Os primeiros calendários.

O calendário é uma invenção fantástica. Hoje nós sabemos que se passaram bilhões de anos até que se chegasse à invenção do ano, do mês, da semana, do dia, da hora, do minuto e do o segundo tais como são usados hoje. Ele é tão útil que todo fim de ano lojas, empresas, escritórios distribuem calendários em diversas formas. O calendário é essencial na organização das nossas vidas. Os dias de aula, os dias de descanso, as férias, as festas como Natal, Ano Novo ou um encontro com um(a) amigo(a). Que eu saiba todos os paises do nosso planeta Terra seguem algum calendário e com muito pouca reclamação. Porque isto acontece? Como é que uma coisa importante como esta foi descoberta?

Do que consegui pesquisar a humanidade inventou mais de 400 calendários. A referência mais antiga remonta aos babilônios, um povo que habitava uma região hoje incluída no Iraque. Entretanto, foram os egípcios que definiram 12 horas para o dia e para a noite. Foram também eles os primeiros a determinarem o ano como composto de 365 dias por volta de 3100 AC e depois corrigiram isto introduzindo os anos bissextos.

Qual é a importância do ano, do dia, ou o mês? Fica fácil entender se você perceber que o calendário é provavelmente o primeiro instrumento feito pela humanidade para prever o clima. O ano é a informação mais importante pois foi com ela que podemos saber quando o clima volta a se repetir! Ela responde a um tipo de questão que levanta muita curiosidade em quase todos nós, o que vai acontecer no futuro?  Lembre-se que diversas civilizações tinham oráculos onde pessoas buscavam prever o futuro. A previsão de uma oráculo permeia uma das peças de teatro mais importantes da nossa cultura, Édipo Rei.

Foi uma grande descoberta perceber que o clima em qualquer lugar depende da época do ano. Esta informação deu um grande desenvolvimento à agricultura, e permitiu à humanidade deixar de ser nômade e passar a residir num local fixo. As plantas precisam de um clima adequado para serem cultivadas, crescerem e serem colhidas, há uma boa época para plantar e outra para colher. Foi entendendo como o clima se comportava que os homens aprenderam quando plantar e quando colher. Por isto, eles precisavam saber como medir o ano e com isto prever o clima.

Não é por acaso que os indícios que temos da invenção do calendário sejam do Egito e da Babilônia. O Egito possui um dos maiores rios do mundo, o rio Nilo e a Babilônia os rios Tigre e Eufrates. A água é um insumo essencial na agricultura e os egípcios precisavam prever quando aconteceria as cheias do rio Nilo. Hoje, com o calendário, sabemos que estas cheias acontecem entre o fim de agosto e o início de setembro.

Foi muito importante eles perceberem que a cheia era um fenômeno periódico, se repete, assim, eles buscaram alguma coisa que avisasse a eles quando é que a cheia iria ocorrer. Como os egípcios mediram este intervalo de tempo, o ano? Como é que você sabe que passou um ano?

Se você desenhar o céu diariamente as observações mostrarão que o clima muda gradativamente. Os desenhos mostrarão mudanças mais marcantes quanto maior for o período de observações. Esta atividade pode fazer com que a criança perceba que o clima muda e que após um ano ele aproximadamente se repete.

Como foi que os egípcios mediram o ano?

Foi necessário séculos de observações para perceber o ano, apartir da periodicidade do clima, e depois descobrir fenômenos astronômicos que servissem de relógios. As pessoas não vivem tanto, mesmo nos dias de hoje e por isto, era necessário haver um conjunto de pessoas preocupados com estas questões, que registrassem estas informações para que outros pudessem usá-las posteriormente. A Ciência não é resultado de pessoas isoladas, mas de um esforço coletivo onde o trabalho de muitos pode ajudar a um outro fazer uma grande descoberta.

A agricultura do Egito depende das cheias do rio Nilo e por isto eles buscaram uma maneira de prever quando isto aconteceria. Os egípcios resolveram este problema olhando o céu, utilizando coincidências entre os corpos celestes. Eles perceberam que pouco antes de ocorrer uma cheia do rio Nilo uma estrela chamada Sírio nascia próxima ao Sol. Imagino que, para que isto fosse considerado como um sinal correto, deve ter sido observado várias vezes. Confirmada esta coincidência, ela permitiu que o céu avisasse quando seria a próxima cheia. Mais ainda, permitiu que se medisse o intervalo de tempo ocorrido entre duas coincidências consecutivas, o ano.

Como é que eles mediram o ano? Eles usaram a Terra como relógio, contaram quantos dias havia entre as coincidências. Eles mediram a passagem do tempo contando os dias, um, dois, até trezentos e sessenta e cinco. Assim, os astros foram os nossos primeiros relógios, pois foi através deles que eles mediram a passagem do ano.

Vejam vocês que coisa interessante, o céu apresentava uma coincidência, Sírio nascer junto com o Sol, isto indicava a cheia do Nilo, esta coincidência faz o mesmo papel de um despertador. Quando você quer acordar cedo você ajusta o seu despertador e, na hora marcada, ele faz um barulho ou toca música, dependendo do seu despertador. Sírio nascer junto com o Sol era o despertador tocando que haveria uma cheia do rio Nilo. A Astronomia é uma ciência muito rica e de múltiplos interesses, mas o que chamou a atenção para ela foi a possibilidade dos corpos celestes marcarem eventos importantes. Podemos dizer que as coincidências vistas nos corpos celestes eram os relógios que os homens usaram. O  céu era para eles um grande relógio.

Uma outra maneira de observar o ano.

Determinar o ano foi uma busca que existiu nos mais diversos povos. Cada qual, à sua maneira, procurou determinar quando passou um ano. Uma outra maneira muito interessante de determinar quando passou um ano, está no sítio dos mais antigo que se conhece, Stonehenge na Inglaterra. Ele é um conjunto de rochas colocadas de forma circular.  Stonehenge é o monumento pré-histórico mais importante e parece não haver nada semelhante à ele em todo o mundo. Qual era o papel desta construção? Descobriu-se que ela é capaz de determinar os solstícios de verão ou de inverno, que no nosso calendário marca o início destas estações. Neste dia há um alinhamento das rochas com os raios solares. Quando este fenômeno se repetia tinha passado um ano. Em vez de uma observação de uma estrela e o Sol, bastava apenas detectar o suave movimento que faz o Sol ao longo do ano.

Recentemente no Brasil descobriram um local muito semelhante, no Amapá em um local chamado de Paque Nacional do Solstício. Há um círculo de 30 metros de diâmetro feito de pedras de granito. Não se tem certeza quando foi erguido, mas tudo indica que é um observatório indígena. Recentemente, em Chankillo, no Peru,  descobriram um observatório solar de 2300 anos, que parece ser a ferramenta astronômica mais antiga das Américas. Ele é anterior a civilização inca e também é capaz de observar os Solstícios.

Registrar a sombra do Sol quinzenalmente permite que você use a sua escola ou a sua casa como um observatório solar da mesma forma como utilizaram Stonehenge.  Os registros permitirão que se entenda os solstícios e os equinócios, datas escolhidas para o início das estações do ano, bem como medir o ano!

O relógio Terra e medida do tempo.

A primeira maneira de medir a passagem do tempo que se tem notícia foi utilizar o dia. Este fenômeno, que nos é fornecido pelo sistema Terra-Sol, é o movimento periódico mais curto que temos no céu. Com ele foi possível descobrir o número 365, com o qual se pode saber quando Sírio nasceria com o Sol e anunciaria a próxima cheia do rio Nilo, sem que fosse necessário olhar o céu. Hoje esta é uma informação amplamente difundida, mas na época, este resultado foi um segredo bem guardado durante muito tempo. Os egípcios também perceberam a necessidade de corrigir este número e ai surgiu o ano bissexto.  Provavelmente isto também exigiu muitos anos de observação. Elas sugeriram que 365 e 1/4 era mais adequado que 365. Veja a conseqüência de não adicionar um dia nos anos bissextos. Em 100 anos temos 25 anos bissextos, não incluindo estes dias o clima de um mês passa a ocorrer no mês seguinte! Em 700 anos o verão vira inverno!

A utilização do dia, um evento periódico, para medir o ano foi a inspiração para o surgimento do relógio mecânico. Todo relógio tem dentro dele um movimento periódico e um mecanismo que conta quantas vezes este movimento ocorreu, uma máquina de somar.  Hoje, nos relógios de pulso, o movimento periódico utilizado resulta das oscilações do quartzo que você não vê. Nos relógios antigos utilizavam as oscilações de um pêndulo e estas você poderia ver.

Isto também marca o início de uma atividade muito importante para o nosso conhecimento científico, medir a passagem do tempo. Séculos depois, outros métodos foram desenvolvidos e hoje nós sabemos estimar por exemplo, a idade do Universo, do Sistema Solar, da Terra, ou de fósseis encontrados em escavações.

A Lua

Depois do Sol a Lua é o objeto astronômico mais fácil de observar e no qual percebemos um movimento periódico. Ela aparece de diversas formas para nós, as fases da Lua, e causa muita admiração. A Lua teve uma grande influência na invenção do calendário. O seu período é de aproximadamente 29,5 dias e foi a inspiração para que o mês tenha próximo de 30 dias. A Lua também inspirou diversos calendários como o chinês, o judeu, o indiano e o islâmico, chamados de calendários lunares. Em geral  o ano lunar consiste de 12 meses de 29 e 30 dias, por isto ele tem apenas 354 dias. Para evitar que os 11 dias façam com que se altere muito o clima de uma época do ano, eles são adicionados posteriormente como o dia no ano bissexto. Nos calendários judeu e chinês alguns anos possuem 13 meses! Com isto tentam sincronizar com o fato do ano ter 365 dias.

A presença da Lua e o seu movimento levou a seguinte pergunta que se buscou a resposta por muito tempo, o que é que ele causa na Terra? A resposta foi dada por Galileu, a Lua é responsável pelas marés.

Cosmologia e o nascimento da Física e da Astronomia.

Imaginem vocês que cinco mil anos atrás se percebe que o céu marcava o tempo e avisa sobre o clima. Ao lado disto o céu também se tornou um instrumento muito importante para orientação. Viagens e comércio são atividades antigas e para que se realizassem era necessário saber se orientar, e o céu permitia isto. Por tudo isto entender o seu comportamento tornou-se um problema muito importante. Por volta do ano 100 surge A Cosmologia, a lógica do cosmo, de Ptolomeu que foi durante muitos séculos o melhor conhecimento que se dispunha. Mas, observações cada vez mais precisas colocaram em cheque esta teoria. Um evento importante foi o lançamento do livro De revolutionibus por Copernico em 1543, que marca o início da Ciência como conhecemos hoje.

Como é que isto se relaciona com a Física? O ano na verdade é o período do movimento relativo entre o Sol e a Terra. Após um ano a posição relativa entre a Terra e o Sol é a mesma. Assim, é este movimento relativo o responsável pelo período com que o nosso clima se repete, portanto a razão para o ano no calendário. As estações resultam da inclinação do eixo de rotação da Terra. A superação deste conhecimento veio após uma série de descobertas importantes feitas por Ticho Brahe, Copernico, Galileu e Kepler que culminaram com este trabalho de Newton em 1687 com a publicação do livro "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ". Nasce a Física como conhecemos hoje.

Ciência e Tecnologia. Os instrumentos.

A necessidade de medir o tempo cada vez mais preciso e com instrumento que funcionasse sempre, levou a um grande avanço tecnológico que foi a invenção do relógio mecânico. Com ele nós podemos medir intervalos de tempo menores e mais precisos. Com ele é possível substituir os astros com enorme vantagem. É mais fácil ler as horas do que observar o céu. Muito do que se fez utilizando os astros hoje é possível fazer de forma muito mais simples utilizando um relógio. Isto será utilizado nesta atividade. Com ele é possível explicar uma informação presente no calendário, as estações do ano. Elas resultam do fato que a Terra gira e o seu eixo de rotação está inclinado em relação ao plano da órbita. É possível hoje fazer experimentos muito simples utilizando apenas o relógio para perceber o que causa as estações. O tamanho da parte clara do dia muda, quando maior a parte clara mais incide luz e, portanto mais quente é a estação. A medida do intervalo de tempo permite entender o clima.

Para fazer pesquisa é necessário focar num fenômeno e estudá-lo em profundidade. É preciso fazer observações cuidadosas para que possamos tirar conclusões no futuro. É exatamente desta forma que se faz a avaliação internacional. O programa de avaliação PISA do qual participam os países mais desenvolvidos, dá prioridade ao uso do conhecimento científico para obter conclusões retiradas de evidências ou observações do que ao processo de coletar as evidências por si só. Ou seja, é necessário entender e saber tirar conclusões dos dados e espero que isto se torne uma parte essencial do uso deste material.

O calendário fala de coisas muito interessantes, o ano, o dia, as estações do ano, as fases da lua, os meses, os dias da semana, as horas. Relacionado com eles está a Agricultura porque você precisa saber a época de plantar, está a Geografia quando trata do clima, está a Matemática com os números para os dias, os anos as horas, está a História porque fala dos povos e pessoas que fizeram está invenção e está a Física que estudando o movimento do Sol em relação à Terra e o movimento de rotação da Terra em torno de seu próprio eixo, explica o que é o dia, o ano, as mudanças de clima nas estações e as fases da lua. Tudo isto pode ser usado para educar melhor as nossas crianças usando desenhos e observações de forma divertida.