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Johannes Kepler: por que os planetas não orbitam em círculos?

Johannes Kepler descobriu que os planetas percorrem órbitas elípticas, rompendo com uma ideia que dominava a astronomia havia séculos. Ao estudar cuidadosamente o movimento de Marte, Kepler formulou suas três leis do movimento planetário.

Neste episódio de Origens — Pais da Ciência, conheça a trajetória de Johannes Kepler e entenda como suas descobertas ajudaram a transformar nossa compreensão do movimento dos planetas e do funcionamento do Universo.

A história de Kepler também dá continuidade à revolução iniciada por Nicolau Copérnico e aprofundada pelas observações de Galileu Galilei.

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🟧 ORIGENS é uma série documental da TV Novo Tempo que investiga os mistérios da vida e do universo com cientistas de diversas áreas.

🟦 Pais da Ciência é uma temporada dedicada a grandes nomes que ajudaram a transformar nossa compreensão da natureza e do universo. Ao longo de 13 episódios, a série revisita suas descobertas, ideias e trajetórias, explorando também as relações entre ciência, conhecimento e fé.

🎬 Assista à temporada completa Pais da Ciência:

Fonte: Origens NT

Legendas automáticas:

A matemática sempre foi
presente no silêncio do universo.
Mesmo antes de qualquer instrumento,
Os antigos já haviam observado um padrão,
uma repetição de formas e
proporções. A geometria apareceu
nas órbitas das estrelas, no
harmonia dos ciclos celestes, no
equilíbrio entre distância e tempo.
Para muitos, ao longo do tempo,
Compreender esses padrões não era apenas
Fazer ciência, mas também tentar
decifrar a linguagem com a qual o
Tinha sido escrito como uma criação minha.
Johannes Kepler foi um deles.
observadores atentos. Com paciência e
Após anos de cálculos, ele percebeu que
Os planetas não se moviam em círculos.
Perfeito, exatamente como imaginei.
não séculos atrás, mas em órbitas
elípticos. Em vez de corrigir um
detalhe astronômico, isso
A descoberta revelou que o
Os movimentos do céu obedeceram
leis matemáticas claras. Foi aqui,
no coração da antiga Boêmia,
que Kepler transformou números em
Música e o céu na geometria.
Nascido na Alemanha, ele cresceu entre
guerras religiosas, ele estudou teologia,
Mas ele encontrou Deus nas estrelas.
Inspirado na obra de Copérnico,
Ele acreditava que o universo não era apenas
ordenado, mas matematicamente
harmônico. Uma criação racional de
criador que se expressou em
Proporções perfeitas. Não. Kepler era
aquele responsável por trazer a humanidade
ou estabelecer o paradigma de
heliocentrismo como uma opção válida
. Isso foi muito importante porque no
Na época de Kepler, existia um paradigma.
geocentrismo atual. Pessoas
Eu acreditava nisso, e era considerado verdade.
absoluto, que a Terra era o centro
do universo e até então não era
Eu tinha um modelo que podia competir com aquele.
paradigma. E então, o que acontece?
Depois tivemos Copérnico.
propondo a ideia de heliocentrismo,
Mas ainda faltava uma base.
Matematicamente, havia uma falta de competitividade.
Kepler expõe uma natureza
matemática como nenhuma outra
cientista antes dele. Falamos mais tarde
aqui em alguns pontos sobre
Copérnico e Galileu e como eles
Eles possuíam a linguagem matemática.
presente em suas obras e fé no
matemática da natureza. Mas
Ninguém fez isso, ninguém demonstrou como o
A matemática foi incluída até então.
momento como Kepler. Após Kepler
Isaac Newton fará isso, ele levará isso a
Outro nível. No entanto, Kepler é o
primeiro. O modelo copernicano tinha
uma falha, tinha um problema: não
Ele não trouxe nada de novo ao palco. Não
Eu tive, por exemplo, uma observação.
novo astronômico, não trouxe dados
novo. Não trouxe respostas que fossem
esperado para o modelo. E Kepler
Ele incorporou tudo isso ao modelo copernicano.
Portanto, Kepler foi revolucionário.
porque finalmente trouxe o que era
estava ausente no heliocentrismo. Então
Ele trouxe os alicerces, ele rompe com o
paradigma atual, rompe com a ideia de
que os dados precisam corresponder a
O modelo se rompe com uma série de
processos e, portanto, transforma isso
paradigma em algo verdadeiramente competitivo
. Então dizemos que a partir disto
No momento, o heliocentrismo, de fato.
surge no campo da astronomia
como uma opção viável e começando por
Ele tem vários cientistas, vários
físicos que trabalham neste modelo,
procurando evidências, procurando maneiras de
para corroborar ainda mais essa afirmação. No
uma busca para compreender a vida e
legado dos pais da ciência,
Nossa jornada nos levou a Praga,
na República Tcheca, um dos
cidades mais importantes do
História da astronomia europeia. Era
aqui onde Johannes Kepler viveu e
Ele trabalhou por cerca de 12 anos.
período decisivo em que ele se desenvolveu
algumas das ideias que mudariam para
sempre a maneira de entender o
movimento dos planetas. Lá no
Fomos ao Museu Técnico Nacional.
recebido por Anthony Esveda, que
guiados pela exposição e apresentados
alguns dos instrumentos utilizados
no momento da observação de
querido. Agora, gostaria de apresentar-lhe...
um instrumento, um sextante do
era de Tycho Brahe e Johannes Kepler
. Este é o sextante de Jost Bürgi.
que foi criada para Johannes Kepler. Ele
O Barão Hoffman comprou-o com o seu próprio dinheiro.
dinheiro e o disponibilizou para
Johannes Kepler. E Johannes Kepler, para
estudar os movimentos do
planetas, naturalmente tinha muitos
As observações de Tycho Brahe sobre seu
disposto, mas ainda necessário
Faça suas próprias medições de controle.
. E assim aconteceu que o instrumento,
O primeiro que vemos aqui foi usado.
por ele para observar as oposições
de Marte, isto é, as posições
oposto a Marte, em que
Encontrado entre os anos de 1602 e 1604.
Ele até usou esse sextante para fazer
observações sobre cerca de 25 anos
mais tarde, quando ele retornou a Praga. Ele
Ele já estava a serviço de Albrecht von
Wallenstein e com este sextante
Ele observou o eclipse lunar. E isto
O sextante foi usado conforme podemos ver aqui. Ele
O sextante está em um suporte especial.
É claro que isso não é adequado para
observações astronômicas, é simplesmente
para armazenamento em armários. Ele
O instrumento foi retirado do armário para
observatório e colocado na parede ou
em um bloco de pedra. Foi apertado
Com precisão e firmeza, e então foi
É possível realizar medições com ele. E
Este instrumento atingiu um
Excelente precisão para o tempo.
Johannes Kepler era um homem
profundamente marcado pela fé. Para
Para Kepler, a matemática não era apenas uma
ferramenta científica, mas a
linguagem através da qual Deus tinha
estruturou o cosmos. Ainda jovem,
Kepler demonstrou uma habilidade
extraordinário com os números e o
cálculos. Essa reputação como
Matemático promissor cruzou fronteiras
e alcançou um dos maiores
observadores do céu de sua época, os
O astrônomo dinamarquês Tycho Brahe. Brahe,
que trabalharam sob patrocínio
imperial, mantido em Praga, um dos
centros de observação astronômica
mais importante na Europa e necessário
para alguém capaz de transformar anos de
medições celestes em explicações
Matemática precisa. Kepler parecia
a pessoa ideal para essa tarefa.
A vida de Kepler foi muito
comum, e quando digo comum, quero dizer uma vida
Foi difícil para a época, não foi? Não
Ele nasceu em berço de ouro. Ela enfrentou muitos
dificuldades durante o processo de
treinamento, durante seu crescimento e
Durante a vida adulta também, certo?
Ele teve uma série de conflitos, não apenas
conflitos relacionados à sua vida
vida cotidiana, mas também conflitos
Religioso, né? Ela morava em um
uma fase muito complicada na história de
humanidade. Ele viveu intensamente
o movimento da Reforma e o
Contrarreforma. Ele viveu numa época em que
quais várias correntes filosóficas
Eles argumentaram para tentar compreender o
O papel de Deus no universo.
Então, em determinado momento de sua vida,
Kepler vai trabalhar com os melhores.
o melhor astrônomo da época
Tycho, um observador da época, foi uma figura proeminente na área.
Brahe. Quem foi Tycho Brahe? Ele
Ele tinha o sustento de um rei, de um
monarca, construiu o melhor
observatório astronômico completo
A Europa e Kepler foram trabalhar enquanto ele...
assistente porque Tycho Brahe era um
Kepler foi um grande observador e um grande
matemático. Então, para interpretar
Os dados matemáticos, Kepler era dele.
assistente, mas ambos tinham
problemas entre eles. Os dois não eram
Pessoas fáceis. E além de ter
uma visão de mundo muito diferente,
Kepler era um protestante muito devoto, muito
Fiel ao seu ponto de vista cristão,
enquanto Tycho Brahe era um bom
vivant era uma pessoa que vivia de
festas, excessos e até mesmo um dos
Essas festas causaram sua doença. Ele
Ele acaba morrendo. Tycho Brahe era um
Excelente observador. Basicamente,
Dizem que ele foi o melhor observador até
A invenção do telescópio. Como
Ele era um excelente observador, mas no
A parte teórica foi mediana, e é por isso que
Ele convidou Johannes Kepler para
Classificar e avaliar suas observações.
E assim aconteceu. Kepler foi tão longe quanto
Tycho Brahe esteve em Praga. No
A corte de Rodolfo II, eles formaram um
Uma dupla excelente e muito peculiar. É
É possível dizer que após a morte
Kepler recebeu o de Brahe pouco tempo depois.
tempo todos os materiais para
para continuar seu trabalho com cálculos, para
a partir do qual ele desenvolveu o
três leis sobre o movimento de
planetas. Com relação ao relacionamento em
Sim, não foi nada fácil, foi
relativamente difícil, porque ambos,
Tycho Brahe e Johannes Kepler tinham
personalidades distintas. Tudo começa
a partir de sua posição social. Tycho Brahe
Ele era um nobre rico. Antes de ir para Praga.
Ele trabalhou na Dinamarca, na ilha.
de Hven, onde ele tinha dois observatórios
. Ele teve muitos presentes em seu evento.
provisão. Nos observatórios
Existia um departamento de informática, um
departamento de medição e oficinas
onde seus instrumentos foram fabricados.
Ele tinha muitos recursos. Que
Era a figura de Brahe. Em
Por outro lado, Kepler veio de um
família relativamente pobre. Seu pai
Era a época da nobreza empobrecida. Então
Kepler não tinha segurança financeira.
e enfrentou muitas dificuldades ao longo de sua vida.
devido às suas origens humildes. Pode
dizer que ele nunca ganhou dinheiro suficiente
para se sustentar e aos seus
família. Por outro lado, ele contribuiu
muita informação para o mundo e fez grande
ciência. Como temos acesso limitado,
Verdade?, para a vida do cientista, para
Às vezes não paramos para pensar nisso.
contexto em que ele o criou. Mas
Kepler enfrentou grandes dificuldades. Sua mãe
Ela foi acusada de bruxaria e ele teve que
fazer uma mudança completa para poder
para livrar sua mãe de uma sentença.
Então, um drama familiar inteiro, tudo isso.
Um drama também, né, para sobreviver?
enquanto faziam a revolução
Eles tinham uma mentalidade científica naquela época, não é? Ei,
Kepler enfrentou uma série de dificuldades em sua vida.
vida, mas isso não o impediu de realizar
que para ele era um propósito maior
que era entender como funcionava
do universo.
Kepler viveu em uma época turbulenta.
A Guerra dos Trinta Anos devastou
A Europa e ele próprio, um protestante,
Ele sofreu perseguição e teve que
Mudar-se para cidades diferentes várias vezes. Ainda
Então, ele continuou trabalhando. Escreveu
Harmonices Mundi, onde ele descreveu o
relação matemática entre o
distância e tempo dos planetas,
E ele viu, naquela ordem, a assinatura de Deus.
Para Kepler, descobrir uma lei natural era fundamental.
Tratava-se de participar da criação, não de...
para desafiá-la. E o que isso faz?
Kepler? Kepler era um matemático.
astrônomo, filósofo e foi um
matemático brilhante. Desde jovem
Ele demonstrou grande habilidade com o
matemática e tinha, além de sua fé
nas Sagradas Escrituras e em Deus
Criador, uma convicção que também
Isso ecoava as ideias de Pitágoras, ou
Ou melhor, dos pitagóricos, tais
tais como as ideias de Pitágoras ou as suas
escola, os pitagóricos, influenciaram
Copérnico e influenciou outros
cientistas como Galileu. Também
Kepler recebe essa herança, a visão.
que a natureza se manifesta em
por meio da matemática. E Kepler
Ele estava tão convencido disso que todos
sua pesquisa na área de
descrever o modelo do cosmos consiste em
ao tentar descrevê-lo de uma forma
matemática. E isso é fundamental. ?
Mas por que ele teve essa visão?
Porque ele compreendia o Deus criador.
o que demonstrou sua inteligência
por meio de uma linguagem matemática.
Após a morte de Tycho Brahe, com
Com dificuldade, Johannes Kepler conseguiu acesso.
ao vasto conjunto de dados
astronômico que ele tinha
colecionados ao longo de décadas.
Eram medições precisas. realizado
com instrumentos como sextantes, que
eles permitiam cálculos de alta precisão
a posição dos planetas no
querido. A partir disso, Kepler começou
uma obra de análise matemática que
mudaria a história para sempre
astronomia. E o que ele descobre?
Kepler, que revolucionou a ciência? Ele
descobrir o que agora chamamos de três
Leis de Kepler. Leis de Kepler,
Ou seja, as leis do movimento de
Os planetas foram posteriormente
batizado com o seu nome e nós podemos
dizer que este é o seu mais
importante. Ele descobriu que no
O centro do nosso sistema é
Na verdade, o Sol. Isto foi
de acordo com o que Copérnico já havia
propôs e então ele assumiu o comando
Explique o movimento dos planetas.
As três leis de Kepler explicam como
os planetas se movem ao redor do
Sol. A primeira lei diz que o
Os planetas não se movem em círculos.
órbitas perfeitas, porém elípticas com
o Sol localizado em um dos pontos focais de
aquela elipse.
A elipse é uma curva diferente da
círculo, que possui um centro. O
Uma elipse possui dois pontos principais.
chamados focos, e o Sol ocuparia um deles.
dos holofotes. Então, a elipse é
como se fosse este círculo achatado,
com o Sol ocupando um dos focos e
O planeta que gira em torno do Sol.
Esta é a primeira lei de Kepler. Ele
Obtém essa informação a partir dos dados. Esse
É outra característica muito importante. Como
A ciência ali, o caminho para entender
a natureza, o cosmos, é
com base em observações,
observações e dados concretos, não mais
apenas a partir de filosofias e ideias
noções preconcebidas, mas sim a partir de
observação.
A segunda lei afirma que o planeta não
Ela sempre se move à mesma velocidade.
Quando está mais próximo do Sol, ele
move-se mais rápido. Quando é mais
Quanto mais distante, mais lento se move. Esse
explicaria por que os planetas,
Quando se aproximam do Sol, aceleram.
no ponto mais próximo que chamamos de
periélio. O planeta está indo para o alto
velocidade, acelera; além disso, vai mais longe
lento, no afélio. Este é o movimento
aquela que Kepler explica através da
Segunda lei de Kepler. Já é o terceiro!
A lei demonstra uma relação entre
distância e tempo. Quanto mais longe
Existe um planeta a partir do Sol, mais tempo
Leva tempo para completar uma volta em sua pista.
em volta. Essas três leis revelaram
que o movimento dos planetas continua
Regras matemáticas precisas,
provando que o universo funciona
Sob ordem e harmonia. E o
A terceira lei é uma, ela é mágica por causa de sua
beleza, que é a lei de
proporções. Se você pegar o, pegue o
distância média em que o planeta
orbita o Sol, você eleva esse valor ao cubo.
e você divide isso pelo valor necessário para
para completar uma órbita ao redor do Sol
elevado ao quadrado, sempre dá o mesmo resultado.
resultado. E isso é algo impressionante.
. Na verdade, por meio desses estudos
E alguns até dizem que ele inventou.
o conceito de logaritmo, que é algo
que também é estudado em matemática
porque ele observou essa relação e
, para qualquer planeta ao qual
Quando apliquei essa regra, funcionou.
provando que havia um ali
relação entre distância e
tempo necessário para viajar o
órbita, também fortalecendo um pouco
a segunda lei, que também dependia
dessa relação entre proximidade e
a velocidade com que você completa um
órbita ao redor do Sol. Então isto
Foi revolucionário. Mas apenas um
detalhe, esta terceira lei é tão
harmonioso e belo, o que não é fácil de alcançar.
encontrar. Sim, não é um relacionamento.
óbvio pela natureza. a distância até
cubo, a distância média até o cubo
dividido pelo quadrado do período
da órbita, do tempo de um
órbita completa. Levou cerca de dois
décadas para descobrir esta terceira lei
depois de trabalhar em ambos
primeiro. E embora suas ideias ainda
Eles misturavam ciência, filosofia e fé.
Eles estavam mostrando algo novo. Deles
As contribuições foram cruciais. para
astronomia e óptica, formulando
leis do movimento planetário que
Eles continuam sendo fundamentais para o
astrofísica e desenvolvimento de teorias
Com relação à propagação da luz, o
formação de imagem na retina e
o funcionamento do telescópio. Dele
O trabalho lançou as bases matemáticas e
propriedades físicas que tornaram possível o
missões espaciais, a órbita de
satélites e pesquisa de sistemas
estelar.
No geocentrismo, que é o modelo de
Ptolomeu, você teve uma ideia baseada em
filosofia, baseada em uma série de
outros fatores que não foram os
evidência. Então, a partir disso
modelo, os dados foram analisados ​​e o
O modelo de Ptolomeu tinha uma série de,
O que chamamos de epiciclos, certo?
Essas são maneiras de corrigir algumas falhas.
que o modelo não explicava. Então,
Se antes a discussão era de não,
A Bíblia diz que podemos aprender com
natureza, aprenda mais coisas
Além da intuição, né, Deus é o
criador das leis, agora vemos que
As leis podem ser descobertas e isso
Eles funcionam. E a fonte disso era
os dados. E então, quando você mudar
dessa perspectiva, porque agora a partir de
Com base nas evidências, no que observo,
Vou construir ou corrigir o modelo.
O modelo de Ptolomeu, por exemplo, não
era passível de correção. Já
A partir dessa mudança de perspectiva,
Agora vamos observar a natureza.
Vamos observar o universo e vamos
desenvolver o modelo com base em quê
Estamos observando. Então, isto
Uma mudança de perspectiva, não é?
Isso acontecia muito com Kepler, acontece.
precisamente para trazer uma nova abordagem
dentro da ciência, dentro do
física, dentro da astronomia.
O movimento deixa de ser simplesmente
descrito. Então, vemos que existem leis.
que garantem que esses padrões sejam
repita. Portanto, não são intervenções.
Os atos arbitrários de Deus nos quais eu irei
Para corrigir isso, vou...
Faça uma correção ali. Não,
Existem leis harmônicas e ele começa
para descobrir essas leis. Isto é algo
Muito bonito, porque se Jeremias disser
que Deus é o criador das leis de
do céu e da terra, Kepler é um dos
os pioneiros na descoberta dessas leis
que governam o movimento do cosmos.
E para ele, é aí que entra o famoso
declaração na qual afirma que o
Matemática é pensar sobre pensamentos.
de Deus depois dEle. Então, ele
Vi isso como evidência de um criador.
que trabalha não apenas em nossas vidas, mas também em
a vida da humanidade, não apenas para
por meio de leis morais, mas
também das leis que mantêm o
realidade funcionando para que possamos
existir e desfrutar da criação que
Ele fez isso pensando em nós. Kepler
Eu acreditava que o universo seguia uma ordem.
perfeito. Como se fosse o próprio criador
teriam projetado as órbitas do
Planetas com régua e bússola. Mas
Compreender o mundo exigia mais do que
contemplem suas formas. Era necessário
Aprender a pesquisar seria outra coisa.
pensador, um filósofo inglês, que
transformaria essa busca em um método
. No próximo episódio, viajaremos para
Londres para se encontrar com Francis Bacon,
o homem que ensinou ciências para
pensar.