Tempo e-astronomia-algo-em-comum-19-01-2008
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  • Na pré-história o ser humano vivia em pequenos grupos nômades. A preocupação com a sobrevivência num ambiente natural e hostil era crucial. Caçar, pescar, procurar frutas e raízes, fugir de animais perigosos e abrigar-se das variações climáticas faziam parte do cotidiano do homem pré-histórico. O homem dessa época tinha que se adaptar à alternância do claro-escuro e à mudança das estações.
  • Certamente, o Sol foi o primeiro astro a ser notado. As razões são óbvias: é o Sol que proporciona a mais evidente alternância de claro-escuro para nós. A Lua foi o segundo astro a ser percebido, visto que ilumina a escuridão da noite, pericialmente em sua fase cheia. As estrelas devem ter sido notadas em seguida, como pontos brilhantes em contraste a um céu bastante escuro.
  • É marcante o fascínio que as pessoas sentem pelo céu. Quem nunca admirou um pôr do Sol ou ficou impressionado com uma tempestade? Todavia, ainda hoje os fenômenos celestes e atmosféricos que fazem parte de nosso cotidiano não são compreendidos por grande parte da humanidade.
  • Os outros cinco astros errantes (significado original da palavra planeta, de origem grega) visíveis a olho nu só foram notados, quando a observação do céu se tornou persistente noite após noite. Esse tipo de investigação da natureza já necessitava de um pouco mais de inteligência por parte de nossos ancestrais.
  • Ocorre ainda a mitificação dos fenômenos naturais, sendo associados à divindades. Na imagem encontram-se Zeus que era senhor do céu e e deus grego supremo e também Hera, sua esposa e irmã que era a deusa do casamento.
  • Há desenhos rupestres (inscritos em rochas) que incluem figuras de astros. Tanto astros, como os animais, as montanhas, as florestas, os desertos e a água eram tidos como divindades porque não eram inteiramente compreendidos.
  • Na época atual, é cada vez mais difícil admirar um céu noturno escuro e estrelado, principalmente para quem vive num centro urbano. A poluição luminosa da cidade ofusca o brilho da maioria dos astros.
  • A civilização notável mais antiga surgiu nas regiões das bacias dos rios Tigre e Eufrates (Mesopotâmia, região atual do Irã e Iraque), por volta de 3500 a.C., reunindo várias cidades bem estruturadas. Uma das cidades-estado foi a Babilônia, cuja supremacia durou uns 300 anos. Os babilônios foram um dos primeiros povos a registrar a presença dos cinco planetas visíveis a olho nu (Mercúrio, Vênus, Júpiter e Saturno). Os deuses, os heróis e os animais desse povo eram associados aos astros observados, surgindo assim a mais antiga forma de semana, pois cada dia era associado a um astro conhecido (considerado como sendo deuses).
  • A observação sistemática do deslocamento do Sol no céu permitiu ao homem perceber dois fatos notáveis: Tanto o nascer do sol como o pôr do Sol não ocorrem diariamente nos mesmos pontos do círculo do horizonte; 2) A duração desse deslocamento é diferente dia após dia. O mais incrível foi notar que esses fatos ocorrem de forma cíclica.
  • A observação persistente da mudança do aspecto da Lua fez notar que o intervalo de tempo entre duas fases iguais e consecutivas corresponde corresponde ao período entre de 29 e 30 dias. Esse período lunar é denominado de lunação. O conceito de mês surgiu desse fato astronômico. Muitas sociedades antigas utilizaram e algumas ainda odotam o ano lunar, que possui 12 meses lunares (354 dias, 8 horas, 48 minutos e 35,71 segundos).
  • É um dos calendários mais antigos, compreende 12 meses lunares (divididos em quatro semanas), de 29 ou 30 dias cada um, cujo início é assinalado pelo aparecimento da lua nova. O ano tem 354 dias, 11 dias a menos que o ano solar. Ao fim de três anos há uma defasagem de cerca de um mês em relação ao ano solar. Para resolver essa diferença foi acrescentado um mês complementar (13º mês) ao final de cada período de três anos O mês suplementar é introduzido após elul ou adar, conservando o mesmo nome seguido da indicação de segundo. Para determinar a época de acrescentar o mês complementar, observava-se o nascer de determinadas estrelas e constelações. Muitas observações causavam erros. Chegou-se a colocar dois meses suplementares no mesmo ano. Em cerca de 480 a.C., os babilônios adotam um ciclo de 19 anos, no qual introduzem os meses complementares em sete anos. Dessa forma conseguem maior concordância entre o ano lunar e o solar.
  • No primitivo calendário romano, o ano tinha 304 dias distribuídos por 10 meses. Os 4 primeiros tinham nomes próprios dedicados aos deuses da mitologia romana e provinham de tempos mais remotos, em que, provavelmente, se aplicaram às 4 estações; os 6 restantes eram designados por números ordinais, indicativos da ordem que ocupavam no calendário. Como se depreende, tratava-se dum calendário sem qualquer base astronômica, pois os períodos nele definidos não tinham qualquer relação com os movimentos do Sol ou da Lua. Por isso, no tempo de Rómulo já foram introduzidas algumas intercalações por forma a harmonizar o calendário vigente com os citados períodos astronómicos. O calendário de Rómulo foi reformulado por Numa Pompílio, o qual, seguindo o exemplo dos gregos, estabeleceu o ano de 12 meses, mas introduzindo em primeiro lugar o mês de Januarius, dedicado a Jano, e em último lugar o mês de Februarius, dedicado a Februa, ao qual os romanos ofereciam sacrifícios para expiar as suas faltas de todo o ano. Este foi o motivo por que o mês de Februarius foi colocado no fim. Mas Numa modificou também a duração dos meses.
  • Júlio César (13 de Julho, 100 a.C.–15 de Março, 44 a.C.) foi um líder militar e político da República romana, e adaptou um calendário com 365,25 dias no ano trópico, que mesmo assim era maior que o ano solar em 11m e 14seg. Isto dava um erro de 3 dias em cada 400 anos.
  • Em 1582, durante o papado de Gregório XIII (Ugo Boncampagni, 1502-1585), o equinócio vernal já estava ocorrendo em 11 de março, antecipando muito a data da Páscoa. Daí foi deduzido que o ano era mais curto do que 365,25 dias (hoje sabemos que tem 365,242199 dias). Essa diferença atingia 1 dia a cada 128 anos, sendo que nesse ano já completava 10 dias. O papa então introduziu nova reforma no calendário, sob orientação do astrônomo jesuíta alemão Christopher Clavius (1538-1612), para regular a data da Páscoa, instituindo o Calendário Gregoriano.
  • O termo a esquerda da quase igualdade representa a duração do ano solar. O lado direito é composto por cinco termos: O primeiro é a duração do ano padrão; A adição da fração ¼ corresponde à soma de um dia a cada quatro anos (os anos bissextos, que ocorrem em anos divisíveis por 4); A subtração de 1/100 mostra a necessidade de não incluir um dia a cada 100 anos; A adição de 1/400 indica a necessidade da ocorrência de um ano bissexto a casa 400 anos; A última fração à direita diz que se deve suprir a inclusão de um dia a cada 3300 anos, aproximadamente. De acordo com os itens (c) e (d), o ano 2000 foi bissexto, mas os anos 2100, 2200 e 2300 não serão.
  • Antes de definir o que é dia sideral é necessário que seja definido primeiramente o que é o ponto  , que é o cruzamento do Equador Celeste com a Eclítica. Também chamado de ponto Vernal, é o ponto no Equador Celeste onde o Sol está trocando de hemisfério, ou seja, é um equinócio. Por convenção, foi escolhido o equinócio de primavera para o hemisfério Norte. Atualmente este ponto está na constelação de peixes.
  • Para melhor entendimento pode-se considerar também que o dia sideral é o intervalo de tempo ( 23h56m04s ) decorrido entre duas passagens sucessivas de uma mesma estrela pelo meridiano local.
  • Dia Solar : é o intervalo de tempo decorrido entre duas passagens sucessivas do Sol pelo meridiano do lugar. É 3 m 56 s mais longo do que o dia sideral. Essa diferença é devida ao movimento de translação da Terra em torno do Sol, de aproximadamente 1 grau (4 minutos) por dia (360°/ano=0,986°/dia). Como a órbita da Terra em torno do Sol é elíptica, a velocidade de translação da Terra em torno do Sol não é constante, causando uma variação diária de 1° 6' (4 m 27 s ) em dezembro, e 53' (3 m 35 s ) em junho.
  • O período em que a Terra gira em torno do Sol é de 365,256366 dias, e determina o que chamamos de ano Sideral (nesse período a Terra volta na mesma posição em relação a uma estrela distante). No entanto, o período usado para o cálculo dos anos em nosso calendário é de 365,242199 dias, o chamado ano Tropical, período em que as estações do ano se repetem.
  • Precessão do eixo de rotação da Terra é uma componente de movimento, pouco conhecida por ter um período muito grande, 26 mil anos, e assim não exercer efeito direto sobre nós em um curto período de tempo. A precessão funciona assim: a direção do eixo de rotação da Terra na verdade não é fixa no espaço, mas sofre alterações com o tempo. O eixo de rotação executa um movimento tipo bamboleio, ou seja, tanto seu lado sul como seu lado norte descrevem um cone no espaço. Esse movimento é análogo ao de um pião girando. A causa física da precessão é a ação de um torque provocado pelas forças gravitacionais do Sol e da Lua agindo sobre a Terra que não é perfeitamente esférica.

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  • http://www.cdcc.sc.usp.br/cda
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  • Tempo e Astronomia, Algo em Comum?
  • A concepção de tempo é indicada por intervalos ou períodos de duração de um determinado evento. Astronomia é a ciência que estuda todos os objetos e fenômenos celestes.
  • Quando não existia o relógio, como era medido o tempo?
  • Pré-história – 100 mil anos atrás até cerca de 8 mil a.C.
  • Preocupação com a sobrevivência Caça, pesca, procura por frutas e raízes, fugir de animais perigosos e abrigar-se das variações climáticas Adaptar-se à alternância do claro-escuro e à mudança das estações
  • OBS: As imagens são apenas de caráter ilustrativo, não seguindo nenhuma escala de tamanho ou distância.
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  • OBS: As imagens são apenas de caráter ilustrativo, não seguindo nenhuma escala de tamanho ou distância.
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  • Babilônia – 3500 a.C. – bacias dos rios Tigre e Eufrates Mais antiga forma de semana -> associava cada dia da semana a cada astro conhecido -> Sol, Lua, Marte, Mercúrio, Júpiter, Vênus e Saturno Um dos primeiros povos a registrar a presença dos cinco planetas visíveis a olho nu. Deuses, heróis e os animais desse povo eram associados aos astros observados.
  • Ainda na pré-história -> agricultura e domesticação de animais tornaram-se atividades importantes para a sobrevivência do homem Surgiu a necessidade de “medir” a passagem do tempo Era necessário saber a época certa para plantar uma determinada cultura, antecipar as estações de cheia e vazante de um rio e conhecer as datas das celebrações religiosas.
  • As primeiras medições de tempo acorreu para períodos longos (meses e anos) e não para intervalos curtos (dias e horas). Ano Solar e Lunação
  • Nascer do Sol O Sol não nasce sempre no Leste !
  • Fases da Lua Lunação 29,530589 dias ~ 29 d 12 h 44 m 03 s Nova Quarto Crescente Quarto Minguante Nova Cheia
  • Calendário Babilônico compreende 12 meses lunares (divididos em quatro semanas) -> de 29 ou 30 dias cada um ano com 354 dias -> 11 dias a menos que o ano solar. Cada 3 anos há uma defasagem de cerca de 1 mês em relação ao ano solar. Para resolver essa diferença foi acrescentado um mês complementar (13º mês) ao final de cada período de três anos.
  • Desde a Antiguidade -> dificuldades para a criação de um calendário -> o ano (duração da revolução aparente do Sol em torno da Terra) não é um múltiplo exato da duração do dia ou da duração do mês. Não só os Babilônios, mas também os Egípcios, Gregos e Maias já tinham determinado essa diferença.
  • Primeiro calendário Romano Reformulação do calendário ano tinha 304 dias distribuídos por 10 meses ano com 354 dias distribuídos por 12 meses de março a dezembro janeiro e fevereiro foram adicionados tratava-se de um calendário sem qualquer base astronômica um pouco mais coerente com a astronomia Época do rei Rômulo (1º rei de Roma) Época do rei Numa Pompílio (2º rei de Roma) 753 a.C. - 716 a.C. 716 a.C. - 673 a.C.
  • Calendário atual -> baseado calendário romano reformulado -> muito parecido com o calendário babilônico 12 meses lunares -> de 29 ou 30 dias cada um -> ano com 354 dias -> cada 3 anos adicionava-se 1mês
  • Júlio César (45 a.C.) -> adaptou um calendário com 365,25 dias -> mesmo assim era maior que o ano solar em 11min e 14 seg -> erro de 3 dias em cada 400 anos Calendário Juliano
  • 1582 -> Papa Gregório XIII -> introduziu nova reforma no calendário -> sob orientação do astrônomo jesuíta alemão Christopher Clavius Deduziu-se que o ano era mais curto do que 365,25 dias (hoje sabemos que tem 365,2422 dias)
  • o equinócio vernal (início do primavera para o hemisfério norte) já estava ocorrendo em 11 de março, antecipando muito a data da Páscoa A data da páscoa é o primeiro domingo depois da Lua Cheia que ocorre em ou após o equinócio Vernal, aproximadamente em 21 de março A Quarta-Feira de Cinzas ocorre 46 dias antes da Páscoa e, portanto, a Terça-Feira de carnaval ocorre 47 dias antes da Páscoa.
  • Tirou-se 10 dias do ano de 1582, para recolocar o Equinócio Vernal em 21 de março. Assim, o dia seguinte a 4 de outubro de 1582 (quinta-feira) passou a ter a data de 15 de outubro de 1582 (sexta-feira). introduziu a regra de que anos múltiplos de 100 não são bissextos a menos que sejam também múltiplos de 400. Portanto o ano 2000 é bissexto. 365,2422 dias ≈ 365 + 1/4 - 1/100 + 1/400 – 1/3300 dias Mudanças feitas do calendário Juliano para o calendário Gregoriano
  • o dia extra do ano bissexto passou de 24 de fevereiro (sexto dia antes de março, portanto bissexto) para o dia 29 de fevereiro e o ano novo passou a ser o 1 o de janeiro. Os romanos adotavam nomes para os dias. O primeiro dia de um mês chamava-se Calendae . Os últimos dias de um mês eram nomeados em relação a quanto tempo faltava para o primeiro dia do mês seguinte. O 6º dia antes das Calendae de março, ou seja, o dia 24, era o dia que se duplicava, ocorrendo dois 6º dia antes das Calendae de março, originando-se aí o nome bissexto.
  • Os anos de 366 dias chamam-se bissextos, porque os latinos chamavam o dia 24 de Fevereiro "bi-sextum kalendas Martias" quando este tinha 29 dias. 7° dia antes das Calendae de março ( ante diem septimum kalendas martias ) = 23 de fevereiro 6° dia antes das Calendae de março ( ante diem sextum kalendas martias ) = 24 de fevereiro 5° dia antes das Calendae de março ( ante diem quintum kalendas martias ) = 25 de fevereiro 4° dia antes das Calendae de março ( ante diem quartum kalendas martias ) = 26 de fevereiro 3° dia antes das Calendae de março ( ante diem tertium kalendas martias ) = 27 de fevereiro o dia antes das Calendae de março ( pridiem kalendas martias ) = 28 de fevereiro Calendae de março ( kalendas martias ) = 1° de março
  • Algumas medidas de tempo importantes Dia Sideral Dia Solar Ano sideral Ano tropical
  • Eclítica: trajetória anual aparente do Sol Eixo de rotação Equador Celeste   PN Eclítica O ponto  é o cruzamento dos planos da eclítica e do equador celeste ; atualmente está na constelação de peixes  O ponto  Sol
  • Dia Sideral : é o intervalo de tempo decorrido entre duas passagens sucessivas do ponto  (cruzamento do equador e eclíptica, onde está o Sol próximo de 21 de março) pelo meridiano do lugar. Tempo de duração: 23h56m04s
  • Dia Solar : é o intervalo de tempo decorrido entre duas passagens sucessivas do Sol pelo meridiano do lugar. É 3min e 56s mais longo do que o dia sideral. Essa diferença é devida ao movimento de translação da Terra em torno do Sol.
  • Movimento de Revolução Sol
  • Ano sideral : é o período de revolução da Terra em torno do Sol com relação às estrelas. Sua duração é de 365,2564 dias solares, ou 365d 6h 9min 10s.
  • Precessão Hoje PN PN Daqui a 13 mil anos PN PS Observe o bamboleio do eixo de rotação Polar Vega 23.5
  • Ano tropical : é o período de revolução da Terra em torno do Sol com relação ao Equinócio Vernal, isto é, com relação ao início da estações. Seu comprimento é 365,2422 dias solares médios, ou 365d 5h 48min 46s. Devido ao movimento de precessão da Terra, o ano tropical é levemente menor do que o ano sideral. O calendário se baseia no ano tropical.
    • Referências
    • Livro:
    • Introdução à Astronomia e Astrofísica, INPE 2003
    • Sites:
    • http://astro.if.ufrgs.br/tempo/tempo.htm
    • http://www.geocities.com/atoleiros/calendario.htm
    • http://pt.wikipedia.org
    • http://www.mat.uc.pt/~helios/Mestre/H01orige.htm
    • http://www.cdcc.sc.usp.br/cda/astro-multi-ifsc/sol-terra-lua.ppt
    • http://www.cdcc.sc.usp.br/cda/astro-multi-ifsc/esfera-celeste.ppt
    • Agradecimento:
    • Prof. Dr. Roberto Boczko (IAG-USP)
  • FIM