quarta-feira, 20 de julho de 2011

Medição das distâncias: a Fotografia aplicada à astronomia

(continuação)

A fotografia veio proporcionar aos astrónomos a objectividade de que tanto precisavam. Agora podiam compar imagens “objectivas”, pois antes disso, as anotações eram do género “Alfa da Hidra muito menos brilhante que Gama de Leão, cujo brilho é bastante inferior ao de Beta do Auriga” (J. Herschell): quanto valiam este “menos” e este “muito menos”?
J. Herschel foi um dos pioneiros e um grande entusiasta da aplicação da fotografia à astronomia. Pois, como todos sabemos, as ideias novas precisam de quem lute pela sua implantação. Sobretudo alguns astrónomos receavam que a fotografia introduzisse objectos artefactos resultantes dos processos químicos que se davam nas placas fotográficas. Por isso até se estabeleceu, nos primeiros tempos, uma distinção entre as observações “visuais” e as “fotográficas”.
Daguerre, a pedido de J.-F. Arago, (1786-1853), obteve uma primeira imagem da Lua, que consistia apenas numa mancha branca numa placa “fotográfica”. Apesar da sua má qualidade, foi suficiente para mostrar as enormes potencialidades da descoberta, que foi descrita pelo próprio Arago na American Academy of Arts and Sciences, no dia 7.Jan.1839. Em Agosto, deu uma descrição completa do processo, indicando as potenciais aplicações astronómicas:
- registo simples e preciso dos aspectos físicos das estrelas; 
- extensão de seu esplendor;
- estudo do espectro da sua luz.
Ainda na época do daguerrótipo, foram feitos vários registos da Lua, do Sol e até do eclipse total do Sol  de 18.Julho.1851.
Vou, de seguida, apresentar uma série de primeiras fotografias astronómicas, que consegui encontrar, e cujas datas nem sempre coincidem nos vários autores:

Lua
Foi o primeiro astro a ser fotografado, em 1840 (ou 1939) por J.W. Draper com 25 mm de diâmetro que já mostrava as irregularidades da sua superfície.

Sol
Dada a sua grande luminosidade, o Sol era o mais adequado para ser fotografado. A primeira tentativa de obter um daguerreótipo do Sol deve-se a Noël M. P,Lerebours (1807-1873), em 1842. Mas sai com os bordos demasiado escuros, De qualquer modo, tornou-se num grande especialista em obter fotografias sobre todos os temas, tendo feito várias exposições. Além disso, ainda construiu alguns instrumentos ópticos.
   

Eclipse total do Sol
Uma primeira tentativa foi feita com o eclipse de 8.Julho.1842.

Daguerrótipo do Eclipse total do Sol (Berkowski; 28.Julho.1851) e de vários do Eclipse Anelar (S. Alexander; 26.Maio.1854)

Luas dos planetas
W. Cranch Bond descobriu, com o seu filho G.P. Bond, a lua de  Saturno, Hiperion, em 10.Nov.1848.
Em 1892, E.E. Barnard descobriu um quinto satélite de Júpiter, uma das suas luas mais pequenas, confirmando a sua óptima visão, o que o tornou imediatamente famoso. O satélite foi posteriormente chamado de Amalteia. Foi o primeiro satélite de Júpiter a ser descoberto depois de Galileu e foi, também, o último a ser detectado por observação visual directa. Mais oito satélites seriam descobertos a partir da Terra, antes da multidão de luas detectadas pela sonda Voyager 1.

Estrelas
Vega foi a primeira estrela a ser fotografada, na noite de 16-17.Julho.1850, pelo processo daguerreótipo no Observatório de Harvard, pelo seu .primeiro director, W. Cranch Bond, conforme se pode ver no registo manuscrito abaixo.

Repare-se na data July 17th 1850 (em cima à esquerda) e Daguerrotyped α Lyrae (em baixo à direita)

Em 1857 G.P. Bond obteve a primeira fotografia das estrelas Mizar e Alcor. 
Mizar-Alcor é, sabe-se hoje, um sistema sêxtuplo, constituído pelo sistema quádruplo Mizar e o sistema binário Alcor. São chamadas de “Cavalo e Cavaleiro”. A capacidade para as distinguir a olho nu é considerada um bom teste para a acuidade visual das pessoas.
- Mizar (ζ UMa, ζ Ursae Majoris) é um sistema quádruplo de duas estrelas binárias Mizar A e Mizar B;
- Alcor, que conforme se descobriu recentemente, forma também um sistema binário, com um período de 90 anos.

               Alcor, sistema binário, na Ursa Maior                       Alcor A, a preto, e Alcor B, a mancha branca

Em 1678, foi a vez da estrela Castor, que se apresentava como uma binária visual, Castor A e Castor B, separadas por 6" e com um período de revolução de 467 anos. Depois verificou-se que cada um dos seus componentes, por sua vez, são um binário espectroscópico (estrelas muito próximas apenas detectáveis pelos seus “espectros”; como já disse, mais à frente falarei da espectroscopia e suas aplicações) (A1/A2 e B1/B2), tornando Castor um sistema estelar quádruplo. Finalmente descobriu-se um terceiro componente – o componente C, estrela variável, designada por Geminorum YY – de fraco brilho e separado por 72", mas também binária (C1/C2) pelo que Castor pode assim ser considerado um sistema estelar sêxtuplo, com seis estrelas individuais gravitacionalmente ligadas entre si.


Trânsito de Vénus
Os "antigos" já mantinham registo com previsões astrológicas, como podem ver, se souberem cuneiforme, nesta tábua encontrada na biblioteca de Assurbanipal (690-627 aC), o último grande rei dos assírios.

O primeiro registo de um trânsito de Vénus foi feito, a 24.Nov.1639, por J. Horrocks (1618-1641), que focou a imagem do Sol com um telescópio simples sobre um pedaço de cartão. Passou o dia todo a olhar a imagem do Sol, mas o tempo enublado não ajudava. Até que por volta das 15 h, o Sol abriu e ele “teve a sorte” de ver o trânsito de Vénus. Estas observações permitiram a Horrocks fazer uma boa estimativa do tamanho de Vénus, bem como da distância entre a Terra e o Sol (0,639 UA), cerca de dois terços da distância correcta, mas a melhor até à altura. As suas observações só foram publicadas em 1661.
Juntamente com William Crabtree (1610-1644), foram as duas pessoas que fizeram o primeiro registo deste trânsito de Vénus
     
Contudo, foi H.Drapper ((http://en.wikipedia.org/wiki/Henry_Draper) quem obteve a primeira fotografia do trânsito de Vénus, em 1874, durante uma expedição organizada com esta finalidade.


Cometas


 FotografiaCometaPrimeira30Junho1881                        FotografiaCometa19Out188230m

Nebulosas
Foi também H. Draper quem obteve a primeira fotografia de uma nebulosa, a M 42 no Orion.

           


A fotografia revelou-se também muito útil para detectar objectos até então invisíveis: bastava aumentar o tempo de pose ou exposição durante minutos ou horas. Quanto mais tempo passava, mais luz a chapa fotográfica ia acumulando até tornar visível o que até aí não era detectável.
Além disso, veio permitir detectar os “espectros” dos vários corpos, fundamentais para determinar a sua composição e também o seu estado de repouso ou de movimentos.

Mas temos ainda de ver como foi possível determinar as distâncias. E aqui as Cefeidas vão ter um primeiro papel imprescindível. 



Medição das distâncias: A Fotografia entra em cena

Sumário para o blogonauta 

1. Big Bang (Sumário)
2. História milenar (Mitos da criação e começo da ciência com os gregos)
3. Modelo geocêntrico e o aperfeiçoamento do Telescópio
4. Teólogos, filósofos, poetas e astrónomos em debate
5. Máquina do Mundo (Lusíadas, Canto X)
6. Descobrimentos e a "ciência" (1)
7. Descobrimentos e a "ciência" (2)
8. Descobrimentos e a "ciência" (3)
9. Os Lusíadas: significado da epopeia
10. As "contra-epopeias"
11. A caminho do modelo heliocêntrico
12. O génio do "método experimental" (Tycho Brahe e Kepler)
12A. O génio do "método experimental" (Tycho Brahe e Kepler)
13. O génio do "modelo experimental" (Galileu) – Descobertas
14. Caso Galileu (1)
15. Caso Galileu (2)
16. A caminho das estrelas
17. Primeiras medições astronómicas
18. Desafio das Nebulosas
19. Medição das distâncias: Descoberta das Cefeidas
20. Medição das distâncias: a Fotografia entra em cena
21. Medição das distâncias: Cefeidas como Vela-Padrão
22. Medição das velocidades das galáxias (Efeito de Doppler)
23. Lei de Hubble, que apresenta provas experimentais da expansão do Universo
24. Modelos teóricos, que partem todos da Teoria da Relatividade
25. Modelo de Einstein
26. Modelo de Friedmann-Lemaître.

Imagem por post

Vaivém Atlantis parte para a sua última (APOD 9.Julho.2011)
Homenagem a este vaivém, que acoplou na Estação Espacial Internacional (ISS), no dia 11.Julho. 2011, na que será a última missão do mais jovem "shuttle" da frota da NASA. Depois do Discovery, em Março, e do Endeavour, em Junho, o Atlantis iniciou, a 8.Julho.2011, a última missão, a 135ª, depois de 30 anos de relevantes serviços prestados à humanidade. Será o último vaivém porque a NASA, por razões económicas irá acabar com o programa dos vaivéns


DESCOBERTA DA FOTOGRAFIA
Na época de Aristóteles já se conheciam o fenómeno de produção de imagens, pela passagem da luz através de um pequeno orifício, e parte dos princípios básicos da óptica e da química que envolveriam mais tarde o surgimento da fotografia. 
No século X, o árabe Alhazen (965-1049) mostrou como observar um eclipse solar no interior de uma câmara obscura: um quarto às escuras, com um pequeno orifício aberto para o exterior. 
A primeira descrição da câmara escura no sentido moderno deve-se a Leonardo da Vinci (1452-1519), no seu  Codice Atlantico (1500), sugerindo que a colocação de uma lente no pequeno orifício melhoraria a qualidade da imagem. O veneziano D. Barbaro (1568) demonstrou que um diafragma permitia obter imagens mais nítidas.
A.Sala, em 1604, observou que um composto de prata, exposto à luz solar, obscurecia, mas não conseguiu fixar a imagem, pois acabava por desaparecer. 

Heliografia
O mérito da invenção da fotografia como registo de imagens duradouras é atribuído ao francês J.N. Niépce (1765-1833), que, em 1822, descobriu a insolubilidade do betume da Judeia (um derivado de asfalto de petróleo) exposto à radiação luminosa.  No verão de 1826, Niépce montou, na janela da sua sala de trabalho, uma câmara escura, colocando no seu interior uma placa de estanho polido revestido com betume da Judéia. Após uma exposição de oito horas, a placa foi removida e a imagem latente tornada visível pela lavagem com uma mistura de óleo de petróleo, que dissolvida as partes do betume que não tinham sido obscurecidas pela luz. O resultado foi uma imagem permanente, “positiva”. Niépce chamou a este método heliografia (imagem obtida com luz solar). A experiência foi o primeiro passo prático para a fotografia, pois combinava a chapa fotossensível (filme) com a câmara escura (máquina fotográfica).


Em 1827, recebeu uma carta de Louis Daguerre, que manifestou seu interesse em gravar imagens. Em 1829, tornaram-se sócios, mas Niépce morre em 1833.
Daguerrotipia
Daguerre continuou as investigações e, em 1837, descobriu um novo método: Deguerropia. Este método consiste em expor iodeto de prata à luz transformando-o em prata metálica formando uma imagem que é revelada por vapores de mercúrio e fixada por uma solução de hipossulfito de sódio, processo descoberto por J. Herschell.


Em Boulevard du Temple, em Paris, Daguerre tirou, em 1838, o primeiro daguerreótipo envolvendo pessoas.

Fotografia Daguerreótipo com Pessoas (Daguerre; 1839)



Pormenores destacando duas pessoas e outro destacando as quatro pessoas 
A imagem mostra uma rua muito movimentada mas, devido ao tempo de exposição de mais de dez minutos, todo o movimento de carruagens e pessoas, não aparece. Somente o homem polindo os sapatos e o engraxador e duas pessoas sentadas que ficaram parados o tempo suficiente para terem suas imagens capturadas.
A partir daqui os progressos foram crescentes e a qualidade das fotografias foi melhorando, como se pode ver nesta “galeria de fotografias (1840-1940)”.

Na década de 1830, J.M. Petzval (1897-1891), "o cavaleiro das lentes fotográficas" criou uma nova objectiva com dupla abertura projectada para difundir 16 vezes mais luz e perfeitamente adaptada para retratos, pois era 30 vezes mais rápida que a anterior. Em 1841, criou uma câmara que tirava fotografias circulares com 9 centímetros de diâmetro. Funcionava com uma objectiva combinada (dupla), propiciava excelente definição, oferecia opções variáveis de abertura e cada exposição durava cerca de 90 segundos a dois minutos. As suas lentes representaram um tal avanço que foram usadas por meio século.
Calotipia
Pouco depois, em 1841, F. Talbot descobriu um novo processo fotográfico, a Calotipia, também chamada técnica de negativo / positivo: com a câmara escura obtinha uma imagem “negativa”, a partir da qual se podiam obter várias cópias “positivas”, o que não era possível com o daguerrótipo. Além disso, exigia muito menos tempo de exposição. O negativo era obtido em três minutos, de acordo com a anotação em outra cópia enviada a John Herschel. Dela derivam os princípios da técnica fotográfica moderna.

A fotografia começou a registar acontecimentos sociais e jornalísticos.

Fotografias "sociais"
       Dois incêndios: em Hamburgo (Charles F. Stelzner; 1842) e em Nova York (G. Bernard;1853)
À esquerda, o primeiro daguerrótipo; o da direita é considerado o primeiro trabalho fotojornalistíco.

Cianotipia
John Herschel (1792-1871) que, em 1819, já tinha descoberto que o hipossulfito de sódio era um bom fixador fotográfico e tinha até inventado termos como fotografia, negativo, positivo, instantâneo, criou, em 1839, um primeiro processo para a obtenção de cópias baseado em sais de ferro e não de prata, a Cianotipia, um processo simples e versátil, que se manteve muito popular nos círculos de engenharia até ao século XX, pelo sua simplicidade, baixo custo e possibilidade de reproduzir cópias em larga escala.
O seu nome deriva do facto das imagens aparecerem em azul, porque, como acabei de referir, os compostos químicos utilizados são sais de ferro (ferricianeto de potássio) e não de prata.
Mas foi Anna Atkins quem fez maior uso deste método. Em 1843, publicava o primeiro de uma série de livros, neste caso sobre algas, que eram apresentadas segundo este método. Atkins colocava os espécimes directamente em papel revestido, o que possibilitava a criação, por acção da luz, de um efeito sillhueta. Por ter utilizado este método de fotogramas, foi considerada a primeira fotógrafa.
Colódio Húmido
Em 1851, o escultor britânico F.S. Archer (1813-1857) desenvolveu o processo de negativo em vidro, chamado Colódio Húmido. O negativo era obtido sobre placas de vidro sensibilizadas com uma solução de nitrocelulose com álcool e éter. Tal processo tinha maior sensibilidade à luz, era vinte vezes mais rápido que os anteriores, reduzindo o tempo de exposição para dois ou três segundos e melhorando a qualidade do negativo, que podia ser copiado. O fotógrafo tinha que sensibilizar a placa imediatamente antes da exposição e revelar a imagem logo a seguir.

Em 1854, A.-A. Disdéri patenteou a sua técnica de obtenção de pequenos retratos a que chamou “carte-de-visite”. Cada chapa era dividida em oito fotos.
Placa Seca
Quando percebeu que a sua saúde estava a ser afectada pelos vapores de éter do Colódio húmido, Maddox, um grande entusiasta da fotografia, começou a procurar um substituto. Em 1871, sugeriu um processo no qual as substâncias químicas sensibilizantes poderiam ser revestidas por gelatina, uma substância transparente usado para fazer os doces. Provavelmente ele não tinha ideia, a altura, do significado que a sua descoberta iria ter sobre o futuro da fotografia.
Foi Charles Bennett quem, em 1878, inventou una “Placa Seca”, coberta por uma emulsão de gelatina e de brometo de prata, semelhante às modernas.
Fotografia colorida
Em 1861, James Clerk Maxwell (1831-1879) apresentou a que é considerada a primeira fotografia colorida, utilizando um processo complexo: fotografou um laçarote três vezes a preto e branco, utilizando de cada vez um filtro de cor diferente: vermelho, verde e azul. Depois projectou as três imagens num ecrã com três projectores diferentes, cada um equipado com um filtro de cada cor usada. Quando focou as três imagens no mesmo ponto, apareceu a primeira imagem colorida.
Este projecto foi usado durante bastante tempo. Na segunda imagem abaixo vemos, à esquerda, a fotografia colorida do Emir de Bukhara, numa fotografia colorida pelo método dos três filtros coloridos. Do lado direito vemos as três placas de vidro preto-e-branco negativas fotografadas com filtros das três cores, mostradas aqui como um positivas.

Fotografia colorida composta de Maxwel (1861) e do Emir do Cukhara (1911)  

E como não podia deixar de ser, rapidamente surgiram as fotografias eufemísticamente chamadas “artísticas”.

O primeiro filme colorido moderno, o Kodachrome, foi introduzido em 1935, baseado em três emulsões de diferentes cores
Em 1853, cerca de 10 mil americanos produziram três milhões de fotos, e três anos mais tarde a Universidade de Londres já incluía em seu currículo a fotografia. Em Junho de 1888, G. Eastman “democratizou” a fotografia com a Kodak, uma câmara mais leve, de baixo custo e simples de operar.

Fotografia "à la minuta"
Fica aqui como recordação dos meus tempos de meninice


Hoje, quase desapareceram os fotógrafos “à la minuta”. Como tantas outras profissões, que os novos costumes e a tecnologia tornaram pouco rentáveis e fora de moda, eles estão em vias de extinção. E, todavia, não há muito anos era vê-los nas praças, nos jardins, junto aos monumentos mais visitados, em locais estratégicos de vilas e cidades, em sítios de encenação natural e publicidade garantida.Disparado o clique, após rápidas e atenciosas poses, mão habilidosa mergulhava na escuridão do caixote e, em poucos segundos de experientes truques e manipulações, de lá extraíam um pedaço de papel húmido e brilhante com a imagem desejada. Mais uns instantes ainda, de lavagem e secagem, e ei-la pronta para ser retrato, recordação, fetiche, página de álbum, galeria de memórias, ex-voto de promessas e devoções.Apesar do seu contributo inestimável para a popularização da fotografia, eles têm sido praticamente esquecidos.

Em vez, desses fotógrafos "feirantes" deixo aqui um poema do Ary dos Santos, na sua linguagenm tão plástica e irreverente.

TRÊS RETRATOS A LA MINUTA
por
ARY DOS SANTOS

(As ilustrações são "minhas")

O BURGUÊS

Será que a liberdade já guia o povo?

A gravata de fibra como corda
amarrada à camisa mal suada
um estômago senil que só engorda
arrotando riqueza acumulada.

Uma espécie de polvo com açorda
de comida cem vezes mastigada
de cadeira de braços baixa e gorda
de cómoda com perna torneada.

Um baú de tolice. Uma chatice
com sorriso passado a purpurina
e olhos de pargo olhando de revés.

Para dizer quem é basta o que disse
é uma besta humana que rumina
é um filho da puta   é um burguês.


O BOMBISTA


Flamejante auriflama incendiada
patriótica face entumecida
com dentes de coroa cariada
e alma nacional - apodrecida.

Galões de oficial. Na face armada
um sorriso de arcanjo genocida
mais os comendadores da comendada
comandita que nos comanda a vida.

Olhar alarve mas não inocente
na mão aberta a palma democrata
na mão escondida a saudação fascista.

É fácil perceber que nem é gente
é um simples piolho que se cata
é um filho da puta   é um bombista.

A BRUXA


As tetas são balofas almofadas
recheadas de esterco e de patranhas
da boca fogem bichas torturadas
pelo próprio veneno das entranhas.

As pernas são varizes sustentadas
pela putrefacção das bastas banhas
os olhos duas ratas esfomeadas
e as mãos peludas tal como as aranhas.

Nasce do estrume e vive para o estrume
a língua peçonhenta larga fel
e é uma corda que ela-própria-puxa.

Sai-lhe da boca pus e azedume
tem pústulas espalhadas pela pele
é filha de si própria.   É uma bruxa.



(continua com a Fotografia aplicada à Astronomia)