“Astronomia Nova” é considerado um dos livros mais antigos da astronomia, publicado em 1609 pelo astrônomo Johannes Kepler, e consiste nos resultados dos seus dez anos de investigação sobre os movimentos dos planetas — em especial, sobre o movimento visível de Marte. Este livro contém as duas primeiras e mais relevantes leis de Kepler, obtidas a partir dos seus estudos e cálculos matemáticos.
O conteúdo do livro é extremamente temático e baseado nas considerações de um astrônomo da Dinamarca chamado Thycho Brahe. A estrutura da obra consiste em cinco partes, nas quais há uma ampla discussão sobre os modelos planetários apresentados até o momento: o modelo heliocêntrico copernicano, o modelo geocêntrico ptolomaico e o modelo intermédio indicado por Thycho. Ainda no livro, há uma discussão abrangente sobre como o planeta Marte pode se ajustar ao Sol, de forma que seja possível estabelecer as duas primeiras leis de Kepler.
Estrutura do livro
A introdução do livro detalha as quatro etapas que Kleper passou durante o seu período de pesquisa sobre os movimentos planetários. A primeira consiste em uma afirmação de que o sol é o grande centro das órbitas de todos os planetas. A segunda etapa equivale à colocação do sol como o motor e o espaço central diante dos outros planetas. A terceira, baseia-se na afirmação de que o sol é a origem da fonte de todos os movimentos planetários, explicando tal afirmação com a prova de Brahe que se baseia na ideia de que os planetas não se deslocam em órbitas, e a quarta etapa se resume em detalhar que o caminho que os planetas fazem não é um círculo, mas sim possui aspecto oval.
Kepler ressalta no livro “Astronomia Nova” que os sistemas impostos por Thychonic, Copérnico e Ptolomeu são confusos, com base em suas próprias observações sobre o assunto. Segundo ele, estes três modelos de sistemas mostravam posições similares dos planeta e não eram capazes de prever como os planetas se posicionariam futuramente. Neste momento, Kepler enfatiza o seu conhecido diagrama que representa o movimento de Marte quando relacionado à Terra.
No livro, o astrônomo levanta questionamentos sobre os movimentos dos planetas em relação ao centro de sua órbita. Kepler acredita que as medições da tecnologia, quando baseadas na posição do sol, abrem espaço a um mar de investigações futuras devido ao grau de incerteza que obtém-se da computação. Ele expôs o conceito de que os planetas não se movimentam uniformemente, mas sim em uma velocidade que muda conforme a distância que cada um está do sol — tal conceito que viria futuramente a se tornar a sua segunda lei, que inclusive foi descoberta antes da primeira.
A partir do momento em que Kepler apresenta a segunda lei no livro, ele começa a falar que o sol é a fonte que produz força aos planetas. Ele explica que os planetas se movimentam a partir de uma força física emitida pelo sol que é capaz de “empurrar” os planetas. O astrônomo ainda sugere que existe uma segunda fonte de força no interior de cada planeta, que faz com que eles sejam “puxados” para o sol, com a finalidade de mantê-los girando em círculos no espaço.
Após estes pensamentos e afirmações, Kepler demonstra a sua busca pelo real caminho que os planetas fazem, determinado-o como elipse. No primeiro momento em que ele tentou definir a trajetória de Marte, cometeu alguns erros que o levaram a buscar um novo sistema. Kepler fez inúmeros testes até descobrir uma definição matemática que explicava a elipse como uma órbita.
As leis de Kepler
O livro “Astronomia Nova” é um registro da grande descoberta das duas primeiras leis de Kepler sobre o movimento planetário. A terceira lei foi descoberta alguns anos após a publicação do livro. São elas:
1º Lei de Kepler — Lei das órbitas
Nesta lei, Kepler declara que a órbita de todos os planetas que giram em torno do sol é elíptica, não circular. Além disso, ele afirma que o Sol ocupa os focos da elipse.
2ª Lei de Kepler — Lei das áreas
A segunda lei afirma que o fio imaginário que aproxima o Sol dos planetas que giram em torno dele, varre as áreas na mesma velocidade e em um tempo constante.
3ª lei de Kepler — Lei dos períodos (ou da harmonia)
Nesta lei, Kepler declara que o quadrado do período da órbita de um planeta é totalmente proporcional ao cubo da sua própria distância média em relação ao sol. Além disso, a razão entre estas duas informações possui magnitude igual para todos os planetas que giram em torno do sol.
Com o livro “Astronomia Nova” e as Metodologias de Kepler, podemos entender o exato momento em que as leis e as descobertas dos movimentos planetários chegaram ao mundo. Kepler e sua prática astronômica baseada em hipóteses matemáticas e físicas, a partir de procedimentos extremamente rigorosos, descobriu e iniciou o estudo sobre os movimentos dos planetas.
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Neste livro, o astrônomo modificou a metodologia do que se entendia em determinadas hipóteses da astronomia do século XVII, e possibilitou a mutação da astronomia matemática e descritiva, para a conhecida astronomia físico-matemática, explicativa.
