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Uma viagem no tempo e no espaço

A História

Entrevistas com a pesquisadora Teresinha Rodrigues, do Observatório Nacional, sobre a história do ON.

Longitude, Astronomia e Relógios

O desenvolvimento do relógio mecânico, como o cronômetro, foi resulta­do da necessidade de se determinar as correlações entre as medidas horárias celestes e terrestres. Dado que a rotação da Terra no seu eixo equivale a 15 graus por hora, isto permite ao astrônomo expressar as distâncias angulares em tempo. O relógio mecânico não só ajuda a estabelecer as posições e movimentos do Sol, da Lua e dos planetas em relação às estrelas, mas também permite que as observações celestes sejam usadas na determinação das coordenadas terrestres. Neste sentido, importante lembrar que a longitude é uma medida de espaço e de tempo simultaneamente.

Assim, os observatórios, como o Observatório Nacional, tornaram-se os pontos focais onde a longitude era medida. Os astrônomos, tendo uma ligação próxima com o desenvolvimento e uso da precisão dos cronômetros e relógios, eram os responsáveis pela regulação e distribuição da hora civil.

O Observatório Nacional era, desta forma, o lugar para a calibração e o reparo dos instrumentos que mediam o tempo, não somente para o seu uso, mas para as várias repartições do Estado e das Forças Armadas, como o Exército e a Marinha.

Passagem de vênus

Sob a liderança do Observatório Nacional – na época, Observatório Imperial –, o Brasil participou do pri­meiro grande projeto de colaboração internacional em Astronomia, o qual visava juntar esforços para a obser­vação do trânsito de Vênus sobre o disco do Sol, em 6 de dezembro de 1882. Esperava-se, por meio da cronometragem dos contatos aparentes dos dois astros, aumentar a precisão da paralaxe solar e, com ela, da medida da distância da Terra ao Sol. De modo análogo ao que vários países europeus fizeram, o diretor do Observatório, Luiz Cruls, planejou o envio de expedições científicas a diferentes regiões, como Olinda e Ilha de São Tomás, nas Antilhas, neste último caso sob a liderança do Barão de Teffé, na época diretor da Repartição Hidrográfica. O próprio Cruls assumiu a chefia de uma comissão enviada a Punta Arenas, na Patagônia, que contou, entre seus membros, com um naturalista cuja missão era explorar a fauna e a flora de uma região longínqua e ainda desconhecida. ​Em 1887 o Imperial Observatório concluiu seus cálculos e divulgou o valor obtido pelas comissões brasileiras​ para o ângulo da paralaxe solar: 8,808 segundos de arco, medida que​ ​contribuiu para um melhor conhecimento da distância da Terra ao Sol – 149,6 milhões de quilômetros.

Entrevista com a pesquisadora Moema Vergara, do Museu de Astronomia e Ciências Afins (MAST)

A difícil missão de demarcar a nova capital do Brasil

Dizia o artigo 3º da primeira Constituição republicana do Brasil, promulgada em fevereiro de 1891, que a capital do país deveria ser transferida do Rio de Janeiro para algum ponto do Planalto Central Brasileiro, dentro de uma área de 14.400 km2 desa­propriada pela União (o Distrito Federal), a qual seria “oportunamente demarcada”. Em 1892 o diretor do Observatório Nacional, Luiz Cruls, foi nomeado pelo governo para chefiar a comissão encarregada da “honrosa” e “espinhosa” tarefa de escolher e demarcar a área destinada ao Distrito Federal. Na sua interpretação da Constituição, defen­deu a tese de que a capital deveria situar-se o mais próximo possível do centro geométrico do território brasileiro, e foi com esse objetivo que partiu para o interior do país.

Acompanhado pelo pessoal do Observatório e com o apoio de praças e oficiais do Exército, Cruls percorreu parte da região centro-oeste do país na liderança da chamada Comissão Exploradora do Planalto Central do Brasil, em uma longa viagem que se estendeu de junho de 1892 a março de 1893, e definiu os limites do atual Distrito Federal. Para se ter uma ideia das dimensões da expedição, além dos víveres, material de acampamento, e dos inúmeros e necessários instrumentos (círculos meridianos, luneta, teodolitos, sextantes, bússolas, cronômetros, po­dômetros, barômetros, termômetros, câmeras fotográficas), também foi levada uma pequena oficina com aparelhos mecânicos destinados ao conserto dos equipamentos científicos.

Em uma segunda expedição, realizada entre julho de 1894 e dezembro de 1895, Cruls dirigiu-se novamente à região, como chefe da Comissão de Estudos da Nova Capital da União. Essa última comissão tinha por obje­tivo, além de escolher a melhor localização para a futura capital dentro da área previamente demarcada, definir o traçado de uma estrada de ferro ligando Cuiabá e Catalão.

Papel fundamental na definição das fronteiras com a Bolívia

Uma das tarefas assumidas pelos primeiros presidentes civis do Brasil foi a resolução de antigas pendências terri­toriais com os países vizinhos. Assim, entre 1895 e 1909, através de uma série de tratados bilaterais, as fronteiras do Brasil com o Uruguai, a Argentina, a Bolívia, o Peru, a Colômbia, a Venezuela e as Guianas foram definidas, graças à habilidade diplomática de José Maria da Silva Paranhos, o Barão do Rio Branco.

O Observatório Nacional participou desse es­forço concentrado com seu pessoal e equipamentos. No caso das fronteiras com a Bolívia, coube a Luiz Cruls, então diretor do Observatório, chefiar a comissão bilateral encarregada de determinar as coordenadas geográficas da principal nascen­te do Rio Javari, pondo fim a uma controvérsia antiga entre os dois países. A comissão do Observatório Nacional embarcou do Rio de Janeiro em direção a Belém/PA em janeiro de 1901. Com duração prevista de 6 a 8 meses, a viagem acabou revestindo-se de um caráter épico. Assim, só o pequeno trajeto desde o vilarejo de Remate de los Males, na confluência dos rios Solimões e Javari, até a região das nascentes deste último durou cerca de dois meses, na medida em que percorrido em canoas e em meio a chuvas pesadas. A segurança nessa região era tida como problemática, por causa da temida presença de indígenas. Além disso, a umidade interferiu também no estado dos instrumentos científicos, muitos deles danificados, e na saúde de vários membros da comissão, acome­tidos de “febres” como a malária. O próprio Cruls caiu doente, nesta que seria sua última viagem a serviço. Apesar de tudo, no dia 22 de agosto de 1901 foi instalado o marco indicativo da nascente principal do Rio Javari, situada aos 7º6’55”,3 de latitude e 73º47’30”,6 de longitude.

Para o mar e para a terra: o serviço da hora do Observatório Nacional nos séculos XIX e XX

O estabelecimento da hora local é elemento imprescindível pa­ra cálculos astronômicos, geodé­sicos e náuticos. Desde que o Observató­rio Nacional iniciou suas atividades, o serviço da hora é mantido ininterruptamente. Instalado primeiramente no torreão da Escola Militar, o Observatório passou a funcionar numa igreja jesuítica inacabada no Morro do Castelo, onde permaneceu até 1921. Um dos critérios de escolha do novo local para abrigar o observatório foi a sua proximi­dade com o porto. Vale lembrar que a hora local é um elemento essencial para que se possa regular os cronômetros e instrumentos de navegação ne­ces­sários para o cálculo da longitude em alto-mar.

Além de estabelecer a hora local, o Observatório também era responsável pela transmissão da hora para a cidade. O sinal da hora local era dado às 8 horas da manhã e, a partir de 1871, passou a ser fornecido ao meio-dia do tempo médio. A transmissão usava um método inglês conhecido como time-ball ou método do balão. Este sistema consistia no alçamento de um balão que inflava e subia por um mastro atingindo o seu topo quando o relógio do Observatório indicasse meio-dia. Assim, quando o balão do Observatório atingia o topo do mastro, os navios do porto podiam ajustar seus relógios e cronômetros.

Se a transmissão da hora buscava atender, inicialmente, às necessidades de regulação dos instrumentos de navegação, aos poucos o sinal da hora, ou a “hora do Castelo”, como passou a ser chamada, tornou-se uma referência para toda a cidade. Apesar de ter sua importância social, o serviço de difusão da hora através do balão do Castelo chegou ao fim em janeiro de 1920. A transmissão radiotelegráfica da hora, implementada em junho de 1918, era considerada mais rápida e segura para os navios e diversos serviços que dispunham de aparelho telegráfico. Desse modo, a partir de 1920 a hora passou a ser transmitida exclusivamente por um sinal luminoso ao meio-dia e às 21 horas.

Entrevista com a pesquisadora Katia Pinheiro, do Observatório Nacional, sobre os observatórios magnéticos do Brasil.

Livro: Observatório Magnético de Vassouras – 100 anos de pesquisa e serviços prestados à ciência

Henrique Morize, diretor do Observatório Nacional, foi um dos fundadores e o primeiro presidente da Sociedade Brasileira de Ciências, que passou a se chamar Academia Brasileira de Ciências em 1921.

Entrevista com o pesquisador Carlos Veiga, do Observatório Nacional, sobre o eclipse registrado em Sobral.

Entrevista com o pesquisador Carlos Veiga, do Observatório Nacional, sobre a digitalização das placas fotográficas do eclipse registrado pelo ON em Sobral.

Observação do eclipse solar em Sobral/CE comprova a Teoria da Relatividade Geral

Entre o final do século XIX e o início do século XX, o Observatório Nacional organizou expedições astronômicas para observar todos os eclipses totais do Sol visíveis em território brasileiro. Aquele que se tornaria o mais conhecido deles foi visto em Sobral, no dia 29 de maio de 1919. Além da expedição brasileira, a Inglaterra e os Estados Unidos também enviaram cientistas para sua observação. O principal ob­jetivo dos astrônomos ingleses Andrew Crommelin e Charles Davidson era a comprovação da teoria da relatividade geral, de Albert Einstein. Outra dupla de astrônomos ingleses, Arthur Eddington e Edwin Cottingham, foi enviada para a Ilha do Príncipe, no litoral da África, mas foi a partir das fotografias do eclipse feitas em Sobral que se obteve a primeira comprovação experimental da teoria da relatividade geral.

A expedição astronômica do Observatório Nacionalera composta por Henrique Morize, na época diretor da instituição, e pelos astrônomos Domingos Costa, Allyrio de Mattos e Lélio Gama. Seu objetivo era fotografar e estudar a composição físico-química da coroa solar, de maneira similar à maioria das expedições astronômicas realizadas na época para a observação de eclipses. Os resultados científicos e as impressões de Morize sobre essa viagem foram divulgados em uma conferência proferida na Academia Brasileira de Ciências, e posteriormente publicados no periódico dessa sociedade.

Precursor da rede meteorológica no Brasil

Nos anos finais do Império, o Observatório Nacional foi responsável pela organização da primeira rede de estações meteorológicas cobrindo todo o território do Brasil, iniciada em 1886, em acordo com a Repartição dos Telégrafos. A rede nunca chegou a ter mais do que 17 estações, operadas em caráter voluntário, na maior parte dos casos por meteorologistas amadores, que nem sempre dispunham de um telégrafo na vizinhança. Os observadores recebiam instruções do Observatório, assim como as tabelas que deviam ser preenchidas e remetidas à instituição. Os resultados eram publicados na Revista do Observatório, criada naquele mesmo ano.

Entre 1909 e 1921, o Observatório transformou-se em Diretoria de Meteorologia e Astronomia, deixando clara a prioridade do governo em consolidar e estender a rede de meteorologia telegráfica a todo o país. De fato, em 1917, o Brasil já possuía 222 estações meteorológicas espalhadas em seu território, as quais acompanhavam o trajeto das linhas telegráficas abertas nesse mesmo período pela chamada Comissão Rondon. Nesse mesmo ano, o Observatório deu início ao serviço de previsão do tempo. Em 1921, a sede do Observatório Nacional foi transferida do Morro do Castelo para o Morro de São Januário, onde se encontra até hoje, ao mesmo tempo em que este desvinculou-se da Diretoria de Meteorologia, atual Instituto Nacional de Meteorologia (INMET).

Entrevista com a pesquisadora Katia Pinheiro, do Observatório Nacional, sobre os 60 anos do Observatório Magnético de Tatuoca/PA.

Excelência na formação de recursos humanos

Em 1973, o Observatório Nacional criou seu programa de Pós-Graduação em Astronomia, fortalecendo seu compromisso com a pesquisa científica e consolidando uma importante missão. Com duas áreas de concentração – Astronomia e Astrofísica – o programa tem conceito 6 na avaliação da CAPES e está entre os melhores do Brasil. Desde seu início, já titulou uma cente­na de doutores e mais de 130 mestres.

A pós-graduação em Geofísica foi criada em 1999, tendo como áreas de concentração Geofísica Aplicada e Geofísica de Terra Sólida. Também credenciada pela CAPES, já formou mais de 50 doutores e 110 mestres. Os programas de pós-graduação do ON, em nível de excelência, atraem interessados de todo o mundo, sendo importante referência no Brasil e na América Latina.

Entrevista com a pesquisadora Simone Daflon, do Observatório Nacional, sobre a formação de jovens pesquisadores.

Um observatório na montanha

No início do século XX, a área de pesquisa em astrofísica experimentou um desenvolvimento rápido em instrumentação, exigindo também recursos humanos mais especializados, e poucos observatórios puderam acompanhar. Na década de 1960, o Observatório Nacional buscou parcerias para instalar o Observatório Astrofísico Brasileiro. Entre 1965 e 1972, foram feitas as buscas por um sítio ideal, que envolveu 15 locais. Ao final, a comissão escolheu o Pico dos Dias, com 1.864m de altitude, localizado entre os municípios de Brazópolis e Piranguçu, no sul de Minas Gerais. Em 1980, coletou a sua primeira luz o telescópio refletor com espelho principal de 1,60m de diâmetro, ainda hoje o maior telescópio em território brasileiro. Em 1981, foi oficialmente entregue à comunidade científica, dando importante contribuição à pesquisa brasileira. Em 1985, o Observatório Astrofísico Brasileiro deu origem ao Laboratório Nacional de Astrofísica, que ainda hoje gerencia o agora chamado Observatório do Pico dos Dias.

Pioneiro na divulgação da ciência

No início da década de 1980, pesquisadores do Observa­tório Nacional engajaram-se nas atividades de divulgação da ciência e abriram para visi­tação seu acervo de cúpulas astronômicas. Focado na divulgação do conhecimento cien­tífico e na preservação da memória da produção científica e tecnológica do Brasil, em 1985 foi criado o Museu de Astronomia e Ciências Afins, que ocupa atualmente o prédio principal do campus compartilhado com o ON.

Uma das primeiras instituições do gênero criadas no país, o MAST atua como polo para o debate aca­dê­mico sobre a história da ciência, a preservação da memória científica e tecnológica e a popularização da ciência. Parte de seu rico acervo é composto por documentos e instrumentos usados no Observatório Nacional até a década de 1980.

Criado em 2010 por iniciativa de pesquisadores do ON e de outras instituições, o LIneA dá suporte à participação de cientistas brasileiros em levantamentos astronômicos internacionais, como Sloan Digital Sky Survey (SDSS),Dark Energy Survey Dark Energy Specroscopic Ins­trument (DESI) e Large Synoptic Survey Telescope (LSST).