Autoria do Prof. Rodolpho Caniato  A Eclíptica

Você certamente sabe que uma bicicleta se equilibra mais facilmente em movimento que parada. Isso porque uma roda em rotação tende a manter a direção de seu eixo. É sabido também que se você atirar um disco, deve fazê-lo rodar: rodando ele tende a manter o plano em que está girando, independentemente de seu deslocamento. Isso tem a ver com as mesmas causas que fazem um pião manter-se de pé enquanto estiver rodando. Parado, ele cai. O pião, enquanto estiver rodando, vai fazer também aquele “bamboleio” característico de seu eixo.

Vale a pena voltar a um experimento clássico para entender a precessão.  Imagine uma roda de bicicleta com apenas um pedaço de eixo saliente para cada lado, de tal maneira que você possa segurar com cada uma de suas mãos cada uma das extremidades do eixo, mantendo a roda entre seus braços. Se a roda não estiver girando, você poderá deslocá-la em qualquer direção assim como mudar a direção do eixo. Imagine agora que a roda é posta a girar. Você poderá ir para frente, para trás, para cima e para baixo, sem que nada tenha mudado por conta da rotação da roda. Você também pode mudar a direção do eixo: “torcer” o eixo para qualquer outra direção. Enquanto você segura a roda pelas duas extremidades do eixo, peça a alguém que faça a roda girar com a maior velocidade possível. Repita os movimentos para frente, para trás, para cima e para baixo. Tudo será como quando a roda estava parada.

Agora, atenção! Com a roda ainda girando, tente mudar a direção do eixo… você agora vai notar que algo muito “diferente” acontece… o eixo “resistirá” e “reagirá” de forma diferente daquela de quando a roda estava parada.  Repita o experimento e notará que quando você o torce o eixo, ele “quer fazer” um “bamboleio”. É esse mesmo efeito que se aplica sobre a Terra, ou melhor, sobre o “pneu” de seu inchaço equatorial. Sem esse “inchaço” o eixo de nosso “pião” terrestre não ficaria sujeito a torção para “bambolear”.

A maior parte dessa torção é devida à maior força de atração exercida sobre a Terra que é a atração do Sol. Em menor escala, a da Lua também contribui para esse efeito. Se a Terra fosse perfeitamente esférica todas essas forças, mesmo existindo da mesma maneira, com a mesma intensidade, não teriam como fazer “torcer” o eixo da Terra. Assim seu eixo continuaria sempre na mesma direção. É o maior diâmetro equatorial da Terra, o seu “inchaço” equatorial, a condição que faz aparecer o torque que  produz o “bamboleio” de seu eixo . A parte mais importante desse “bamboleio” ou precessão é a  mudança lenta na direção do eixo  de nosso “pião” terrestre.  É essa lenta mudança na direção do eixo da Terra que, levando consigo seu equador, produz o deslocamento do encontro deste, equador, com o plano da órbita terrestre, a eclíptica.

Agora então, você pode entender que o eixo do inchaço da Terra, assim como o eixo da roda de bicicleta, sujeito ao torque (de torcer), faz um “bamboleio”, como e eixo de um pião. Fazendo esse “bamboleio” a Terra leva seu equador e, por isso, faz mudar o encontro deste com o plano da eclíptica. Você pode visualizar esse movimento espetando qualquer bolinha por uma agulha de tricô.  A agulha serve para materializar o eixo de sua “Terra”. Segurando as extremidades da agulha você pode reproduzir a “bamboleio” do eixo fazendo cada uma das extremidades descreva uma circunferência.

Hoje sabemos que a mudança de direção do eixo é um pouco maior (50´´/ano) que a encontrada por Hyparco (46´´/ano).  Isso significa que uma única volta desse “bamboleio” leva cerca de 26.000 anos para se completar. Mesmo passados os cerca de 2200 anos depois de Hyparco, o eixo de nosso “pião” terrestre mudou sua direção em menos de 1/12 da volta.  É esse deslocamento que fez o ponto equinocial recuar sobre a eclíptica, passando da constelação de Áries para Peixes, quase na constelação de Aquário. Voltando à sua agulha de tricô, você pode reproduzir esse efeito, rodando cada uma das extremidades de agulha. Assim você estará materializando o cone imaginário descrito pelo eixo, também imaginário, enquanto gira. O que quer dizer que o ponto vernal ou equinócio se moveu pouco menos que a amplitude de um “signo”, 1/12 da volta em pouco mais de 2.000 anos.

Autoria do Prof. Rodolpho Caniato

A Gravitação de Isaac Newton

Embora caiba a Hyparco a glória da descoberta da precessão dos equinócios, ainda permaneceria desconhecida por muitos séculos a causa para esse deslocamento. Isso só se tornaria possível depois da descoberta da Gravitação de Isaac Newton, em 1687. A partir daí toda “mecânica” dos corpos celestes passava a ser explicável com as mesmas leis que se aplicam aos fenômenos mecânicos conhecidos aqui na Terra: a mecânica agora funcionava “assim no céu como na Terra”. Entre os corpos celestes, agora muita coisa ficava explicada com a força da atração GRAVITACIONAL. A órbita quase circular da Terra ao redor do Sol ficava explicada pela força de atração gravitacional entre ambos, Terra e Sol. Com a, então nova, Gravitação também ficava previsível (embora ainda não medido), o maior diâmetro da Terra na região do seu equador.

A Terra então não deveria ser perfeitamente esférica mas um pouquinho achatada nos polos; seu diâmetro no  equador deveria ser um pouco maior que o diâmetro nos Polos. Esse achatamento nos Polos teria que acontecer devido à rotação da Terra, previsão já feita e justificada por Newton. As medidas um pouco mais tarde confirmaram aquilo que a Gravitação de Newton previra como efeito da rotação do nosso planeta. Logo que a Mecânica de Newton se refinou e avançou, especialmente pela contribuição de alguns grandes matemáticos franceses (Poisson, D´Alambert, Lagrange e Laplace), muitas outras coisas foram sendo descobertas, explicadas ou previstas: a mecânica das rotações, por exemplo.

Logo depois da publicação das ideias da Gravitação de Isaac Newton (1686), com a ajuda de Edmund Halley, iniciou-se uma grande busca e muitos astrônomos passaram a procurar as consequências das então novas ideias. Destacou-se nessa ocasião o sucessor de Edmund Halley (na direção do Observatório Real de Greenwich, James Bradley (1693-1762). Ele buscava o que imaginava ser a primeira consequência imediata do deslocamento da Terra em sua órbita: a paralaxe anual das estrelas. Suas trabalhosas e demoradas buscas acabaram por encontrar outras coisas também importantes, ainda muito antes de se encontrar o que era o primeiro propósito da busca. Uma delas foi a chamada nutação: efeito combinado  do Sol e da Lua que provocam um efeito adicional ao “bamboleio” do eixo.

Enquanto vai fazendo a volta principal que gera o cone, o eixo faz também outros pequenos “balanços”: um para frente e para trás, combinado com outro para os lados. O pequeno balanço “para frente para trás  tem um período de 18,5 anos. Sua amplitude “para frente para trás” é de 18´´ e de 14´´ para os lados.   Esse pequeno movimento elíptico da extremidade de sua agulha de tricô, faz com que aquela superfície cônica que você imaginou fazendo a rotação das extremidades da agulha, se transforme  numa superfície cônica mas  levemente ondulada. Existem ainda outras componentes menores nesse complicado “bamboleio” do nosso grande “pião” terrestre em seu complexo movimento que nos leva a bordo, sem pressa, pelo espaço afora.