Autor: Fábio Bianchi de Moura
Os dois astros que guiam nossa percepção do tempo—o Sol e a Lua—exercem um fascínio profundo e foram essenciais na construção da organização espaço-temporal da humanidade ao longo de sua trajetória na Terra. A observação desses corpos celestes possibilitou a criação de sistemas de medição temporal, como os calendários solares e lunares.
O tempo passou a ser registrado e certos intervalos foram sendo estabelecidos. O “mês”, por exemplo, surgiu a partir do ciclo lunar, definido pelo período entre duas Luas Novas consecutivas. Da mesma forma, a “semana” teve sua origem na observação da Lua: corresponde, em média, ao intervalo entre o primeiro dia de Lua Nova—quando ela nasce junto ao Sol e permanece invisível—e o primeiro dia de Lua Quarto Crescente, quando metade de sua superfície já está iluminada.
O conceito de “dia” foi determinado a partir do movimento aparente do Sol ao redor da Terra, que, na verdade, resulta da rotação do próprio planeta sobre seu eixo. No tempo de Galileu, essa compreensão ainda não era universalmente aceita. Já o “ano” foi definido pela observação do deslocamento do Sol em relação ao horizonte e às constelações do zodíaco, completando um ciclo de aproximadamente 365,25 rotações terrestres.
Esses ciclos celestes moldaram a forma como contamos e compreendemos o tempo, influenciando culturas, sociedades e até mesmo rituais ao longo da história.
A Lua passa por diferentes fases ao longo de seu ciclo, e no primeiro dia de cada uma delas—Lua Nova, Quarto Crescente, Lua Cheia e Quarto Minguante—sua aparência denota seus momentos especiais, conforme a iluminação solar. De fato, a cada instante, enxergamos a Lua sob uma nova configuração de luz, tornando sua fase um fenômeno dinâmico.
Vale ressaltar que, no caso da Lua Nova, a imagem registrada não corresponde exatamente ao momento especial que define essa fase. Isso ocorre porque, nesse instante, a Lua está completamente alinhada com o Sol e invisível contra o fundo escuro do céu. Somente algumas horas após esse evento, e logo após o pôr do Sol, torna-se possível capturá-la com um leve brilho, marcando o início da nova lunação.
O Sol e a Lua desempenharam um papel fundamental na evolução do conhecimento humano, influenciando desde os hábitos de populações nômades até o surgimento das primeiras civilizações. Antes de se fixar ao longo dos grandes rios e desenvolver a agricultura, o homem já observava os ciclos naturais para acompanhar a migração dos animais e buscar regiões com temperaturas mais favoráveis e recursos abundantes. Sem perceber, seguia o padrão das estações, evitando o inverno e, assim, acompanhando o movimento solar entre os trópicos.
Esse deslocamento do Sol ocorre entre os trópicos de Capricórnio (-23°27’) e de Câncer (+23°27’), valores que correspondem à inclinação do eixo terrestre em relação ao plano orbital da Terra em torno do Sol. Nas localidades dentro dessa faixa tropical, o Sol atinge seu ponto mais alto no céu—o zênite—em determinados dias do ano. Nesses momentos especiais, os raios solares incidem perpendicularmente à superfície, fazendo com que as sombras desapareçam ao meio-dia e elevando significativamente a temperatura local.
Nas cidades exatamente sobre os trópicos (latitude de 23°27’), esse fenômeno ocorre uma única vez por ano. Já nas regiões entre os trópicos, ele se repete duas vezes ao longo do ano. No entanto, localidades com latitudes superiores a 23°27’ jamais presenciam o Sol no zênite. Esse limite de incidência dos raios solares define os trópicos e, indiretamente, outras linhas imaginárias da Terra—que, em certos momentos do ano, deixam de ser abstratas e se tornam evidentes pela posição do Sol no céu.
No horizonte, é possível observar o movimento do Sol entre os trópicos de Capricórnio e Câncer ao longo do ano. Esse deslocamento motivou a construção de Stonehenge, um observatório ancestral onde grandes blocos de pedra foram estrategicamente posicionados para marcar direções específicas. Por meio dessas referências, era possível acompanhar com precisão os solstícios e equinócios, além de definir os pontos cardeais.
A interpretação de Stonehenge estava restrita aos sábios da época, que, com seus conhecimentos avançados, eram capazes de prever eclipses. Essas previsões conferiam a eles um status de autoridade e poder, muitas vezes associado a habilidades sobrenaturais. A amplitude do movimento aparente do Sol no horizonte equivale ao dobro da inclinação do eixo terrestre, totalizando aproximadamente 46°54’.
Já a Lua apresenta uma amplitude um pouco maior, pois seu plano orbital não é exatamente o mesmo do Sol. Com uma inclinação de cerca de 5° em relação ao plano Terra-Sol, sua variação no horizonte atinge aproximadamente 57°. Esse ciclo se completa em um período de 18 anos e 11,3 dias, conhecido como Ciclo de Saros. A oscilação lunar pode ser superior ou inferior à do Sol, influenciando sua posição relativa a ele—às vezes surgindo ao norte, outras vezes ao sul.
Esse movimento lunar impacta diretamente a ocorrência dos eclipses. Caso a inclinação da órbita lunar fosse nula, eclipses aconteceriam a cada 14 dias, sempre na Lua Nova e na Lua Cheia. No entanto, como os alinhamentos não são perfeitos em cada lunação, os eclipses seguem um padrão cíclico. O Ciclo de Saros define sequências repetitivas de aproximadamente 86 eclipses, sendo 43 solares e 43 lunares. Após cada ciclo, os eventos se deslocam cerca de 120° sobre a superfície terrestre. Dessa forma, um eclipse solar total visto em uma determinada cidade pode ser observado novamente após três ciclos, ou seja, cerca de 54 anos e 33,9 dias, embora nem sempre ocorra exatamente da mesma maneira devido às variações na posição dos três astros envolvidos.
A influência gravitacional do Sol e da Lua desempenha um papel essencial na regulação dos ciclos naturais do nosso planeta, afetando especialmente as espécies que vivem no oceano. Um dos fenômenos mais visíveis dessa influência é o ciclo das marés, resultado do forte puxão gravitacional exercido por esses astros. Quando estão alinhados, esse efeito se intensifica e pode ser facilmente observado na manhã do primeiro dia de Lua Nova. Nesse momento, a maré baixa revela uma praia extensa, com a água do mar recuada devido à interação gravitacional entre os astros. Conforme o tempo avança e o Sol e a Lua ascendem no céu, o mar começa a acompanhar esse movimento, como se fosse atraído pelo fascínio solar e lunar, até atingir sua agitação máxima ao meio-dia.
Esse fenômeno é amplificado quando o Sol passa pelo zênite da localidade, exercendo uma influência gravitacional ainda mais intensa. Um exemplo marcante ocorreu em 29 de março de 2006, quando um eclipse total do Sol foi observado em Natal, RN. Nesse dia, o Sol nasceu eclipsado, e, durante a totalidade, o alinhamento perfeito entre os dois astros revelou sua influência significativa sobre as marés, especialmente nas regiões próximas ao equador, onde a variação da maré se torna mais pronunciada.
Outro fator crucial na influência gravitacional desses corpos celestes é a forma elíptica de suas órbitas. Tanto a Terra quanto a Lua seguem trajetórias que os aproximam e os afastam periodicamente. No caso da Lua, os pontos de máxima e mínima distância em relação à Terra são chamados perigeu e apogeu, respectivamente. Para a Terra em relação ao Sol, os pontos correspondentes são periélio (máxima aproximação) e afélio (máxima distância).
Assim, a intensidade gravitacional atinge seu auge quando ocorre um eclipse solar simultaneamente a um perigeu lunar e um periélio terrestre. Se, além disso, o Sol estiver passando pelo zênite da localidade, sua influência gravitacional será ainda mais perceptível, evidenciando a interação desses fatores na dinâmica das marés e no equilíbrio natural da Terra.
A atividade do Gnomon e do Analema é essencial para explorar conceitos astronômicos e realizar experimentos fascinantes, como a determinação dos pontos cardeais, a latitude local, o tamanho da Terra e a construção de um calendário solar—sendo também a base para a instalação de um Relógio de Sol.
O Gnomon consiste em uma haste vertical cuja sombra varia ao longo do dia. Ao marcar essa variação, é possível identificar os pontos cardeais, servindo como referência para a criação de um relógio solar. Caso outro grupo realize o mesmo experimento em uma localidade distante no mesmo dia, a troca de dados permitirá calcular o comprimento da circunferência da Terra. Essa determinação é feita a partir da diferença angular da sombra ao meio-dia solar entre os locais, especialmente para distâncias acima de 1000 km. Esse método foi utilizado pela primeira vez por Eratóstenes, no século III a.C., proporcionando uma medição surpreendentemente precisa da circunferência terrestre. A noção de que a Terra é esférica já existia desde o século VI a.C., sendo defendida por Aristóteles, que percebeu a forma da sombra terrestre projetada durante eclipses lunares.
Para determinar a latitude local, utiliza-se uma fórmula que envolve a declinação (d) do Sol, cuja referência é o equador celeste, e a altura solar (a). A altura pode ser calculada medindo a sombra projetada pelo gnômon e dividindo seu comprimento pela altura da haste. O ângulo resultante será determinado pela cotangente do valor obtido. A latitude (F) pode ser expressa pela fórmula F = a - d, considerando o sinal da declinação: positivo quando o Sol está no Hemisfério Norte e negativo quando está no Hemisfério Sul.
O Analema é construído a partir do gnômon, realizando marcações diárias ou semanais ao longo de um ano sempre em um mesmo horário. O resultado será um desenho semelhante ao símbolo do infinito (∞), onde estarão registradas as datas das marcações, formando um calendário solar. A cada observação, será possível determinar a data, com um erro máximo de um ou dois dias. Quanto maior for o gnômon, mais precisas serão as medições.
Para construir um Relógio de Sol, utiliza-se papel-cartão em formato retangular (12x15 cm). As horas são marcadas a cada 1 cm ao longo da dimensão maior, com 6h e 18h nas extremidades. O retângulo é transformado em um meio cilindro, cujo diâmetro é calculado pela relação D = 2(12/π). Usando fita adesiva, o canudo de refrigerante é fixado como ponteiro das horas, garantindo projeções mais precisas. Duas faixas de fita são adicionadas para estabilizar a estrutura cilíndrica do relógio.
Por fim, para o funcionamento correto do Relógio de Sol, é necessário apontá-lo para o sul celeste, garantindo que as horas da manhã estejam voltadas para o oeste. Além disso, o lado direcionado ao pólo sul celeste deve ser elevado a uma altura correspondente à latitude local, permitindo que as marcações de tempo sejam registradas corretamente.
[1] O Sol está representado pelo círculo com ponto central coincidente com a pequena cruz que se encontra no meio da carta, ponto este chamado de Zênite.
[2] Meio dia solar, momento do dia em que o Sol projeta a menor sombra possível, ou ainda, quando passa pelo ponto mais alto do céu na sua trajetória, que nem sempre é o zênite, somente ocorrendo em dias especiais, onde o ângulo da latitude local se confunde com a declinação solar, neste caso a sombra se torna nula e somente ocorrerá para localidades que estejam entre os trópicos.
Nenhum comentário:
Postar um comentário