Johannes Kepler foi um dos maiores astrônomos de seu tempo. Contudo, muitos de seus estudos são ignorados a fim de contribuir para uma visão linear e descontextualizada da História da Ciência. Dessa maneira, veja a biografia desse filósofo natural e o desenvolvimento das suas três leis do movimento planetário.
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Biografia
Johannes Kepler nasceu em 27 de dezembro 1571, em Weil Der Stadt, na atual Alemanha, perto de Stuttgart. Sua família era, de certa forma, privilegiada. Seu avô paterno havia sido burgo-mestre da cidade. Esse cargo é, mais ou menos, equivalente a um prefeito. Ademais, o avô materno teve o mesmo cargo em uma cidade próxima. Contudo, no momento de seu nascimento, as economias da família estavam em declínio e havia diversos conflitos familiares, isso acontecia devido aos vícios do pai, o qual também era uma espécie de soldado mercenário. Além disso, sua mãe chegou a ser acusada de bruxaria durante a vida adulta de Kepler.
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Kepler nasceu prematuro e muito doente. Por exemplo, durante a infância, contraiu varíola. Esse acontecimento prejudicou muito sua visão. Além disso, isso o impossibilitou de desenvolver trabalhos de astronomia observacional. Dessa maneira, Kepler dedicou seus esforços a interpretar e teorizar a partir dos dados de outros astrônomos.
Kepler e a astrologia
Johannes sempre foi uma pessoa muito mística e possuía fortes crenças astrológicas. Contudo, vale destacar aqui, que a astrologia estudada por Kepler é diferente da astrologia contemporânea. Afinal, os estudos de Kepler, apesar de terem fundamentos místicos, eram pautados na matemática e tinham como intuito prever, principalmente, o destino de reinos e colheitas.
Além disso, o astrônomo alemão entrou em conflito diversas vezes com a astrologia. Isso aconteceu porque as bases astronômicas da astrologia são infundadas. Afinal, ela foi desenvolvida a partir de um sistema de mundo no qual a Terra está no centro do universo. Contudo, ao longo dos estudos, Kepler percebeu que o modelo geocêntrico não faria sentido.
Entretanto, ao longo da vida, Kepler jamais deixou o misticismo de lado. Dessa forma, sempre defendeu as ideias pitagóricas. Assim, ele tentou enquadrar suas convicções místicas em uma racionalidade matemática. Além disso, essas convicções pitagóricas tiveram grande influência no desenvolvimento das suas leis para o movimento planetário.
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Adolescência e vida adulta
Durante a adolescência, Kepler foi selecionado para fazer parte de uma universidade. Contudo, seus estudos deveriam ter o intuito de auxiliar na consolidação da religião protestante. A qual havia acabado de surgir.
O astrônomo era uma pessoa muito introvertida e, às vezes, se isolava do contato com o mundo externo. Dessa forma, voltou-se para o mundo das ideias e encontrou refúgio na religião.
Dessa forma, após sua entrada para a universidade, Kepler estudou Teologia, Filosofia, Matemática e Astronomia. Seu desejo inicial era ser pastor luterano. Contudo, a religião entrou em conflito com a sua convicção copernicana. Ou seja, Kepler era adepto de um modelo heliocêntrico. O qual era negado pelas igrejas.
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Em 1594, Kepler foi aceito para lecionar matemática na atual Áustria. Além disso, foi indicado para a confecção do calendário. Nessa época, o astrônomo deveria fazer predições astrológicas e horóscopos.
Já em 1600, Kepler foi intimado pelo imperador a se converter ao catolicismo ou deixar a cidade. Nesse período, o astrônomo foi para a cidade de Graz. Nessa cidade, Kepler escreveu seu primeiro livro: Mysterium Cosmographicum. Tal obra era uma defesa aberta ao sistema heliocêntrico. Além disso, Kepler casou-se e teve dois filhos.
Contexto histórico das leis de Kepler
Johannes Kepler teve contato com o sistema copernicano durante os estudos na universidade. Seu professor era um defensor desse sistema de mundo. Contudo, devido ao contexto, o docente ensinava o sistema ptolomaico. Ou seja, o aceito pela religião e geocêntrico. Entretanto, para os alunos avançados, o professor lecionava sobre o sistema heliocêntrico.
Kepler aderiu ao sistema heliocêntrico por razões metafísicas. Afinal, o astrônomo acreditava nas concepções do filósofo grego Filolau. As quais falavam de um fogo central do universo. Dessa maneira, Kepler buscou um paralelo entre o Sol e esse fogo.
Em sua primeira obra, o Mysterium Cosmographicum, Kepler fez uma clara defesa ao sistema copernicano. Além disso, com uma influência neoplatônica, o astrônomo propôs uma descrição das órbitas dos planetas. Nessa ideia, as distâncias dos planetas até o sol eram determinadas pelos cinco poliedros de Platão. Assim, ele supôs que as órbitas dos planetas estavam circunscritas sobre um dos sólidos.
Essa proposição não condizia com os dados observacionais. Contudo, a crença de Kepler em um deus geômetra fez com que ele insistisse em uma busca para uma razão matemática no movimento dos planetas. Dessa maneira, Kepler acreditava que poderiam haver erros observacionais nas tabelas de dados às quais ele possuía acesso. Assim, após ter sido chamado para trabalhar com Tycho Brahe (1546-1601), Kepler conseguiu acesso aos seus dados. Brahe foi considerado um dos maiores astrônomos observacionais de seu tempo. Contudo, defendia o sistema geocêntrico. Após a morte de Brahe, Kepler usou seus dados para estudar o modelo heliocêntrico.
A partir de então, Kepler fez várias suposições e postulou três leis para o movimento planetário.
As leis de Kepler
As leis do movimento planetário de Kepler foram desenvolvidas em um contexto completamente diferente do atual. Além disso, suas bases filosóficas são muito diferentes do que costuma ser aceito pela comunidade científica. Dessa maneira, confira a maneira contemporânea de apresentar tais leis.
Primeira lei de Kepler
Essa é a lei das órbitas elípticas. Essa lei postula que os planetas orbitam em torno do Sol em uma órbita elíptica com o sol em um dos focos. Dessa forma, Kepler definiu que as órbitas não eram circunferências, como eram definidas até então.
Segunda lei de Kepler
Essa lei é chamada de lei das áreas. Essa lei define que a linha que liga o planeta ao sol varre áreas iguais em tempos iguais. Assim, esse postulado tem como consequência o fato de que os planetas se movem com velocidades diferentes dependendo da distância do Sol. Isto é, quando estão mais próximos ao Sol, a velocidade é maior. Entretanto, nos pontos mais distantes, a velocidade é menor.
Terceira Lei de Kepler
Também é conhecida como a lei dos períodos. Ela postula que: os quadrados dos períodos de translação dos planetas são proporcionais aos cubos dos semi-eixos maiores de suas órbitas. Essa relação de proporção deve ser igual a uma constante para todos os planetas do sistema solar.
Note que as duas primeiras leis de Kepler violam uma certa simetria que o astrônomo buscava. Contudo, a relação de proporção obtida com a terceira lei mantém uma harmonia e satisfaz o pensamento pitagórico e a crença de Kepler em um deus geômetra. Originalmente, a terceira lei dizia respeito a uma sinfonia dos planetas.
Vídeos sobre Johannes Kepler
Para saber mais sobre os estudos de Kepler e se manter em órbita, veja os vídeos selecionados sobre esse tema. Assim será possível aprofundar ainda mais seu conhecimento!
Primeira e segunda leis de Kepler
O professor Marcelo Boaro explica as duas primeiras leis de Kepler. Dessa forma, você entenderá como são as leis das órbitas e das áreas, respectivamente. Além disso, ao fim do vídeo, o docente resolve um exercício de aplicação.
As leis de Kepler
O professor Douglas gomes explica a relação da gravitação com as leis de Kepler. Além disso, o docente também pontua que a Física é uma construção humana. Dessa forma, fica mais fácil de compreender a gravitação universal, de Isaac Newton.
A história completa da gravitação universal
Pedro Loos, do canal Ciência Todo Dia, faz um breve panorama sobre a gravitação universal. Para isso, Loos conta que entender o desenvolvimento dessa área da Física é, também, compreender a história humana. Dessa maneira, o divulgador científico fala dos estudos de diversos cientistas, dentre eles, Johannes Kepler.
Johannes Kepler foi um dos maiores cientistas de todos os tempos. Contudo, é importante lembrar que não existem gênios e que esse astrônomo era um ser humano comum. Porém, seus estudos influenciaram o desenvolvimento da gravitação universal.
Referências
Entrevista com Kepler: parte 1 (2003) – MEDEIROS, A.
Entrevista com Kepler: parte 2 (2003) – MEDEIROS, A.
Os sonâmbulos (1961) – KOESTLER, A.
Kepler (2012) – CASPAR, M.
Por Hugo Shigueo Tanaka
Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).
Tanaka, Hugo Shigueo. Johannes Kepler. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/johannes-kepler. Acesso em: 23 de November de 2024.
1. [Unifesp]
A Massa da Terra é aproximadamente 80 vezes a massa da Lua e a distância entre os centros de massa desses astros é aproximadamente 60 vezes o raio da Terra. A respeito do sistema Terra-Lua pode-se afirmar que:
a) a Lua gira em torno da Terra com órbita elíptica e em um dos focos dessa órbita está o centro de massa da Terra.
b) a Lua gira em torno da Terra com órbita circular e o centro de massa da Terra está no centro dessa órbita.
c) a Terra e a Lua giram em torno de um ponto comum, o centro de massa do sistema Terra-Lua, localizado no interior da Terra.
d) a Terra e a Lua giram em torno de um ponto comum, o centro de massa do sistema Terra-Lua, localizado no meio da distância entre os centros de massa da Terra e da Lua.
e) a Terra e a Lua giram em torno de um ponto comum, o centro de massa do sistema Terra-Lua, localizado no interior da Lua.
Alternativa correta: C
O centro de massa é um ponto que se comporta como se toda a massa do sistema estivesse concentrada nele. Como a massa da Terra é muito maior que a massa da Lua, o centro de massa do sistema Terra-Lua deve ser um ponto localizado na Terra.
2. [UEPB]
O astrônomo alemão J. Kepler (1571-1630), adepto do sistema heliocêntrico, desenvolveu um trabalho de grande vulto, aperfeiçoando as ideias de Copérnico. Em consequência, ele conseguiu estabelecer três leis sobre o movimento dos planetas, que permitiram um grande avanço no estudo da astronomia. Um estudante ao ter tomado conhecimento das leis de Kepler concluiu, segundo as proposições a seguir, que:
I. Para a primeira lei de Kepler (lei das órbitas), o verão ocorre quando a Terra está mais próxima do Sol, e o inverno, quando ela está mais afastada.
II. Para a segunda lei de Kepler (lei das áreas), a velocidade de um planeta X, em sua órbita, diminui à medida que ele se afasta do Sol.
III. Para a terceira lei de Kepler (lei dos períodos), o período de rotação de um planeta em torno de seu eixo, é tanto maior quanto maior for seu período de revolução.
Com base na análise feita, assinale a alternativa correta:
a) apenas as proposições II e III são verdadeiras.
b) apenas as proposições I e II são verdadeiras.
c) apenas a proposição II é verdadeira.
d) apenas a proposição I é verdadeira.
e) todas as proposições são verdadeiras.
Alternativa correta: C
A afirmação I é falsa porque as estações do ano não têm relação com as posições de periélio e afélio.
A afirmação II é falsa porque a terceira lei de Kepler não faz referência ao movimento de rotação do planeta.