Nicolau Copérnico

Nicolau Copérnico
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Apesar de treinado em direito e medicina, Nicolau Copérnico (1473-1543) era mais interessado em astronomia e matemática. Por volta do início de 1500, ele percebeu que o sistema de Ptolomeu para calcular as posições dos planetas era muito incômodo. Ele decidiu que os cálculos poderia ser bem mais simples se o Sol fosse o local no centro do universo ao invés da Terra, e ele trabalhou os detalhes. Apesar dele compartilhar suas ideias com vários intelectuais europeus, ele esperou algum tempo antes de publicar seu trabalho, provavelmente uma ideia inteligente, visto que ele era cônego em uma catedral, onde suas ideias explosivas não poderiam ser populares.
Seu livro detalhando o modelo heliocêntrico "DE REVOLUTIONIBUS ORBIUM COELESTIUM", ou "A Revolução dos Corpos Celestes" finalmente foi impresso em 1543, ano em que morreu. Ele dedicou seu livro ao Papa Paulo III, e um prefácio foi adicionado (sem conhecimento de Copérnico) dizendo que a teoria tinha por objetivo apenas fazer o cálculo do movimento dos planetas mais fácil e não impor-se como uma afirmação da realidade. Isso deve ter funcionado, tendo em vista que não foi adicionado na lista de livros banidos até 1616. O título também ajudou dando um novo significado à palavra revolução, que anteriormente referia-se apenas ao movimento de corpos celestes, mas desde então, tomou conotação política.

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

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Universo Ptolomaico

Ptolomeu colocou a Terra no centro do universo,
com a Lua, Mercúrio, Vênus, o sol, Marte,
Júpiter, e Saturno circundando nosso planeta.

Para a maioria dos astrônomos antigos, a predição preciso da posição dos planetas foi equivalente à compreensão do funcionamento do universo. As estrelas longínquas eram meramente uma cortina de fundo para a o local onde a ação planetária ocorria. Ptelomeu, o último dos astrônomos gregos da antiguidade, desenvolveu um sistema efetivo para mapear o universo. Baseando muito de sua teoria em seu predecessor Hipparcos, Ptolomeu designou um modelo geocêntrico, ou centralizado na Terra, modelo mantido por 1.400 anos.
A capacidade de Ptolomeu de colocar a Terra no centro do universo e ainda predizier a posição dos planetas adequadamente era uma comprovação de suas habilidades matemáticas. ele ter feito isso enquanto mantinha a crença grega de que os céus eram perfeitos e ainda colocando cada planeta movendo-se em uma órbita circular à velocidades constantes não é nada de pouco relevância.
A maior das dificuldades que ele teve que superar foi a explicação da mudança das velocidades e a ocasional movimentação de leste para oeste, ou retrógrada, dos planetas. Ele resolveu isso colocando cada planeta movendo-se em um pequeno círculo, chamado epiciclo, os quais estavam centralizados viajando em um círculo maior, chamado

Demonstração dos elementos principais do modelo
ptolomaico.
(http://astro.if.ufrgs.br/p1/p1.htm)

deferente, com a Terra em seu centro. 
Apesar desse plano ficou próximo de cumprir tudo que propunha, ele ainda estava insuficiente. Então Ptolomeu fez alguns refinamentos. Primeiro, ele colocou a Terra um pouco distante do centro do deferente (um círculo um pouco descentralizado está próximo de mimetizar uma elipse). E em segundo, ele teve o centro do epiciclo movendo à velocidades angulares constantes em torno de um terceiro ponto, chamado equante, o qual está no lado oposto do centro deferente da Terra. Essas modificações permitiram Ptolomeu predizer as posições dos planetas razoavelmente, rudemente distante da precisão perfeita.

Simulação do movimento retrógrado no sistema geocêntrico.
Web Syllabus, Dept. Physics & Astronomy, University of Tennessee

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

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Ernest Rutherford

(http://pt.wikipedia.org/wiki/
Ernest_Rutherford)

Nascido e criado na Nova Zelândia, Ernest Rutherford (1871-1937) veio a estudar na Universidade de Cambridge na Inglaterra em 1895. Como os Curies, ele queria aprender como a matéria era colocada junta. E como ninguém mais, ele conseguiu. Ele mostrou que a radiatividade era causada pela ruptura de um átomo em outro. Ele nomeou as três formas de radiação produzidas pela radioatividade de raios alfa, beta e gama e veio a provar que a radiação alfa era na verdade, um núcleo de hélio.
Talvez sua maior contribuição para a ciência, entretanto, foi sua ideia da estrutura do átomo. Por meio do bombardeios de uma lâmina de olho com partículas alfa, ele descobriu que a maioria das partículas passavam sem serem afetadas, mas uma pequena parte era repelida de forma quase reta. À partir disso, ele deduziu que átomos consistem principalmente de espaços vazios com um grande, positivamente carregado núcleo ao centro e uma multidão de elétrons negativamente carregado sobrevoando ele. Após criar métodos para localizar submarinos na Primeira Grande Guerra, ele fez sua última grande descoberta. Ele usou partículas alfa para literalmente transformar átomos de nitrogênio em oxigênio, a primeira pessoa que conseguiu transformar um elemento em outro. Ele conseguiu realizar o sonho dos alquimistas (através, obviamente, um método que eles nunca teriam imaginado), mas mais importante, ele abriu a porta para a ideia que os elementos poderia mudar.

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

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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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