein foi 1905, quando produziu três artigos de tremendo significado. Um deles deu uma descrição matemática para o movimento aleatório de pequenas partículas*. Um segundo descreveu o efeito fotoelétrico, no qual elétrons são emitidos quando a luz incide em certos metais (muitos impressionam-se ao saber que ele ganhou o Prêmio Nobel devido essa descrição e não devido suas teorias da relatividade). Seu terceiro artigo no ano era sobre a relatividade especial, na qual ele descreveu a física de objetos movendo-se a velocidades constantes e descobriu a equivalência de massa e energia, relatada pela equação E=mc². Einstein levou mais 10 anos para desenvolver sua teoria da relatividade geral, a qual descreve o universo como um todo e forma a base para o entendimento da estrutura do universo.

Fonte: Stephen's Hawking Universe - Cosmological Stars (BBC/PBS)

*Nota do Tradutor¹: Movimento Browniano

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Radiação Cósmica de Fundo

Pequenas flutuações na temperatura na geralmente
suave radiação cósmica de fundo representam
sementes gravitacionais no universo primordial ao
redor das quais aglomerados de galáxias são
finalmente formados. 

Prevista por George Gamow e seus colaboradores na década de 1940 e detectada por Arno Penzias e Robert Wilson na década de 1960, a radiação cósmica de fundo é um fraco eco do Big Bang. Após o nascimento explosivo do cosmos, o universo expandiu e resfriou-se rapidamente. Após quase 300.000 anos, sua temperatura caiu para quase 3.000 kelvin (5.000º Fahrenheit) e uma grande mudança estava tomando lugar. Antes desse tempo, as condições eram muito quentes para os átomos formarem os prótons e elétrons, cada qual de sua forma, e fótons de luz poderiam viajar apenas curtas distâncias antes de interagirem com elétrons livres. Era como se o universo existisse apenas em uma espessa neblina e evitava que a luz penetrasse.
Mas quando a temperatura atingiu 3.000 kelvin, núcleos atômicos finalmente capturaram elétrons e formaram átomos estáveis. Fótons estavam, então, permitidos à viajarem desimpedidos e a neblina levantou-se e o universo tornou-se transparente à luz. É essa a luz que vemos como radiação de fundo, chegando à nós de todas as direções. Entretanto, em 10 bilhões de anos ou mais após o Big Bang, o universo expandiu por um fator de milhares, fazendo a temperatura da radiação decair por um fator similar. Atualmente emite aproximadamente 3 kelvin (3º Celsius acima do zero absoluto) em uma microonda componente do espectro eletromagnético, um fraco resquício do quente início do universo. O fundo parece suave, variando apenas em uma parte em 100.000 através dos céus.

Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)

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Fred Hoyle

Sir Fred Hoyle
(http://en.wikipedia.org/wiki/Fred_Hoyle)

Um cientista heterodoxo e um prolífico autor de ficção científica em livros populares sobre ciência, Fred Hoyle (1915-2001) é mais conhecido por deduzir como o universo cria os elementos pesados e pelo seu suporte à teoria do estado estacionário sobre a origem do universo.
Depois de auxiliar a desenvolver o radar para o esforço britânico na Segunda Grande Guerra, ele direcionou seus talentos para astrofísica e cosmologia. Ele foi um dos desenvolvedores da teoria do estado estacionário, que afirmava que o universo sempre existiu e sempre pareceu o mesmo. Para manter a densidade do universo sem decrescer, a teoria necessitava de que a matéria fosse criada continuamente. Ironicamente, ele forjou o termo "Big Bang" para descrever a teoria adversária, enquanto procurava por uma frase memorável, criativa e concisa para seus ouvintes de rádio.
Sua ideias de como os elementos formam-se provou-se mais duradoura. Com seu colega William Fowler, ele sugeriu que os elementos do hélio ao ferro poderia ser formados por reações nucleares no interior das estrelas. Ele também criou a hipótese de que elementos mais pesados que o ferro poderiam ter sido formados em explosões de supernovas resultantes do colapso de núcleo de uma estrela, após ela ter esgotado seu combustível nuclear. Quase todo cientista hoje concorda com esse cenário de como os átomos em nossos corpos e em nosso planeta se formaram.

Fonte: Stephen's Hawking Universe - Cosmological Stars (BBC/PBS)

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Ptolomeu

Ilustração barroca de
Cláudio Ptolomeu
(http://en.wikipedia.org/wiki/
Ptolemy)

Muito do que sabe-se da astronomia grega veio através de Cláudio Ptolomeu (100 - 170), cujo tratado em astronomia de 13 volumes, o Almagesto*, compilou as proezas de seus predecessores. Mas ele é mais conhecido pelo avanço na primeira teoria geral da cosmologia, o estudo da estrutura e movimentos do universo, apesar de seu trabalho pegou muito de talvez o maior astrônomo grego, Hipparcos. Seu modelo geocêntrico explicou tanto a estrutura conhecida do universo (essencialmente sete "planetas") e como esses planetas movem-se através do espaço.

Fonte: Stephen's Hawking Universe - Cosmological Stars (BBC/PBS)

*Nota do Tradutor¹: Almagesto significa grande tratado.

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Universo estacionário

Proposto em 1948 por Hermann Bondi, Thomas Gold e Fred Hoyle, a teoria do estado estacionário era uma extensão de algo chamado princípio cosmológico perfeito. Basicamente propunha que o universo era essencialmente o mesmo em qualquer ponto nele e em qualquer tempo. (Isso é aplicável apenas à uma grande escala, obviamente, planetas, estrelas e galáxias são diferentes do espaço entre elas.
Obviamente, para o universo parecer o mesmo durante todo o tempo, não poderia haver um início ou um fim. Essa ideia entrou em ressonância com acordes filosóficos de vários cientistas, e assim, a teoria do estado estacionário ganhou muitos aderentes nas décadas de 1950 e 1960. Como poderia o universo continuar a parecer o mesmo quando observações mostravam que ele estava expandindo ? O que poderia estar diluindo seu conteúdo ? Partidários dessa cosmologia balancearam a sempre decrescente densidade que resulta da expansão por uma hipotética matéria criada do nada. A quantidade necessária era indetectavelmente pequena, algo como poucos átomos para cada milha cúbica por ano.
A teoria do estado estacionário começou a decair na década de 1960. Primeiro, os astrônomos descobriram os quasares, os grande núcleos luminosos em galáxias distantes. Devido a maioria dos quasares residirem, em sua maioria, em galáxias distantes, sua existência prova que o princípio cosmológico da perfeito não poderia ser verdadeiro: as distantes galáxias, e portanto, as mais antigas, não são iguais as mais novas que estão próximas. O ressoar do sino de funeral* para a teoria ocorreu quando os radio astrônomos Arno Penzias e Robert Wilson descobriram microondas cósmicas de fundo, um resto de radiação do Big Bang. O estado estacionário não teve forma de explicar essa radiação e lentamente apagou-se como muitas outras teorias predecessoras.
 
  Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)

*Nota do Tradutor¹:  traduzido da expressão "death knell" - expressão usada para o som de um sino ressoando solenemente em um funeral.

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Buracos de Minhoca

Um raio de luz atravessando um caminho entre dois
pontos em um plano espaço-temporal curvado pode
 levar mais tempo para completar o
caminho do que uma nave
espacial hipotética que usa um buraco de minhoca
como um atalho entre as duas regiões
distintas do espaço-tempo.

Apesar de parecerem apenas mero material de ficção científica do que um fato científico, os físicos tem sonhado com a ideia de um buraco de minho (ou buraco de verme). Em 1935, Albert Einstein e Nathan Rosen perceberam que a relatividade geral permitia a existência de pontes, originalmente chamadas de pontes Einstein-Rosen, atualmente apelidadas de buraco de minhoca. Esses tubos espaço-temporais atuam como atalhos conectando duas regiões do espaço-tempo. Viajando-se através de um buraco de minhoca, você poderia viajar entre duas regiões mais rápido do que um radio de luz seria capaz se ele estivesse-se movendo através do espaço-tempo normal. Assim como qualquer modelo de viagem mais-rápida -que-a-luz, buracos de minhoca possibilitam a viagem no tempo.
Até recentemente, teóricos acreditavam que buracos de minhoca poderiam existir apenas por um curto período de tempo, e qualquer um que tentasse atravessar iria cair em uma singularidade. Mas cálculos mais recentes mostram que um verdadeiramente avançada civilização poderia fazê-los funcionar. Isso ocorreria pelo uso do que os físicos chama de "matéria exótica", a qual possui energia negativa*, assim, a civilização poderia prevenir que o buraco de verme entrasse em colapso sobre ele mesmo. Material de ficção científica, sem sombra de dúvidas. Mas talvez, em algum dia no futuro, isso possa tornar-se uma realidade científica.

Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)
* Nota do Tradutor¹: efeito antigravitacional

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