Astronomia, que
etimologicamente significa "
lei das
estrelas" com origem
grego: (άστρο + νόμος) povos que acreditavam existir um ensinamento vindo das estrelas, é hoje uma
ciência que se abre num leque de categorias paralelo aos interesses da
física, da
matemática e da
biologia. Envolve diversas observações procurando respostas aos fenômenos físicos que ocorrem dentro e fora da
Terra bem como em sua
atmosfera e estuda as origens, evolução e propriedades
físicas e
químicas de todos os objectos que podem ser observados no céu (e estão além da
Terra), bem como todos os processos que os envolvem.
Observações astronómicas não são relevantes apenas para a astronomia, mas também fornecem informações essenciais para a verificação de teorias fundamentais da
física, tais como a
teoria da relatividade geral.
A origem da astronomia se baseia na antiga (hoje considerada
pseudociência)
astrologia, praticada desde tempos remotos. Todos os povos desenvolveram, ao observar o céu, um ou outro tipo de
calendário, para medir as variações do
clima no decorrer do
ano. A função primordial destes calendários era prever eventos cíclicos dos quais dependia a sobrevivência humana, como a chegada das
chuvas ou do
frio. Esse conhecimento
empírico foi a base de classificações variadas dos
corpos celestes. As primeiras idéias de
constelação surgiram dessa necessidade de acompanhar o movimento dos planetas contra um
quadro de referência fixo.
A Astronomia é uma das poucas ciências onde
observadores independentes possuem um papel ativo, especialmente na descoberta e monitoração de
fenômenos temporários. Embora seja sua origem, a astronomia não deve ser confundida com
Astrologia, um
estudo fortemente enraizado em conclusões lógicas que associava os grandes fenômenos celestes com as coisas na terra, mas que se apresenta falho na ligação do comportamento e o destino da humanidade com as estrelas e
planetas. Embora os dois casos compartilhem uma origem comum, seus seguimentos hoje são bastante diferentes; a astronomia incorpora o
método científico e associa observações científicas extraterrestres para confirmar algumas teorias terrenas (o
hélio foi descoberto assim), enquanto a única base científica da astrologia foi correlacionar a posição dos principais astros da abóboda celeste (como o
Sol e a
Lua) com alguns fenômenos terrestres, como o movimento das marés, o clima ou a alternância de estações.
Divisões da AstronomiaPor ter um objeto de estudo tão vasto, a astronomia é dividida em muitas áreas. Uma distinção principal é entre a astronomia teórica e a observacional. Observadores usam vários meios para obter dados sobre diversos fenômenos, que são usados pelos teóricos para criar e testar teorias e modelos, para explicar observações e para prever novos resultados. O observador e o teórico não são necessariamente pessoas diferentes e, em vez de dois campos perfeitamente delimitados, há um contínuo de cientistas que põem maior ou menor ênfase na observação ou na teoria.
Os campos de estudo podem também ser categorizados quanto:
ao assunto: em geral de acordo com a região do espaço (ex.
Astronomia galáctica) ou aos problemas por resolver (tais como formação das estrelas ou
cosmologia).
à forma como se obtém a informação (essencialmente, que faixa do
espectro eletromagnético é usada).
Enquanto a primeira divisão se aplica tanto a observadores como também a teóricos, a segunda se aplica a observadores, pois os teóricos tentam usar toda informação disponível, em todos os comprimentos de onda, e observadores freqüentemente observam em mais de uma faixa do espectro.
Astronomia planetária ou ciências planetárias: um "dust devil" (literalmente, demônio da poeira) marciano. A fotografia foi captada pela NASA Global Surveyor em órbita à volta de
Marte. A faixa escura e longa é formada pelos movimentos em espiral da atmosfera marciana (um fenómeno semelhante ao tornado). O "dust devil" (o ponto preto) está a subir a encosta da cratera. Os "dust devils" formam-se quando a
atmosfera é aquecida por uma superfície quente e começa a rodar ao mesmo tempo que sobe. As linhas no lado direito da figura são dunas de areia no leito da cratera.
Na astronomia, a principal forma de obter informação é através da detecção e análise da
radiação eletromagnética,
fótons, mas a informação é adquirida também por
raios cósmicos,
neutrinos, e, no futuro próximo,
ondas gravitacionais (veja
LIGO e
LISA).
Uma divisão tradicional da astronomia é dada pela faixa do
espectro eletromagnético observado:
Astronomia óptica refere-se às técnicas usadas para detectar e analisar a luz na faixa do espectro visível ao
olho humano ou ligeiramente ao redor (aproximadamente 400 - 800
nm). A ferramenta mais comum é o
telescópio, com
câmeras eletrônicas e
espectrógrafos.
Astronomia infravermelha trata da detecção de radiação infravermelha (com comprimentos de onda maiores que o da luz vermelha). A ferramenta mais comum é o telescópio, mas com o instrumento optimizado para infravermelho.
Telescópios espaciais são usados também para eliminar o ruído (interferência eletromagnética) da atmosfera.
Radioastronomia usa instrumentos completamente diferentes para detectar
radiação de comprimentos de onda de milímetros a centímetros. Os receptores são similares àqueles usados em transmissão de
rádio (que usa estes comprimentos de onda). Veja também
Radiotelescópios.
Astronomia de altas energias ocupa-se da observação dos comprimentos de onda mais energéticos que a luz visível. Costuma ser subdividida em
astronomia ultravioleta,
astronomia de raios-X e
gamastronomia.
Astronomia extragaláctica: lente gravitacional. Esta imagem captada pelo Telescópio Hubble mostra vários objectos azuis em forma de espiral que na verdade são imagens múltiplas da mesma galáxia. A imagem original da galáxia foi duplicada pelo efeito de lente gravitacional causado pelos clusters de galáxias elípticas e em espiral de cor amarela que aparecem no centro da fotografia. A lente gravitacional deve-se ao poderoso campo gravítico que o cluster cria e que curva, distorce e amplifica a luz de objectos mais distantes.
A astronomia óptica e a radioastronomia podem ser feitas em observatórios localizados à superfície da Terra, porque a atmosfera é transparente àqueles comprimentos de onda. A luz infravermelha é absorvida pelo vapor de
água, pelo que os observatórios de infravermelho têm de ser colocados em lugares elevados, secos ou no espaço.
A atmosfera é opaca aos comprimentos de onda usados pela astronomia de raios-X, pela
astronomia de raios gama, pela astronomia ultravioleta, à exceção de alguns comprimentos de onda, pela astronomia na região dos infravermelhos distante, por isso as observações têm que ser realizadas em balões ou em observatórios no espaço.
Breve História da AstronomiaNa parte inicial da sua história, a astronomia envolveu somente a observação e a previsão dos movimentos dos objetos no céu que podiam ser vistos a olho nu. O
Rigveda refere-se aos 27
asterismos ou nakshatras associados aos movimentos do Sol e também às 12 divisões
zodiacais do céu. Os
antigos gregos fizeram importantes contribuições para a astronomia, entre elas a definição de
magnitude aparente. A
Bíblia contém um número de afirmações sobre a posição da
Terra no
universo e sobre a natureza das estrelas e dos planetas, a maioria das quais são poéticas e não devem ser interpretadas literalmente; ver
Cosmologia Bíblica. Nos anos
500,
Aryabhata apresentou um sistema matemático que considerava que a Terra rodava em torno do seu eixo e que os planetas se deslocavam em relação ao
Sol.
Astronomia estelar, evolução estelar: A nebulosa planetária de Formiga. A ejecção de
gás da estrela moribunda no centro tem padrões simétricos intrigantes diferentes dos padrões caóticos esperados de uma explosão ordinária. Cientistas usando o Hubble tentam entender como uma estrela esférica pode produzir tais simetrias proeminentes no gás que ejecta.
O estudo da astronomia quase parou durante a
Idade Média, à exceção do trabalho dos astrónomos
árabes. No final do
século IX, o astrónomo árabe al-Farghani (Abu'l-Abbas Ahmad ibn Muhammad ibn Kathir al-Farghani) escreveu extensivamente sobre o movimento dos corpos celestes. No
século XII, os seus trabalhos foram traduzidos para o
latim, e diz-se que
Dante aprendeu astronomia pelos livros de al-Farghani.
No final do
Século X, um observatório enorme foi construído perto de
Teerã,
Irã, pelo astrônomo al-Khujandi, que observou uma série de trânsitos meridianos do Sol, que permitiu-lhe calcular a obliquidade da eclíptica, também conhecida como a inclinação do eixo da Terra relativamente ao Sol. Como sabe-se hoje, a inclinação da Terra é de aproximadamente 23°34', e al-Khujandi mediu-a como sendo 23°32'19". Usando esta informação, compilou também uma lista das
latitudes e das
longitudes de cidades principais.
Omar Khayyam (Ghiyath al-Din Abu'l-Fath Umar ibn Ibrahim al-Nisaburi al-Khayyami) foi um grande cientista, filósofo e poeta
persa que viveu de
1048 a
1131. Compilou muitas tabelas astronômicas e executou uma reforma do calendário que era mais exato do que o
Calendário Juliano e se aproximava do
Calendário Gregoriano. Um feito surpreendente era seu cálculo do ano como tendo 365,24219858156 dias, valor esse considerando a exatidão até a sexta casa decimal se comparado com os números de hoje, indica que nesses 1000 anos pode ter havido algumas alterações na órbita terrestre.
Durante o
Renascimento,
Copérnico propôs um
modelo heliocêntrico do
Sistema Solar. No século XIII, o imperador Hulagu, neto de Gengis Khan e um protetor das ciências, havia concedido ao conselheiro Nasir El Din Tusi autorização para edificar um observatório considerado sem equivalentes na época. Entre os trabalhos desenvolvidos no observatório de Maragheg e a obra "De Revolutionibus Orbium Caelestium" de
Copérnico, há algumas semelhanças que levam os historiadores a admitir que este teria tomado conhecimento dos estudos de Tusi, através de cópias de trabalhos deste existentes no Vaticano.
O
modelo heliocêntrico do
Sistema Solar foi defendido, desenvolvido e corrigido por
Galileu Galilei e
Johannes Kepler. Kepler foi o primeiro a desenvolver um sistema que descrevesse corretamente os detalhes do movimento dos planetas com o
Sol no centro. No entanto, Kepler não compreendeu os princípios por detrás das leis que descobriu. Estes princípios foram descobertos mais tarde por
Isaac Newton, que mostrou que o movimento dos planetas se podia explicar pela
Lei da gravitação universal e pelas leis da dinâmica.
Constatou-se que as estrelas são objetos muito distantes. Com o advento da
Espectroscopia provou-se que são similares ao nosso próprio Sol, mas com uma grande variedade de
temperaturas,
massas e tamanhos. A existência de nossa
galáxia, a
Via Láctea, como um grupo separado das estrelas foi provada somente no
século XX, bem como a existência de galáxias "externas", e logo depois, a expansão do
universo dada a recessão da maioria das galáxias de nós. A
Cosmologia fez avanços enormes durante o
século XX, com o modelo do
Big Bang fortemente apoiado pelas evidências fornecidas pela Astronomia e pela Física, tais como a radiação cósmica de microondas de fundo, a
Lei de Hubble e a abundância cosmológica dos elementos.
Para ter uma história mais detalhada da Astronomia, ver
História da astronomia
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