A primeira medição precisa da distância entre a Terra e o Sol

A distância da Terra e o Sol sempre foi um mistério, mas, acredite se quiser, uma medição precisa aconteceu há centenas de anos! Essa é uma história complexa, mas que mostra o avanço da ciência.

Desde a formulação dos postulados, por Johannes Kepler, que governam o movimento dos planetas, a Ciência conseguiu os alicerces necessários para calcular distâncias astronômicas no Sistema Solar e além.

A Terceira Lei de Kepler, que estabelece uma relação matemática entre o período orbital de um planeta e sua distância ao Sol, permitiu a criação de um mapa do Sistema Solar, orientando assim nossas futuras missões espaciais.

Contudo, surgiu um desafio: no mapa astronômico de Kepler, as distâncias eram todas relativas, expressas em Unidades Astronômicas, correspondendo à média da distância entre a Terra e o Sol.

Essa medida crucial para calcular distâncias no Universo permaneceu desconhecida por muito tempo, sendo objeto de estudo desde a Grécia antiga.

Somente em 1672, durante uma missão épica realizada simultaneamente em Paris e Caiena, na remota Guiana Francesa, a medida surgiu com precisão.

Naquele ano, Marte atingiria sua oposição, o ponto em sua órbita mais próximo da Terra e oposto ao Sol.

Via Olhar Digital

Chance única

Os astrônomos da Academia de Ciências de Paris aproveitaram essa proximidade para calcular a distância da Terra até o Planeta Vermelho. A partir dessa medida, determinaram o valor da Unidade Astronômica e, por conseguinte, todas as outras medidas no Sistema Solar.

Naturalmente, não havia uma régua suficientemente extensa para medir as vastas distâncias astronômicas.

Os astrônomos confiaram na matemática, aproveitando o que havia de mais avançado na Ciência da época. A medição aconteceu por meio da paralaxe, um método que envolve a observação da posição aparente de um planeta no céu a partir de dois pontos distintos da Terra simultaneamente.

Ao conhecer a distância entre esses pontos e a diferença angular das posições observadas, conseguiram calcular a distância até Marte utilizando a semelhança de triângulos.

Embora pareça simples, na realidade, não era. A paralaxe já era amplamente empregada para medir grandes distâncias na Terra, mas nunca antes havia sido utilizada para medir distâncias tão imensas. E havia razões para isso.

Desafios de precisão

Para que a paralaxe fosse precisa, seria necessário um considerável afastamento entre os observadores, e essa distância precisaria ser conhecida.

Contudo, na ausência de Google Maps ou GPS, as medições geográficas naquela época eram notoriamente imprecisas.

Além disso, não existiam relógios capazes de medir o tempo com extrema precisão, o que dificultava o cálculo preciso das longitudes e a sincronização das observações a partir de locais tão distantes.

No entanto, o século XVII representou uma era dourada para a Ciência. Com o auxílio de instrumentos modernos e as últimas descobertas científicas, os astrônomos calcularam uma medida que desafiava a humanidade desde os tempos antigos.

Via UOL

Avanços da época

A fundação da Academia de Ciências de Paris em 1666 desempenhou um papel crucial nessa ousada empreitada científica.

Ao reunir os principais cientistas de diversas disciplinas com o propósito de impulsionar o avanço das Ciências na França, a Academia estabeleceu as bases para a primeira grande expedição puramente científica da história.

Enviada à Guiana, essa missão tinha um objetivo monumental: realizar a primeira medição da distância entre a Terra e o Sol.

Entre os encarregados dessa missão estavam Giovanni Domenico Cassini, um astrônomo renomado, experiente e um dos mais importantes de seu tempo, e Jean Richer, então um astrônomo desconhecido, que permanece assim até hoje, mas desempenhou um papel fundamental para o sucesso da expedição.

Richer, um aprendiz da Academia de Ciências, foi designado para a parte mais desafiadora da missão: viajar até Caiena, na Guiana Francesa, onde construiria um observatório astronômico e coletaria as medidas necessárias para calcular, em conjunto com os dados coletados na França, a Unidade Astronômica.

Sua missão era comparável à de um estagiário enviado para uma tarefa complexa, perigosa e potencialmente fatal. Enquanto isso, Cassini desempenhava sua parte confortavelmente instalado no recém-construído Observatório de Paris.

A própria jornada, transportando mantimentos e equipamentos pesados até a América do Sul, já representava uma aventura épica.

Em abril de 1672, Richer desembarcou em uma Caiena em processo de reconstrução, após uma invasão inglesa alguns anos antes.

Entre seus pertences, Jean Richer carregava, entre outras coisas, um grandioso octante de quase dois metros, uma luneta com um metro e meio de comprimento, além de outra com seis metros.

Além disso, levava consigo dois relógios de pêndulo, os marcadores de tempo mais precisos da época, recentemente inventados por Christiaan Huygens.

Via Olhar Digital

Condições adversas

A partir de seu modesto observatório, construído com folhas de palmeira e cascas de árvore, Richer enfrentou condições extremamente adversas.

Desde os preços exorbitantes dos mantimentos até as doenças tropicais e as condições meteorológicas completamente desfavoráveis. Por exemplo, nuvens encobrindo o céu quase todas as noites em que não chovia.

Mesmo diante desses desafios, Jean Richer realizou feitos notáveis. Ele observou os momentos exatos dos eclipses das luas de Júpiter para sincronizar os relógios e calcular a longitude do local.

Para determinar a latitude, utilizou seu poderoso octante para medir a elevação da Estrela Polar. Assim, calculou a distância até Paris a partir das coordenadas do observatório e do raio da Terra, que havia sido medido recentemente por seu colega Jean-Felix Picard.

Richer e Cassini trocavam suas observações por meio de correspondências enviadas em navios comerciais.

Quando Richer retornou de Caiena em maio de 1673, trouxe consigo os dados cruciais que seriam empregados para calcular as medidas do Sistema Solar, marcando assim uma contribuição valiosa para a compreensão do Cosmos.

A paralaxe de Marte, medida por Richer e Cassini, era de apenas 15 segundos de grau.

Uso posterior

Por meio dessa diferença mínima, foi possível determinar a distância até Marte, servindo como valor de referência para calcular a Unidade Astronômica em cerca de 140 milhões de quilômetros.

Atualmente, sabemos que esse valor é um pouco maior, de 149,6 milhões de km. No entanto, as medições precisas de Richer e Cassini revelaram um universo muito mais grandioso do que se imaginava.

A paralaxe de Marte, meticulosamente determinada, revelou ao mundo que o Sistema Solar era vinte vezes maior do que se acreditava na época, com o Sol destacando-se como um corpo colossal, 100 vezes maior que a Terra.

Em apenas 15 segundos de arco, uma medida tão pequena que passaria despercebida aos olhos humanos, reside toda a grandiosidade do Cosmos.

A Ciência, impulsionada pela determinação de Richer e pela excelência de Cassini, finalmente pôde completar o Mapa do Sistema Solar de Kepler.

Após essa épica expedição a Caiena, ele finalmente ganhou uma escala. Uma escala que revela a magnitude do Universo em que vivemos e serve até os dias de hoje!

Fonte: Olhar Digital

Imagens: UOL, Olhar Digital, Olhar Digital