Pintura de Johannes Kepler

Johannes Kepler

Nascido em 27 de dezembro de 1571, na Alemanha, Johannes Kepler foi um dos maiores cientistas de sua época. Faleceu às vésperas de completar 59 anos, no dia 15 de novembro de 1630.

Matemático, físico e astrônomo, foi nessa última carreira que mais se destacou, procurando separar a astrologia da cosmologia, embora considerasse ambas importantes. Seu trabalho marca o início da Astronomia moderna. Em sua época eram conhecidos apenas seis planetas: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter e Saturno.

Inicialmente, Kepler adotou a teoria heliocêntrica, aceitando a máxima de Aristóteles: os céus são divinamente perfeitos e os corpos celestes só podem se mover segundo a mais perfeita das formas: o círculo. Ele seguia a mesma linha de Ptolomeu e Copérnico.

Desenho dos sólido perfeitos

Os Sólidos Perfeitos

 

Kepler tentou associar as órbitas planetárias aos cinco sólidos perfeitos de Pitágoras e Platão, figuras tridimensionais cujas faces são polígonos regulares idênticos: cubo, tetraedro, dodecaedro, icosaedro e octaedro. Entretanto, por mais que se esforçasse, jamais conseguiu encaixar as órbitas dos planetas nos sólidos.

Seus trabalhos atravessaram fronteiras e Kepler foi convidado a trabalhar com um Matemático Imperial em Praga. O dinamarquês Tycho Brahe possuía as observações astronômicas mais precisas do mundo. Após a sua morte, Kepler teve acesso irrestrito a essas observações, onde se destacava um estudo minucioso sobre o movimento orbital de Marte.

A partir daí, Kepler quebrou o paradigma da perfeição do círculo, partindo do princípio que a regularidade e a perfeição de uma órbita circular eram tão raras no Universo quanto a perfeição da índole humana. As elipses se ajustaram perfeitamente às observações de Tycho.

Kepler descobriu então que os planetas descreviam órbitas elíticas, porém algumas com excentricidades tão baixas que pareciam círculos a um observador desatento. Surge então a Primeira Lei de Kepler, também conhecida como Primeira Lei do Movimento Planetário:

Os planetas se movem em torno do Sol em órbitas elíticas, com o Sol num dos focos da elipse.

Essa lei foi muito combatida por contrariar a beleza da simetria, pois no outro foco da elipse havia um vazio.

Kepler foi mais longe, percebendo que, numa órbita elítica, um planeta aumenta sua velocidade quando se aproxima do Sol, diminuindo-a quando dele se afasta. Se os planetas transitassem em uma trajetória circular e uniforme, um certo arco de seu círculo orbital seria percorrido sempre num mesmo intervalo de tempo, independente de sua posição na órbita.

Segunda Lei de Kepler

Segunda Lei de Kepler

Kepler observou que com as órbitas elíticas era diferente. Considerando um determinado intervalo de tempo, o planeta descreve um arco maior quando está mais perto do Sol, e quando está mais longe, o arco percorrido é menor. Mas Kepler descobriu uma particularidade no movimento orbital: para um mesmo intervalo de tempo, as áreas desses arcos são idênticas. Essa é a base da Segunda Lei de Kepler:

A linha que liga o planeta ao Sol varre áreas iguais em intervalos de tempos iguais.

Baseado em suas observações, Kepler inferiu que os planetas cujas órbitas são mais curtas, e que estão mais próximos ao Sol, se movem mais rapidamente do que aqueles cujas órbitas são maiores e mais afastadas, mas os períodos orbitais são maiores nesses últimos.

Em seguida, Kepler formulou sua Terceira Lei, que relaciona o movimento dos planetas uns aos outros. Essa é a lei que mais se aproxima de sua intenção original de compreender a harmonia dos mundos:

Os quadrados dos períodos de revolução dos planetas são proporcionais aos cubos dos eixos máximos de suas órbitas.

A explicação física do comportamento dos planetas veio somente quase um século depois, quando Isaac Newton foi capaz de deduzir as Leis de Kepler a partir das hoje conhecidas como Leis de Newton e de sua Lei da Gravitação Universal, usando sua invenção do Cálculo.

Kepler também percebeu a incompatibilidade entre um hipotético Universo infinito, repleto de estrelas brilhantes, com a escuridão do céu noturno. Um paradoxo que ficou famoso anos mais tarde com a descrição feita por Heinrich Olbers (1758-1840) em 1823.

Kepler observou ainda a extraordinária explosão de uma supernova, a última ocorrida em nossa galáxia, e ainda escreveu livros de ficção científica. Johannes Kepler acreditava que um dia naves celestiais navegariam adaptadas aos ventos dos céus e explorariam corajosamente a vastidão do Universo. Ele acreditava que em um sonho devemos ter a liberdade de imaginar pelo menos uma vez algo que nunca existiu no mundo da percepção sensitiva.

Sua família foi perseguida por bruxaria e Kepler faleceu durante a Guerra dos Trinta Anos. Sua vida e trabalho assinalam o nascimento da astronomia moderna.