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UNIVERSO MECÂNICO
"Qualquer objeto se move com velocidade constante em linha reta,
a menos que seja solicitado por um agente externo"
Esse princípio fundamental é chamado...
...Lei da Inércia.
Hoje eu gostaria de lhes falar um pouco mais de Galileu.
Por quê sempre chamamos os italianos de uma certa época por seus pré-nomes, como se fossem bons amigos nossos?
Não apenas Galileu...Dante, Leonardo, Rafael.
É estranho.
De qualquer forma, hoje eu gostaria de falar para vocês sobre nosso bom amigo Galileu Galilei.
Aqui está uma xilogravura de Galileu que foi feita enquanto ele ainda estava vivo.
Dois homens muito importantes nasceram em 1564:
William Shakespeare, em Stratford...
...e Galileu Galilei, em Pisa.
Quando jovem,
Galileu primeiramente foi estudar Medicina, na Universidade de Pisa.
Mas ele logo compreendeu que Medicina não era para ele.
Quando ele descobriu que não havia nenhum professor de Matemática na universidade...
...deixou a escola Medicina.
Aprendeu Matemática sozinho,
escreveu alguns artigos e começou a construir uma reputação erudita.
No ano de 1589, com a ajuda de um amigo bem relacionado...
...foi nomeado professor de Matemática.
Nessa época a universidade era dominada por eruditos aristotélicos, que viam pouco valor na Matemática.
Galileu considerou seus colegas aristotélicos tolos...
...e imediatamente arranjou problemas...
...por instigá-los e ridicularizá-los.
Logo se tornou óbvio que quando seu contrato de três anos terminasse em 1592,
ele não seria renomeado.
Então, quando lhe foi oferecida uma posição na Universidade de Pádua,
ele a aceitou sem hesitação.
Em Pádua, ele lecionou Geometria Euclidiana,
Astronomia Ptolemaica e Mecânica Aristotélica.
Ele conduziu sua pesquisa sobre corpos em queda e planos inclinados.
E no ano de 1610, Galileu alcançou talvez a melhor técnica de polimento de lentes de todos os tempos.
Um polidor de lentes holandês, chamado Hans Liffery,
descobriu um novo instrumento notável.
O telescópio.
Assim que Galileu sobe disso, ele imaginou como ele funcionava.
Criou seu próprio projeto e construiu um telescópio próprio.
Que ampliava imagens cerca de nove vezes.
Então ele reuniu os vigários de Veneza para uma demonstração na famosa torre da praça de São Marcos.
Disse a eles:
"Olhem para o horizonte através deste aparato.
Com ele, um navio aproximando-se da cidade pode ser visto com duas horas mais cedo...
...do que poderia ser visto a olho nu.
Para uma potência militar como Veneza, esse aparato é absolutamente necessário".
Galileu não dizia que inventara o telescópio.
Tampouco, nunca se deu ao trabalho de desmenti-lo.
Os vigários da cidade ficaram tão impressionados...
...que deram a Galileu um cargo vitalício e um belo salário.
E em dois meses, modelos do telescópio de Galileu
estavam sendo vendidos nas ruas de Veneza como um brinquedo de criança.
Galileu garantiu para si uma vida financeiramente segura...
vendendo aos vigários da cidade um brinquedo de criança.
Mas Galileu tinha coisas mais importantes em mente para o telescópio.
Construiu vários telescópios maiores e mais potentes,
incluindo um que ampliava as imagens trinta vezes.
Hoje, dois deles estão em exposição no Museu da História da Ciência, em Florença.
Com estes telescópios, Galileu olhou para o céu e fez algumas descobertas notáveis.
As luas de Júpiter, que ainda hoje são chamadas de satélites galileanos.
Montanhas na Lua.
As fases de Vênus.
E manchas na superfície do Sol.
Mesmo agora que caminhamos na superfície da Lua,
os esboços de Galileu revelam que ele foi incrivelmente preciso.
Na época, as descobertas astronômicas de Galileu,
junto com as idéias de Copérnico,
destroçariam intelectualmente a serenidade dos céus.
Para qualquer um que ousasse olhar pelo teléscópio de Galileu,
o que viam era o começo do fim...
das visões de mundo de Aristóteles e Ptolomeu...
...e o começo de muitos problemas para Galileu Galilei.
No início do séc. XVII, a Europa vira a Renascença,
a Reforma protestante,
e a Contra-Reforma católica,
soprando mudanças e balançando todas as partes do sistema medieval.
Religião, Arte, Literatura,
Música, Matemática e as Ciências, especialmente a Astronomia.
Antes da Renascença, a Mecânica Aristotélica e as esferas celestes de Ptolomeu estavam na ordem do dia.
Elas eram a ordem natural do universo, aceitas logicamente e não questionadas.
E foi assim até que um monge polonês olhou para cima...
...e viu as coisas de modo diferente.
Em oposição à visão de Ptolomeu,
Copérnico viu a Terra assim como um outro planeta circulando o Sol maior e mais pesado.
Dentro da Igreja Católica, alguns viram o sistema copernicano como uma ameaça.
Parecia, como a própria heresia protestante, desafiar a autoridade absoluta do Vaticano.
No entanto, a Igreja levou setenta e cinco anos para tornar pública sua desaprovação.
E internamente, a Igreja teve que lutar contra um problema muito mais próximo de Roma que o Sol.
Católicos e Protestantes travavam uma guerra pela alma da Europa.
Copérnico, como Martinho Lutero, desafiou a interpretaçao da igreja sobre as escrituras.
Mas o sistema copernicano também parecia desafiar o senso comum básico.
Objetos pesados naturalmente caem em direção ao centro da Terra,
porque esse era o cento do universo.
Se a Terra está realmente girando e marchando pelo espaço,
por quê as coisas não saem voando?
E se a Terra está realmente girando,
por quê um objeto, abandonado de uma torre, cai diretamente abaixo?
Por quê ele não cai na cidade próxima,
ou pelo menos a alguma distância?
Há 300 anos atrás, estas eram perguntas lógicas e inteligentes.
E Galileu Galilei partiu para encontrar as respostas.
Galileu, apesar de sua natureza independente, era um afigura muito popular.
Geralmente respeitado e admirado.
E para a Igreja, seu Deus deu-lhe inteligência, fez dele um de seus filhos favoritos.
Não há dúvida que Galileu gostava de atenção.
Seu apetite pela fama era enorme.
Mas sua fome de conhecimento e da verdade...
...era ainda maior.
Logo no começo de sua carreira, como professor em Pádua,
Galileu fez muito por si como acadêmico.
Entre outras coisas, foi tutor de nobres em assuntos como Magnetismo e Matemática.
Mas o uso que fez do telescópio foi muito mais importante.
Seu primeiro livro, "O Mensageiro das Estrelas",
revelou suas notáveis observações.
A publicação do Mensageiro das Estrelas elevou Galileu a uma posição de renome na Europa.
Ainda assim, em certos círculos, suas descobertas não eram totalmente bem-vindas.
Através de seu telescópio, Galileu tinha visto algo inimaginado.
Ou pelo menos não dito pelos seguidores de Ptolomeu.
As luas de Júpiter pareciam provar que a Terra não era o centro de todo o movimento nos céus.
Teve ele, dentro de suas visões, a prova de que Copérnico estava correto?
Contrariamente tanto à doutrina de Aristóteles quanto à da Igreja,
era a terra simplesmente outro planeta, orbitando o Sol?
Se isso for verdade, a pergunta ainda continua:
Por quê tudo no mundo simplesmente não sai voando?
A antiga visão de Aristóteles era de que todas as coisas, por sua natureza,
tinham um lugar próprio...
...para o qual queriam voltar.
Suas idéias de repouso absoluto e movimento absoluto...
...parecem ser confirmadas pelo senso comum.
E com base na experiência cotidiana,
como alguém poderia levar a sério a idéia de que a Terra vaga pelo espaço?
Para galileu, uma coisa era pôr de lado o ponto de vista aristotélico dominante...
...outra bem diferente era mostrar como e porque as coisas funcionam dentro do sistema copernicano.
Mas mesmo antes da invenção do telescópio...
...Galileu se preparou para fazer exatamente isso.
Para preparar o terreno para sua lei da queda dos corpos,
observou e mediu exaustivamente o tempo que bolas levavam para rolar em planos inclinados.
Seus experimentos também o levaram a outra idéia profunda...
...que viria a ser chamada de Lei da Inércia.
Galileu notou que uma bola, depois de rolar por um plano inclinado,
rolará outro plano acima até ganhar sua altura original.
Não importava qual fosse a inclinação do outro plano.
Se a inclinação do segundo plano fosse diminuída, a bola rolaria mais longe,
não parando até que alcançasse a mesma altura que estava do solo anteriormente.
Quanto mais aproximadmente horizontal fosse o segundo plano, mais longe a bola rolaria,
tentando ganhar novamente sua altura original.
Portanto, em um plano perfeitamente horizontal, com uma superfície lisa,
uma bola nunca chegaria ao repouso.
Ela se manteria rolando para sempre.
Essa era a compreensão crucial de que Galileu necessitava...
para explicar porque tudo, incluindo seu críticos,
podiam se manter sobre a superfície girante da Terra.
Um corpo em movimento horizontal tende a continuar se movendo desse jeito para sempre.
Mas tudo na superfície da Terra está em movimento horizontal,
exatamente com a mesma velocidade que a própria Terra.
Não existe nem atrito para afetar o movimento do corpo...
...porque tudo se move junto.
Com este conceito notável, Galileu derrubou o antigo dogma aristotélico...
...que dizia que é natural que todos os corpos atinjam o repouso.
Embora o conceito de Galileu fosse brilhante, não era inteiramente preciso.
Ainda influenciado pelo ideal platônico do movimento circular,
Galileu pensou que um corpo em movimento continuaria para sempre,
mas apenas na direção horizontal, não numa linha reta,
mas girando, seguindo a superfície da Terra.
Uma geração mais tarde, René Descartes pôs tudo em ordem
dando à lei da Inércia sua forma final.
"Objetos em movimento não tendem, por si mesmos, a atingir o repouso.
Tendem a permanecer como estão, até que algo interfira".
Este fato é mais fácil de entender agora que na época de Galileu.
Hoje, poucos discordariam de que a Terra move-se ao redor do Sol.
Um Sol que se move em torno de um canto da galáxia.
Uma galáxia que se move num aglomerado de galáxias.
Tudo marchando a grande velocidade pela inimaginável vastidão do universo.
Como esta idéia de repouso pode se encaixar no grande esquema das coisas?
Não se encaixa.
Nada no universo chega ao repouso.
Em vez disso,
toda e qualquer coisa continuará com seu movimento,
em uma linha reta com velocidade constante,
até que algo interfira com ela.
Este é o princípio da Inércia.
E é tão simles e profundo quanto qualquer idéia que já se ponderado.
Obviamente, objetos podem parecer estar em repouso.
Mas isto é apenas porque eles estão no mesmo estado de movimento que o observador.
O repouso ou o movimento de um objeto depende completamente do ponto de vista.
E do observador estar se movendo com a mesma velocidade.
O repouso absoluto não existe.
O movimento absoluto não existe.
Mesmo vagando pelo espaço a uma velocidade incrível,
relativa à Lua ou ao Sol, ou ao centro da galáxia,
a tendência natural de qualquer objeto é manter o movimento que tem.
Nos dias de Galileu, este era um conceito muito difícil de aceitar.
Para um aristotélico, o movimento de uma carruagem exigia e tinha...
...uma explicação lógica.
A menos que algo a puxasse ou empurrasse, ela não se moveria.
Logo, seu estado natural...
...era o de repouso.
Mas para o observador moderno, um veículo em movimento não precisa de explicação.
Este objeto em movimento conservará seu movimento até que os freios...
...ou outra coisa...
...o traga ao estado de repouso.
Mas e quanto a um objeto que não está se movendo horizontalmente ao longo da superfície da terra?
E quanto a um projétil lançado no ar?
Ou uma bola jogada de uma torre?
A Terra, girando, não deveria deixar a bola para trás?
Galileu disse que não.
Ele disse:
"A bola continuaria a se mover horizontalmente com a Terra,
mesmo que caia verticalmente em direção a sua superfície."
Na Renascença este conceito era muito difícil de entender.
Então, Galileu ofereceu a seus contemporâneos uma analogia.
Ele pediu às pessoas que imaginassem uma bola...
...caindo do mastro de um navio em movimento.
Para um marinheiro no convés, o mastro está em repouso.
Ele não se surpreenderia ao ver a bola cair para o convés direto no pé do mastro.
Mas qualquer um na praia veria esse navio e, é claro, o mastro, em movimento.
Um observador aristotélico não teria nenhuma dúvida do que aconteceria.
A bola cairia diretamente para o centro da Terra enquanto o barco navegasse abaixo dele.
Esse marinheiro no convés, veria a bola ser lançada para a popa do navio,
em vez de cair no pé do mastro.
Embora o experimento provavelmente nunca tenha sido feito durante a vida de Galileu,
os resultados são exatamente como ele previu.
A bola cairá diretamente ao longo do mastro.
A bola cai ao longo do mastro porque ambos, bola e navio, compartilham o mesmo movimento inicial.
Se eles não compartilham o mesmo movimento inicial,
então o movimento é exatamente como um aristotélico esperaria que fosse.
Mas, quando jogada do mastro em movimento,
a bola cai verticalmente, enquanto se move horizontalmente com o barco.
Juntos, estes movimentos formam uma trajetória curva:
uma parábola.
Galileu notou que esses mesmos princípios fariam com que o movimento de quaquer projétil...
...seguir uma trajetória parabólica, no mar ou na terra.
Uma bola, lançada de qualquer lugar da superfície da Terra girante...
...se comporta da mesma maneira.
Aqui, compartilhando o movimento horizontal do planeta,
ela cai diretamente para baixo e aterrissa na base da torre.
Nesses termos, Galileu viu e provou algo novo sob o Sol.
Em 1616, Galileu foi intimado a ir a Roma.
Disseram-lhe que não mantivesse nem defendesse a idéia da Terra movendo-se em torno do Sol estacionário.
Sabendo que a Igreja oficialmente se opunha ao sistema copernicano,
ele esperou pelo momento certo para convencê-los do erro de seus métodos aristotélicos.
Em 1623, Galileu achou que o momento havia chegado.
Seu amigo e protetor, o brilhante cardeal Maffeo Barberini, tornou-se o Papa Urbano VII.
Para reforçar seu caso, Galileu escreveu um livro.
Um diálogo no qual personagens debatiam os sistemas aristotélico e copernicano.
Como autor, Galileu era um político astuto.
O personagem aristotélico argumentava habilidosamente e era declarado vencedor.
Era um truque para ser a defesa de Galileu contra o ensino da visão copernicana.
Contudo, como qualquer leitor poderia facilmente perceber,
os argumentos copernicanos eram muito mais sólidos.
E o pior de tudo, talvez,
é que como os argumentos estavm escritos em italiano em vez de latim,
italianos comums podiam facilmente entender.
E no tocava à Igreja,
Galileu cometeu mais alguns erros de julgamento.
Seu defensor fitício de Aristóteles usou os mesmos argumentos que o Papa havia utilizado...
e chamava-se Simplício, o simplista.
E talvez o mais condenável,
o novo livro de Galileu desafiava a Igreja...
...no mesmo momento em que ela era desafiada de todos os lados.
Galileu foi a julgamento em 1634.
Sua fama e prestígio tornaram impensável ir além de ameaçar-lhe com a tortura.
Mas para Galileu, que sabia muito bem como as máquinas funcionavam, aquilo era suficiente.
Ele rechaçou publicamente o sistema copernicano de movimento planetário.
Ironicamente, no fututo, nenhum cientista sério negaria as evidências de Galileu.
O princípio da Inércia, concebido por Galileu e refinado por Descartes,
tornou-se a primeira lei da Mecãnica de Isaac Newton.
No tocante à Igreja, o nome de Galileu eventualmente seria reabilitado,
mas isso levaria muito tempo.
Recentemente, em 1983, a controvérsia de Galileu ainda estava em aberto.
Naquele ano, o Papa João Paulo II...
...pediu que a disputa entre Galileu e a Igreja fosse finalmente encerrada.
Ele disse:
"Voltemos nossa mente a uma época...
...em que havia se desenvolvido uma grave incompreensão entre Ciência e Fé.
Os resultantes mal-entendidos ou erros,
somente com um humilde e paciente reexame, puderam se dissipar gradualmente.
A Igreja aprende por experiência e reflexão.
E ela agora compreende melhor o significado que deve ser dado à liberdade de investigação".
Mas naquela época, mesmo para um importante cientista com um ego imperdoável,
a humilhação pública não era considerada punição suficiente.
Considerado culpado, apesar de sua famosa retratação,
Galileu passou os 8 anos restantes de sua vida...
...em prisão domiciliar perto de Florença.
De acordo com a lenda, quando Galileu entrou no exílio da prisão domiciliar, ele disse:
"E pur si muove".
"No entanto, ela se move".
Galileu construiu sua verdadeira reputação através de suas grandes descobertas com o telescópio.
Antes disso, era conhecido apenas por alguns especialistas.
Mas depois, ficou conhecido por toda a Europa.
Como filho fiel da Igreja, ele sabia que ela estava cometendo um erro terrível,
dando as costas a Copérnico.
Mas a Igreja, sob a pressão da Reforma,
endureceu sua postura em relação à interpretação literal das escrituras.
Galileu foi ingênuo e arrogante...
...e pensou que poderia fazer a Igreja mudar de opinião por argumentos científicos lógicos.
Isso poderia ter funcionado antes, quando a Igreja era mais intelectualmente flexível.
Mas no séc. XVII, era inútil.
Além disso, Galileu fez algo que foi ainda pior.
Em vez de escrever seu livro em latim, que apenas uns poucos eruditos poderiam entender,
ele o escreveu em italiano, que qualquer um podia entender.
Esse era um desafio que a Igreja não podia ignorar.
E assim, em 1634, ele foi a julgamento.
E apesar de negar publicamente suas idéias copernicanas,
foi condenado a passar os últimos 8 anos de sua vida sob prisão domiciliar...
...em Arcetri, perto de Florença.
Quando ele morreu seu corpo foi enterrado numa catedral,
e ainda está lá na Igreja da Santa Cruz, em Florença.
Mas é a maior parte de seu corpo que está enterrada lá.
Gosto de pensar que Galileu foi um provocador até o fim...
...e um de seus dedos pode ser visto em exposição no Museu da História da Ciência.
Vejo vocês na próxima vez.
"Oculto na Lei da Inércia, está o fato de que todo movimento é relativo.
O estado de movimento ou repouso depende estritamente do ponto de vista do observador".