A muito tempo o homem aprendeu que observando a posição das estrelas no céu era possível predizer quando haveria uma mudança de estação. Muitos povos de diferentes regiões do planeta construíram monumentos com o proposito de determinar as estações do ano. O que certamente foi importante para determinar, por exemplo, qual a melhor época do ano para fazer uma determinada plantação.

Quando olhamos para o céu noturno temos a impressão de que a lua, o sol e as estrelas movimentam-se de leste para oeste. Outro uso para as estrelas estava na possibilidade de usar-las como orientação direcional mesmo em terras desconhecidas. Caso tenha interesse, uma boa leitura sobre o assunto pode ser encontrada em: The Natural Navigator Pocket Guide

A partir das observações astronômicas surgiram as primeiras teorias sobre o funcionamento do universo. Uma destas teorias considerava a Terra como o centro do universo. Para Pitágoras de Samos, a Terra era esférica (embora suas razões para acredita nisto fossem místicas, a Terra séria esférica por que a esfera era o formato “perfeito”). Além disto, para ele, a Terra era imóvel e localizava-se no centro do cosmo com os corpos celeste orbitando ao seu redor. É fácil entender o porque desta crença quando observamos o movimento que os corpos celestes fazem no céu, tal como no gif que abre esta página. O principal responsável por popularizar esta teoria foi Platão e posteriormente seu discípulo Aristóteles.

Um dos primeiros registros de que se tem notícia sobre o formato da Terra foi proposto por Tales de Mileto, o qual defendia que a Terra seria plana e envolta por imensos oceanos. Apesar de hoje em dia esta ideia parece tola, é compreensível se considerarmos as ferramentas e o conhecimento que se dispunha na época.

A teoria geocêntrica já enfrentava algumas dificuldades, mesmo nos seus anos iniciais, pois não consegui explicar o comportamento de todos os corpos celestes. Em uma observação mais detalhada os astrônomos observaram que haviam cinco “estrelas” que se comportavam diferentemente das demais. Denominaram estes corpos de planetas (planeta significa errante). Estas estrelas errantes eventualmente apresentam um movimento retrogrado (de oeste para leste) como na figura abaixo.

Uma primeira tentativa de explicar o comportamento destes corpos errantes foi dada por outro discípulo de Platão, Eudoxo de Cnido (408 a.C. – 355 a.C.) o qual propôs um modelo que consistia de diferentes esferas concêntricas, tal como uma cebola. Segundo Eudoxo, corpos como o sol e a lua estaria presos a uma destas esferas que girariam em torno da Terra com diferentes inclinações. O mesmo se aplica individualmente aos planetas, e por fim, havia uma esfera final que continha as estrelas.

Aristarco de Samos (310 a.C. – 230a.C. ) acreditava que o sol estava no centro do universo e que tudo incluseve a terra girava ao redor dele.

Ptolomeu de Alexandria (100 d.C. – 175 d.C.) desenvolveu um modelo matematicamente para os movimentos dos corpos celestes baseados em uma Terra estacionária no centro do universo que funcionavam tão bem que rapidamente passaram a ser usados em calendários e na navegação. No entanto, para os corpos errantes (os planetas) a astronomia de Ptolomeu previa complicadas trajetórias em que consistiam em uma combinação de círculos onde o planeta circulava em torno de um centro e este por sua vez também tinha uma trajetória circular em um círculo maior.

Observe que até aqui nenhum dos modelos propostos para o movimento dos corpos celestes necessitava da noção da gravidade. Ainda não havia distinção entre os conceitos de peso e massa. E a noção de uma força que atuasse a distância, sem a necessidade de um meio material, era desconsiderada, principalmente devido a influência de Aristóteles.

Ainda sobre o formato da Terra, Aristóteles defendia a ideia de que a Terra era esférica. Mas, ao contrário de Pitágoras, ele sustentável seu argumento baseado nas observações de eclipses lunares. Nestes eclipses a sombra da Terra projetada na lua sempre tinha o formato circular. A primeira prova largamente aceita de que a Terra era esférica foi produzida por Eratóstenes de Cirene (274 a.C. – 194 a.C.).

Erastóstenes observou que ao meio dia o sol estava no zênite (posição logo acima da cabeça de um obserador) ele não produzia sombra na cidade de Siena (hoje Assunção) cidade que hoje pertence ao Egito. No entanto, na mesma época do ano quando o sol estava na posição mais alta no céu na cidade de Alexandria, havia a formação de sombras. Dito de outra forma, se uma pessoa encontra-se literalmente no fundo de um poço, era possível observar o sol em Siena mas não em Alexandria.

Erastóstenes interpretou que essa diferença na inclinação do Sol era causada pela curvatura da Terra. Em posse dos dados da distância entre as cidades e o ângulo que a sombra fazia ele foi capaz de calcular a curvatura da Terra com uma margem de erro muito pequena. Isto foi aceito por muitos dos sábios da época com uma prova da esfericidade da Terra.

Referências: 1. Por que as coisas caem?