4: Terra, Lua e Céu

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Se a órbita da Terra é quase um círculo perfeito (como vimos nos capítulos anteriores), por que ela é mais quente no verão e mais fria no inverno em muitos lugares ao redor do mundo? E por que as estações na Austrália ou no Perú são opostas às dos Estados Unidos ou da Europa?

A história é contada de que Galileu, ao deixar o Salão da Inquisição após retratar a doutrina de que a Terra gira e gira em torno do Sol, disse baixinho: “Mas, mesmo assim, ela se move”. Os historiadores não têm certeza se a história é verdadeira, mas certamente Galileu sabia que a Terra estava em movimento, o que quer que as autoridades da igreja tenham dito.

São os movimentos da Terra que produzem as estações e nos dão nossas medidas de tempo e data. Os movimentos da Lua ao nosso redor fornecem o conceito do mês e do ciclo das fases lunares. Neste capítulo, examinamos alguns dos fenômenos básicos do nosso mundo cotidiano em seu contexto astronômico.

4.1: Terra e céu
O sistema terrestre de latitude e longitude faz uso dos grandes círculos chamados meridianos. A longitude é definida arbitrariamente em 0° no Observatório Real de Greenwich, Inglaterra. Um sistema de coordenadas celestes análogo é chamado de ascensão reta (RA) e declinação, com 0° de declinação começando no equinócio vernal. Esses sistemas de coordenadas nos ajudam a localizar qualquer objeto na esfera celeste. O pêndulo de Foucault é uma forma de demonstrar que a Terra está girando.
4.2: As estações
O ciclo familiar das estações resulta da inclinação de 23,5° do eixo de rotação da Terra. No solstício de verão, o Sol está mais alto no céu e seus raios atingem a Terra mais diretamente. O Sol fica no céu por mais da metade do dia e pode aquecer a Terra por mais tempo. No solstício de inverno, o Sol está baixo no céu e seus raios entram em um ângulo maior; além disso, ele fica ativo por menos de 12 horas, então esses raios têm menos tempo para aquecer.
4.3: Mantendo o tempo
A unidade básica do tempo astronômico é o dia — seja o dia solar (contado pelo Sol) ou o dia sideral (contado pelas estrelas). O tempo solar aparente é baseado na posição do Sol no céu, e o tempo solar médio é baseado no valor médio de um dia solar durante o ano. Por acordo internacional, definimos 24 fusos horários em todo o mundo, cada um com seu próprio horário padrão. A convenção da Linha Internacional de Data é necessária para reconciliar os tempos em diferentes partes da Terra.
4.4: O calendário
O problema fundamental do calendário é conciliar as durações incomensuráveis do dia, mês e ano. A maioria dos calendários modernos, começando com o calendário romano (juliano) do primeiro século aC, negligencia o problema do mês e se concentra em alcançar o número correto de dias em um ano usando convenções como o ano bissexto. Hoje, a maior parte do mundo adotou o calendário gregoriano estabelecido em 1582 enquanto encontrava maneiras de coexistir com o sistema de meses dos calendários lunares.
4.5: Fases e movimentos da lua
O ciclo mensal de fases da Lua resulta da mudança do ângulo de sua iluminação pelo Sol. A lua cheia é visível no céu somente durante a noite; outras fases também são visíveis durante o dia. Como seu período de revolução é o mesmo que seu período de rotação, a Lua sempre mantém a mesma face voltada para a Terra.
4.6: As marés do oceano e a lua
As marés oceânicas duas vezes ao dia são principalmente o resultado da força diferencial da Lua sobre o material da crosta terrestre e do oceano. Essas forças de maré fazem com que a água do oceano flua para duas protuberâncias de maré em lados opostos da Terra; a cada dia, a Terra gira através dessas protuberâncias. As marés oceânicas reais são complicadas pelos efeitos adicionais do Sol e pela forma das costas e bacias oceânicas.
4.7: Eclipses do Sol e da Lua
O Sol e a Lua têm quase o mesmo tamanho angular (cerca de 1/2°). Um eclipse solar ocorre quando a Lua se move entre o Sol e a Terra, projetando sua sombra em uma parte da superfície da Terra. Se o eclipse for total, a luz do disco brilhante do Sol é completamente bloqueada e a atmosfera solar (a coroa) aparece. Os eclipses solares ocorrem raramente em qualquer local, mas estão entre as vistas mais espetaculares da natureza. Um eclipse lunar ocorre quando a Lua se move para a Terra”
4.E: Terra, Lua e Céu (Exercício)

Miniaturas: conforme capturadas com uma lente olho de peixe a bordo do ônibus espacial Atlantis em 9 de dezembro de 1993, a Terra paira acima do Telescópio Espacial Hubble enquanto é reparada. O continente avermelhado é a Austrália, seu tamanho e forma distorcidos pela lente especial. Como as estações no hemisfério sul são opostas às do hemisfério norte, é verão na Austrália neste dia de dezembro. (crédito: modificação do trabalho pela NASA)