Sistema Solar à escala em Moimenta da Beira (Parte I – em busca da escala)

Desde a Antiguidade se sabe da existência do Sol, da Lua e dos planetas Mercúrio, Vénus, Marte, Júpiter e Saturno, a que se somava a nossa companheira, a Lua. Não é claro que se soubesse que a Terra é, ela própria, um planeta à semelhança dos restantes. Era também sabido que o Sol, a Lua e os planetas se moviam entre as estrelas, ditas fixas, percorrendo a abóbada celeste e levando diferentes períodos de tempo até voltar à mesma posição.

A maior ou menor duração desse período de tempo foi correctamente interpretada com uma maior distância desses astros à Terra… com a excepção de Mercúrio e Vénus, em que esse menor período de tempo foi erradamente assumido como uma maior proximidade à Terra quando, na verdade, se deve à maior proximidade ao Sol. Foi assim que nasceu o modelo de Ptolomeu, que colocava a Terra no centro do Universo.

E, apesar de algumas ideias alternativas, na mente dos maiores sábios a Terra permaneceu no centro do Universo até 1543, altura em que Copérnico editou o seu diagrama do Sistema Solar com o Sol no centro e os planetas, incluindo a Terra, a descrever órbitas circulares em torno do Sol.

Diagrama heliocêntrico feito por Copérnico, em 1543, que mostra os planetas a descrever órbitas circulares em torno do Sol.

Foi preciso ainda esperar mais umas décadas para se ter uma ideia das distâncias relativas entre os diversos astros do Sistema Solar. Foi Kepler (1571-1630) que, por volta de 1605, enunciou as suas 3 leis do movimento dos planetas. A partir da sua 3ª lei, que estabelece uma relação entre o período de translação do planeta e da sua distância média ao Sol, foi possível conhecer as distâncias relativas entre os vários planetas. Assim, assumindo que a Terra demora 365,25 dias a completar uma translação e tomando o valor da Terra ao Sol como 1 (uma Unidade Astronómica), temos a seguinte relação entre as distâncias ao Sol:
Mercúrio:  0,39
Vénus:      0,72
Terra:       1,00
Marte.      1,52
Júpiter:     5,20
Saturno:   9,54

Eram conhecidas as distâncias relativas, no entanto, faltava ainda conhecer a escala. Qual o valor para a Unidade Astronómica? Sem esse valor não seria possível saber a que distância estavam os planetas e, consequentemente, não se sabia as suas dimensões reais.
Mais uma vez, foi preciso esperar umas décadas, até que em 1672 Jean Richer e Giovanni Cassini mediram a paralaxe de Marte em dois locais diferentes da Terra, calculando o valor de 140 milhões de quilómetros para a Unidade Astronómica (UA).

140.000.000 km, é um valor com uma aproximação razoável (margem de erro inferior a 10 milhões de quilómetros) e já permitia dar uma noção da verdadeira escala do Sistema Solar. Para se fazer uma ideia da verdadeira escala do Sistema Solar com o valor apurado no século XVII, imaginem que se representarmos a Terra como um globo do tamanho do pontinho deste i (digamos 1mm). A esta escala, o Sol seria um globo de 12cm à distância de 11 metros. Saturno, o planeta mais distante conhecido na altura estava 9,54 vezes mais afastado do Sol que a Terra. Nesta suposição de que a Terra é representada por um pontinho de 1mm, Saturno estaria a  105 metros de distância.

Mas, era sabido que o valor apurado era apenas uma aproximação. Como sempre acontece na Ciência, novas experiências são propostas para se aumentar o conhecimento adquirido e se afinar os valores obtidos. Kepler já havia sugerido que os trânsitos dos planetas inferiores (passagem de Vénus e Mercúrio pelo disco solar, para um observador na Terra) poderia dar-nos uma ideia da escala real do Sistema Solar, mas foi Halley (sim, o mesmo Edmund Halley cujo nome foi dado a um famoso cometa) a propor, em 1716, um método para utilizar o trânsito de Vénus, observado a partir de diferentes locais da Terra, para medir, com a maior precisão possível, a hora e o local do disco solar em que o pequeno disco do planeta Vénus tocava o disco Solar.

Num trânsito de Vénus, dois observadores, ao mesmo tempo mas em diferentes locais da Terra veem o planeta Vénus projectado contra um local diferente do Sol (distâncias e dimensões dos astros não estão à escala)

O trânsito de Vénus de 1769 foi aproveitado para se afinar a escala do Sistema Solar, ficando famosa a expedição do Capitão James Cook ao Tahiti. A este respeito, o colaborador Manel Rosa Martins escreveu uma deliciosa crónica que aconselho a ler: James Cook e o trânsito de Vénus

Desde 1961, medições por radar dão-nos as distâncias aos planetas com uma precisão sem precedentes. Na actualidade, o valor da Unidade Astronómica é conhecido com bastante rigor e a União Astronómica Internacional define 1 UA como sendo 149 597 870 700 metros.

Conhecendo-se a escala do Sistema Solar, ficou claro que as distâncias entre os planetas e o Sol são enormes em comparação com o diâmetro dos planetas. Se num modelo à escala representarmos a Terra com uma dimensão que seja facilmente reconhecível, digamos 12 cm, o Sol será um globo com 1,3 m situado a 141 metros.
Contudo, esta enorme desproporção entre os diâmetros dos planetas e as respectivas distâncias ao Sol, não impediu a construção de modelos à escala do Sistema Solar. O primeiro em Portugal surgiu, já neste século, em 2007 em Estremoz e, em 2011 surge um segundo, em Chaves.

Este ano, foi inaugurado um terceiro Sistema Solar à escala, em Moimenta da Beira. Com características únicas, será o tema de um próximo artigo a ler aqui.

O projeto do “Sistema Solar à escala do concelho de Moimenta da
Beira” resulta de uma parceria entre o Município de Moimenta da Beira e
o Clube das Ciências, do Agrupamento de Escolas de Moimenta da Beira.