Qual
Foi a Percepção de Galileu ao Observar o Balanço de Um Candeeiro? Por Que a Astronomia
Foi Considerada a Criada dos Marinheiros na Idade Média? Qual a Importância de Robert
Hooke no Desenvolvimento do Relógio?
Em 1583, ao assistir à missa na
Catedral de Pisa, Galileu Galilei ficou distraído pela oscilação do candeeiro
suspenso do altar. Ele observou que, por mais largo que fosse o balanço desse
candeeiro, parecia que o tempo que levava para oscilar de um lado para outro
era sempre o mesmo. Claro que Galileu não tinha relógio, mas ele controlava os
intervalos do balança pelo seu próprio pulso. Esse enigma instigou-o a
abandonar a Medicina para se dedicar à Matemática e à Física, descobrindo no
batistério aquilo que os físicos viriam a chamar de “isocronismo” – tempo igual
do pêndulo -; ou seja, que a duração da oscilação de um pêndulo não varia com a
largura do espaço percorrido, mas sim com o comprimento do próprio pêndulo.
Essa descoberta simbolizou uma nova era, pois na Universidade de Pisa – onde
Galileu estava matriculado – as matérias de Astronomia e Física eram
constituídas de lições baseadas nos textos de Aristóteles.
Mas, a maneira própria de como
Galileu aprendia, observando e medindo o que via, exprimia a ciência do futuro.
Essa descoberta abriu uma nova era no registro do tempo, uma vez que 30 anos
após a morte de Galileu o erro médio dos melhores mecanismos de medição do
tempo fora reduzido de 15 minutos para apenas 10 segundos. Um relógio que
mantivesse o passo certo com outros relógios em qualquer lado transformava o
tempo numa medida que transcendia o espaço. Moradores de Pisa poderiam saber
que horas eram em Florença ou Roma no mesmo instante. Uma vez sincronizados eles
permaneciam sincronizados e, daí em diante, o relógio se tornou um metro
universal. Assim como a hora igual padronizara as unidades de dia e noite, de
Verão e Inverno em qualquer cidade, agora o relógio padronizava as unidades de
tempo em todo o planeta.
Algumas peculiaridades do nosso
planeta tornavam essa magia possível. Em virtude de a Terra girar sobre seu
eixo, todos os lugares do mundo têm um dia de 24 horas por cada volta completa
de 360º. Os meridianos de longitude assinalam esses graus e, à medida que a
Terra gira, leva meio-dia a diferentes lugares. Quando é meio-dia em Istambul
ainda são 10 horas a ocidente (Londres) e, em uma hora, a Terra gira 15º.
Consequentemente, podemos dizer que Londres está a 30º de longitude, ou 2 horas
a ocidente de Istambul, o que torna esses graus de longitude uma medida de
espaço e tempo. Se você for um viajante e quiser saber exatamente onde se
encontra, certamente você achará isso muito mais difícil no mar do que na
terra. Na terra você poderá orientar-se pelas montanhas, rios, edifícios e
cidades. Mas, as referências marítimas são disponíveis apenas aos observadores
especializados. O vazio e a imensa mesmice dos oceanos levaram os marinheiros a
procurar coordenadas no céu, no Sol, na Lua, estrelas e constelações. Dessa
forma, não nos admira que a Astronomia se tornasse a “criada dos marinheiros”
e, com a ajuda do recém-inventado telescópio e com as novas visões da Lua por
Galileu, os homens descobriram os mares, fizeram cartas dos oceanos e definiram
novos continentes.
Dessa forma, quando o homem
decidiu explorar os oceanos, achou necessário conhecer o céu. Tinha de se
localizar em latitude a norte ou ao sul do equador e em longitude (a leste ou
oeste) de algum ponto. Mas, era muito mais difícil determinar a longitude (as
relações Leste-Oeste) do que a latitude, o que nos ajuda compreender por que o
Novo Mundo esteve tanto tempo por ser descoberto e por que o Oriente e o
Ocidente estiveram tanto tempo separados. Definir a latitude é mais simples
porque a altitude do Sol acima do horizonte é um fator preponderante. No
equador (em todas as estações do ano), ao meio-dia o Sol estará diretamente
acima ou à altitude de 90º, enquanto no Polo Norte o Sol é totalmente invisível
no Inverno e sempre visível no Verão. Navegadores perceberam como sabiam pouco
sobre o planeta, pois eles tinham de resolver o problema da longitude. Galileu
tomou conhecimento dessa necessidade dos marinheiros e em 1610 sugeriu que a
longitude poderia ser determinada no mar através da observação dos quatro
satélites de Júpiter.
Mas, isso exigia observações por
longos períodos em um telescópio apoiado no convés de um navio em alto mar – o
que obviamente tornava-se impossível. Imaginou então um telescópio fixado no
capacete e, embora esse método tenha tido sucesso entre os agrimensores em
terra, nunca funcionou no mar. Daí, antes de haver um relógio de navegação
exato, os marinheiros que quisessem saber suas coordenadas tinham de ser um
matemático experiente. A forma de calcular a longitude no mar passava por
observações precisas da Lua, o que exigia sofisticados instrumentos e cálculos
sutis. Um simples erro de 5º na observação da Lua equivaleria a um erro de 2,5º
de longitude, o que poderia representar cerca de 150 milhas no oceano. Isso
tornava a longitude um problema educacional e tecnológico, quando as grandes
nações navegadoras acabaram organizando cursos de matemática para simples
marinheiros. Quando Carlos II instituiu um desses cursos para 40 alunos, os
professores tiveram dificuldades em contentar marinheiros e matemáticos.
Os administradores da escola,
observando que os muitos navegadores tinham passado bem sem matemática,
perguntavam se os futuros marinheiros precisariam realmente dela. Do lado dos
matemáticos, Sir Isaac Newton argumentava que a antiga norma do pouco mais ou
menos já não chegava.
Porém, os cálculos para
determinar a longitude baseado na Lua eram bem complicados e era preciso
descobrir um método – de preferência, uma máquina – a fim de permitir às
tripulações semialfabetizadas saber as coordenadas. Em 1604, o rei Felipe III
(da Espanha) ofereceu um prêmio a quem apresentasse uma solução e, mais tarde,
Luís XIV (França) ofereceu 100 mil florins. Na Inglaterra, o impulso de
resolver o problema da longitude não veio da necessidade dos marinheiros, mas
de uma catástrofe evitável ocorrida na costa sudoeste.
Em 1707, uma esquadra inglesa
naufragou nas rochas das Ilhas Scilly e no apogeu da navegação britânica, a
perda de tantos marinheiros tão perto da pátria foi humilhante. A opinião pública
ficou abalada. Dois matemáticos declararam que o naufrágio poderia ter sido
evitado se os marinheiros não ignorassem sua longitude. Portanto, era
necessário descobrir uma maneira de calculá-la que fosse fácil de compreender
por marinheiros comuns, sem a necessidade quaisquer cálculos astronômicos. Em
1736, no manicômio Hogarth (Inglaterra) um internado tentou resolver esse
quebra-cabeças e uma das propostas consistia em localizar navios afundados em
posições conhecidas do mundo e depois enviar sinais deles. Outra proposta era a
de publicar uma tabela à escala mundial das marés e utilizar um barômetro para
que o marinheiro pudesse situar sua posição pela esperada subida e descida
nesse lugar particular. Outra ainda sugeria que se utilizassem faróis para projetar
para as nuvens os necessários sinais luminosos de tempo.
Era evidente que o prêmio não
poderia ser ganho por um relógio de pêndulo e escape acionado por
pesos. Para manter o ritmo medido em um barco que subia, descia e oscilava era
necessário resolver o problema de outra forma; isto é, o relógio deveria ser
livre de pesos e de pêndulos. Um relógio para navegar teria de ser independente
da gravidade não só quanto à força motriz, mas quanto ao seu regulador. Se a
força de uma mola podia ser utilizada para acionar o relógio, não poderia o
ressalto e a elasticidade de uma mola ser também usada em lugar de um pêndulo,
a fim de regular o mecanismo? Essa foi a ideia de Robert Hooke. Antes de
completar 10 anos, Hooke viu um relógio desmontado e construiu um – de madeira
– para si próprio. No colégio aderiu ao grupo de debates científicos de que
fazia parte o economista William Petty e o físico Robert Boyle. Hooke construía
as máquinas para experimentar as teorias desenvolvidas pelos cientistas e,
quando a Royal Society o escolheu para curador de experiências, ele pôs em
prática as experiências sugeridas pelos membros da sociedade.
Em 1658 Hooke conjecturava que o
regulador de um relógio marítimo poderia ser feito pelo emprego de molas em vez
de gravidade, para um corpo vibrar em qualquer postura. Uma mola ligada a uma
corda de balanço podia fazer a roda oscilar de um lado para outro à volta do
seu próprio centro de gravidade, gerando assim o movimento necessário para
parar e pôr a trabalhar os mecanismos do relógio e, desse modo, marcar as
unidades de tempo. Esta percepção tornaria possível o relógio marítimo. Uma das
utilizações mais eficazes dos fundos públicos para o progresso da ciência foi o
prêmio que o Parlamento Britânico anunciou em 1714, como recompensa da
descoberta de uma maneira de calcular a longitude no mar. O vencedor foi John
Harrison, filho de um carpinteiro que, após repetidos esforços, obteve êxito. Em
1761 o seu modelo correspondeu ao que se exigia, pois em uma viagem de 9
semanas à Jamaica seu relógio perdeu apenas 5 segundos – cerca de 1,24 minutos
de longitude – o que estava perfeitamente dentro da margem de longitude exigida
pela Junta da Longitude. Assim, até serem construídos relógios marítimos mais
baratos, os comandantes dos navios continuavam a utilizar o método lunar,
embora em longo prazo fosse mais fácil fornecer relógios baratos do que formar
marinheiros matematicamente instruídos. Não seriam apenas os marinheiros que
teriam acesso ao tempo, pois o relógio marítimo de Harrison era na realidade um
relógio portátil grande. Portanto, o novo conceito de tempo trazido por esse
modelo preencheria todos os interstícios da vida das modernas sociedades.
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