Modulo - Geografia Física

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GeoGrafia física
Prof. arildo João de souza
Profa. rosimar Bizello Müller
UNIASSELVI
2011
Caderno de Estudo
NEAD
Educação a Distância
GRUPO
Copyright  UNIASSELVI 2011
Elaboração:
Prof. Arildo João de Souza
Profa. Rosimar Bizello Müller
Revisão, Diagramação e Produção:
Centro Universitário Leonardo da Vinci - UNIASSELVI
Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca Dante Alighieri
UNIASSELVI – Indaial.
910.02
S719g Souza, Arildo João de
 Geografia física / Arildo João de Souza e Rosimar 
 Bizello Müller. Indaial : UNIASSELVI, 2011.
 
 272 p. : il.
 Inclui bibliografia.
 ISBN 978-85-7830-424-9
 1. Geografia física
 I. Centro Universitário Leonardo da Vinci. 
 Ensino a Distância. II. Título.
aPreseNTaÇÃo
A Geografia é uma ciência fascinante e dinâmica. Ao estudar os fenômenos terrestres, 
desde o núcleo ao topo da atmosfera, você poderá viajar e conhecer o mundo em que vive 
sem sair do seu local de estudos. 
A disciplina que iniciamos, Geografia Física, dedica-se ao estudo da origem de algumas 
características físicas do planeta Terra.
Com uma pequena introdução, iniciaremos nossos estudos abordando a Astronomia 
com o propósito de prepará-lo(a), futuro(a) professor(a) de Geografia, a trabalhar temas que 
surgem em sala de aula, como, por exemplo: – Qual a origem do Universo e do Sistema Solar? 
O que são estes astros que vemos no céu todas as noites? 
É muito importante esclarecermos, neste momento, que nossa abordagem acerca da 
Astronomia, na primeira unidade, não será aprofundada no âmbito da Física Atômica e da 
Mecânica Celeste. Trataremos apenas das noções gerais sobre o universo em que vivemos 
para despertar a busca por novas fontes de informação e conhecimento. Daremos uma noção 
de como surgiam e se formaram o Universo, as Galáxias, o Sistema Solar e o Planeta Terra, 
nosso lar no cosmos. 
Para que você compreenda a história geológica da Terra (as diferentes camadas, os 
tipos de rochas que formam a base que sustenta as florestas, os campos, o solo sobre o qual 
construímos cidades, cultivamos etc.), também estudaremos os fundamentos da Geologia. 
O Planeta Terra, assim como tudo que nele existe, não é estático, mas, sim, dinâmico. 
Isso significa constantes mudanças na superfície terrestre. Mesmo os continentes, formados 
por gigantescos blocos de rochas, se afastam ou se aproximam uns dos outros, o que leva, 
por exemplo, a América do Sul a se afastar um centímetro por ano da África.
É importante salientar que as informações apresentadas neste caderno são abordadas 
de uma maneira sucinta, o que deve servir de estímulo para que você se aprofunde através 
do estudo de outros autores.
Bom estudo!!!
Prof. arildo João de souza
Profa. rosimar Bizello Müller
iiiGeOGrAFIA FíSICA
iv
UNI
Oi!! Eu sou o UNI, você já me conhece das outras disciplinas. 
Estarei com você ao longo deste caderno. Acompanharei os seus 
estudos e, sempre que precisar, farei algumas observações. 
Desejo a você excelentes estudos! 
 UNI
DIC
AS!
Caro(a) acadêmico(a). Explore o Ambiente Virtual de Aprendizagem 
a fim de visualizar as imagens dos cadernos de estudo coloridas, 
ampliando seu repertório visual e a compreensão das obras.
GeOGrAFIA FíSICA
GeOGrAFIA FíSICA v
sUMÁrio
UNiDaDe 1: iNTroDUÇÃo À asTroNoMia ................................................................ 1
TÓPico 1: eVoLUÇÃo Do coNHeciMeNTo HUMaNo Na coMPreeNsÃo 
Do UNiVerso .............................................................................................. 3
1 iNTroDUÇÃo ............................................................................................................... 3
2 a coMPreesÃo Dos asTros Para os PoVos PrÉ-HisTÓricos ................... 4
3 o NasciMeNTo Da asTroNoMia ............................................................................ 7
4 a asTroNoMia Na iDaDe MÉDia ........................................................................... 12
5 a asTroNoMia No reNasciMeNTo .................................................................... 13
6 as Bases Da MoDerNa asTroNoMia ................................................................ 16
7 as DescoBerTas QUe LeVaraM À Teoria Do BIG BANG .............................. 19
8 as MoDerNas TecNoLoGias De oBserVaÇÃo Do UNiVerso ..................... 21
9 raDioTeLescÓPio BrasiLeiro ............................................................................ 24
10 Teorias soBre a oriGeM Do UNiVerso ......................................................... 25
resUMo Do TÓPico 1 ................................................................................................. 27
aUToaTiViDaDe ........................................................................................................... 30
TÓPico 2: a oriGeM Do UNiVerso e a forMaÇÃo De esTreLas, 
BUracos NeGros e GaLÁXias ............................................................ 33
1 iNTroDUÇÃo ............................................................................................................. 33
2 oriGeM Do UNiVerso seGUNDo a ciÊNcia ....................................................... 34
2.1 O BIG BANG ............................................................................................................. 34
2.2 A MATÉrIA eSCUrA ................................................................................................ 39
3 NasciMeNTo, eVoLUÇÃo e MorTe Das esTreLas ......................................... 41
4 oriGeM e eVoLUÇÃo Das GaLÁXias .................................................................. 49
4.1 TIPOS De GALÁXIAS ............................................................................................... 49
4.2 DIMeNSÕeS DAS GALÁXIAS .................................................................................. 54
LeiTUra coMPLeMeNTar .......................................................................................... 55
resUMo Do TÓPico 2 ................................................................................................. 57
aUToaTiViDaDe ........................................................................................................... 58
TÓPico 3: o sisTeMa soLar .................................................................................... 59
1 iNTroDUÇÃo ............................................................................................................. 59
2 oriGeM e eVoLUÇÃo Do sisTeMa soLar ......................................................... 59
3 caracTerísTicas aTUais Do sisTeMa soLar ................................................ 63
3.1 SOL ........................................................................................................................... 63
3.2 PLANeTAS ................................................................................................................ 65
3.2.1 Mercúrio .................................................................................................................. 67
3.2.2 Vênus ..................................................................................................................... 67
3.2.3 Marte ...................................................................................................................... 68
3.2.4 Júpiter ..................................................................................................................... 70
GeOGrAFIA FíSICA vi
3.2.5 Saturno ................................................................................................................... 71
3.2.6 Urano ......................................................................................................................72
3.2.7 Netuno .................................................................................................................... 73
3.3 COMeTAS ................................................................................................................. 75
3.3.1 Origem e composição dos cometas ....................................................................... 76
resUMo Do TÓPico 3 ................................................................................................. 79
aUToaTiViDaDe ........................................................................................................... 80
TÓPico 4: PLaNeTa Terra: oriGeM, forMaÇÃo e MoViMeNTos ................... 81
1 iNTroDUÇÃo ............................................................................................................. 81
2 oriGeM Da Terra: Da NeBULosa ao PLaNeTa ............................................... 81
3 os MoViMeNTos Da Terra e sUas coNseQUÊNcias .................................... 84
3.1 rOTAÇÃO ................................................................................................................. 85
3.2 TrANSLAÇÃO .......................................................................................................... 85
3.2.1 Órbita da Terra ao redor do Sol .............................................................................. 87
3.2.2 Precessão dos equinócios ...................................................................................... 87
3.2.3 Nutação .................................................................................................................. 90
3.2.4 revolução ou translação galáctica ......................................................................... 91
4 o caMPo MaGNÉTico Da Terra: oriGeM e fUNÇÃo ..................................... 91
5 LUa: o saTÉLiTe NaTUraL Da Terra .................................................................. 94
5.1 FASeS DA LUA ......................................................................................................... 95
5.2 eCLIPSeS DO SOL e DA LUA ................................................................................. 96
5.3 INFLUÊNCIAS DA LUA SOBre A TerrA ................................................................ 97
LeiTUra coMPLeMeNTar .......................................................................................... 99
resUMo Do TÓPico 4 ............................................................................................... 101
aUToaTiViDaDe ......................................................................................................... 103
aVaLiaÇÃo .................................................................................................................. 104
UNiDaDe 2: fUNDaMeNTos Da GeoLoGia ........................................................... 105
TÓPico 1: HisTÓrico e sUBDiVisÃo Da GeoLoGia .......................................... 107
1 iNTroDUÇÃo ........................................................................................................... 107
2 raMos Da GeoLoGia ............................................................................................ 107
3 HisTÓrico Da GeoLoGia ..................................................................................... 109
3.1 A GeOLOGIA NA ANTIGUIDADe ............................................................................. 110
3.2 A eVOLUÇÃO DA GeOLOGIA ................................................................................. 111
3.3 A GeOLOGIA MODerNA ......................................................................................... 112
3.4 A GeOLOGIA NO BrASIL ........................................................................................ 114
4 a iMPorTÂNcia Do coNHeciMeNTo GeoLÓGico ............................................ 116
resUMo Do TÓPico 1 ................................................................................................ 117
aUToaTiViDaDe .......................................................................................................... 118
TÓPico 2: o TeMPo GeoLÓGico ............................................................................ 121
1 iNTroDUÇÃo ........................................................................................................... 121
GeOGrAFIA FíSICA vii
2 aLGUMas coNcePÇÕes soBre a iDaDe Da Terra ...................................... 122
3 o Processo De fossiLiZaÇÃo e DaTaÇÃo De fÓsseis ............................. 124
3.1 ALGUNS eXeMPLOS De FÓSSeIS ....................................................................... 127
3.2 FÓSSIL “VIVO” ........................................................................................................ 128
4 escaLa GeoLÓGica Do TeMPo .......................................................................... 129
4.1 HADeANO (de hades = inferno) OU HADAICO ...................................................... 132
4.2 ArQUeANO e PrOTerOZOICO ........................................................................... 132
4.2.1 Primeiras evidências de vida ................................................................................ 134
4.3 erA PALeOZOICA .................................................................................................. 135
4.3.1 A vida no Paleozoico ............................................................................................ 138
4.4 erA MeSOZOICA ................................................................................................... 140
4.4.1 A vida no Mesozoico ............................................................................................. 140
4.5 erA CeNOZOICA ................................................................................................... 142
4.5.1 Período Terciário (Neogênico/Paleogênico) ......................................................... 143
4.5.1.1 A vida no Terciário ............................................................................................. 143
4.5.2 Período Quaternário ............................................................................................. 145
4.5.2.1 A vida no Quaternário ........................................................................................ 145
LeiTUra coMPLeMeNTar ........................................................................................ 147
resUMo Do TÓPico 2 ............................................................................................... 150
aUToaTiViDaDe ......................................................................................................... 151
TÓPico 3: forMa, esTrUTUra e coMPosiÇÃo iNTerNa Da Terra ............. 153
1 iNTroDUÇÃo ........................................................................................................... 153
2 a forMa Da Terra ................................................................................................ 154
3 as caMaDas iNTerNas Da Terra ..................................................................... 156
3.1 AS DeSCONTINUIDADeS MAIS NOTÁVeIS DO INTerIOr DA TerrA ............. 156
3.2 A CrOSTA TerreSTre ........................................................................................ 158
3.3 MANTO .................................................................................................................... 159
3.4 NÚCLeO .................................................................................................................. 161
4 o MaGNeTisMo Da Terra .................................................................................... 161
5 as TeMPesTaDes MaGNÉTicas .......................................................................... 163
LeiTUra coMPLeMeNTar ........................................................................................164
6 rocHas e MiNerais .............................................................................................. 165
6.1 OS MINerAIS ......................................................................................................... 166
6.1.1 As propriedades físicas ........................................................................................ 166
6.1.2 Propriedades químicas ......................................................................................... 170
6.2 AS rOCHAS ............................................................................................................ 170
6.2.1 Classificação genética das rochas ....................................................................... 171
6.2.1.1 rochas ígneas ou magmáticas ......................................................................... 171
6.2.1.2 rochas sedimentares ........................................................................................ 173
6.2.1.3 rochas metamórficas ........................................................................................ 175
6.2.1.4 Alguns tipos de rochas ...................................................................................... 178
6.2.2 O ciclo das rochas ................................................................................................ 179
6.2.3 A distribuição das rochas na crosta continental ................................................... 180
GeOGrAFIA FíSICA viii
6.3 reCUrSOS MINerAIS .......................................................................................... 180
6.3.1 A extração e utilização dos recursos minerais ...................................................... 181
LeiTUra coMPLeMeNTar ........................................................................................ 183
resUMo Do TÓPico 3 ............................................................................................... 187
aUToaTiViDaDe ......................................................................................................... 189
aVaLiaÇÃo .................................................................................................................. 190
UNiDaDe 3: feNÔMeNos Na crosTa TerresTre e forMaÇÃo 
Do soLo ................................................................................................ 191
TÓPico 1: GÊNese e eVoLUÇÃo Da TecTÔNica GLoBaL ................................ 193
1 iNTroDUÇÃo ........................................................................................................... 193
2 Teoria Da DeriVa coNTiNeNTaL ....................................................................... 193
2.1 reSSUrGIMeNTO DA TeOrIA DA DerIVA CONTINeNTAL ............................... 196
3 Teoria Da TecTÔNica De PLacas .................................................................... 197
4 as PLacas TecTÔNicas ...................................................................................... 199
4.1 TIPOS De LIMITeS DAS PLACAS TeCTÔNICAS ................................................. 201
4.2 VeLOCIDADe DO DeSLOCAMeNTO DAS PLACAS TeCTÔNICAS .................... 203
5 os MoViMeNTos TecTÔNicos ............................................................................ 206
5.1 MOVIMeNTOS ePIrOGeNÉTICOS (ePIrOGÊNeSe) ......................................... 206
5.2 MOVIMeNTOS OrOGeNÉTICOS (OrOGÊNeSe) ............................................... 207
6 DoBraMeNTos ....................................................................................................... 208
6.1 TIPOS De DOBrAS ................................................................................................ 208
6.2 COMPONeNTeS DAS DOBrAS ............................................................................ 209
6.3 CLASSIFICAÇÃO DAS DOBrAS ........................................................................... 210
7 faLHaMeNTos ......................................................................................................... 211
7.1 CLASSIFICAÇÃO e TIPOS De FALHAS ................................................................. 211
7.2 SISTeMAS De FALHAS .......................................................................................... 212
8 PriNcíPio De isosTasia ....................................................................................... 213
resUMo Do TÓPico 1 ............................................................................................... 217
aUToaTiViDaDe ......................................................................................................... 218
TÓPico 2: VULcaNisMo ........................................................................................... 219
1 iNTroDUÇÃo ........................................................................................................... 219
2 os ProDUTos VULcÂNicos ................................................................................ 219
2.1 LAVA ........................................................................................................................ 220
2.2 FrAGMeNTOS VULCâNICOS ............................................................................... 221
2.3 DePÓSITOS PIrOCLÁSTICOS ............................................................................. 222
2.4 GASeS e VAPOreS VULCâNICOS ...................................................................... 223
2.4.1 As fumarolas ......................................................................................................... 224
2.4.2 Gêiseres ............................................................................................................... 224
2.4.3 Plumas hidrotermais submarinas ......................................................................... 225
2.4.4 Lahars e avalanches ............................................................................................ 226
3 a esTrUTUra e/oU MorfoLoGia De UM VULcÃo .......................................... 227
GeOGrAFIA FíSICAGeOGrAFIA FíSICA ix
4 aTiViDaDes VULcÂNicas ...................................................................................... 229
4.1 erUPÇÕeS FISSUrAIS ........................................................................................ 230
4.2 erUPÇÕeS CeNTrAIS ......................................................................................... 231
5 VULcaNisMo No BrasiL ....................................................................................... 234
LeiTUra coMPLeMeNTar ........................................................................................ 235
resUMo Do TÓPico 2 ............................................................................................... 237
aUToaTiViDaDe ......................................................................................................... 238
TÓPico 3: TerreMoTos .......................................................................................... 239
1 iNTroDUÇÃo ........................................................................................................... 239
2 oNDas sísMicas .................................................................................................... 240
3 iNTeNsiDaDe Dos TerreMoTos ........................................................................ 243
4 a MaGNiTUDe Dos TerreMoTos ....................................................................... 244
5 sisMiciDaDe MUNDiaL .......................................................................................... 245
6 sisMiciDaDe No BrasiL ....................................................................................... 247
7 os TSUNAMIS ........................................................................................................... 249
resUMo Do TÓPico 3 ...............................................................................................251
aUToaTiViDaDe ......................................................................................................... 252
TÓPico 4: a iNTerface crosTa/Biosfera/aTMosfera ................................. 253
1 iNTroDUÇÃo ........................................................................................................... 253
2 a iNTeraÇÃo eNTre crosTa, HiDrosfera, Biosfera e aTMosfera ..... 254
3 o fUTUro De Nosso PLaNeTa ........................................................................... 263
resUMo Do TÓPico 4 ............................................................................................... 265
aUToaTiViDaDe ......................................................................................................... 266
aVaLiaÇÃo .................................................................................................................. 267
referÊNcias ............................................................................................................. 269
 
GeOGrAFIA FíSICA x
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UNIDADE 1
INTRODUÇÃO À ASTRONOMIA
ObjETIvOS DE ApRENDIzAgEM
a partir do estudo desta unidade você estará apto(a) a:
	compreender como evoluiu o pensamento humano em relação ao 
conhecimento da origem da Terra e do Universo;
	conhecer as teorias científicas mais aceitas para explicar como 
surgiu o Universo;
	entender como se formaram as estrelas e de que maneira geram 
luz e calor;
	descobrir a origem dos buracos negros e sua função nas 
galáxias;
	entender o que são galáxias e de que são formadas;
	compreender quais são os principais astros do Sistema Solar e 
suas características;
	conhecer como se formou a Terra e os movimentos que determinam 
a vida nela existente.
TÓPico 1 – eVoLUÇÃo Do coNHeciMeNTo HUMaNo 
Na coMPreeNsÃo Do UNiVerso
TÓPico 2 – a oriGeM Do UNiVerso e a forMaÇÃo De 
esTreLas, BUracos NeGros e GaLÁXias
TÓPico 3 – o sisTeMa soLar
TÓPico 4 – PLaNeTa Terra: oriGeM, forMaÇÃo e 
MoViMeNTos
pLANO DE ESTUDOS
Esta unidade está dividida em 4 (quatro) tópicos. No final 
de cada um deles você encontrará atividades que o(a) ajudarão na 
apropriação dos estudos realizados.
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eVoLUÇÃo Do 
coNHeciMeNTo HUMaNo Na 
coMPreeNsÃo Do UNiVerso
1 iNTroDUÇÃo
TÓPico 1
UNiDaDe 1
Desde a mais remota antiguidade, o céu sempre fascinou o homem. este fascínio se 
intensificava na mesma proporção em que aumentava a consciência do homem acerca de sua 
presença na Terra.
Os agrupamentos humanos que deram início às primeiras civilizações conhecidas 
(egípcios, babilônios, chineses e assírios) passaram a observar os ciclos da natureza, uma 
vez que dela passaram a depender para o plantio e colheita de alimentos. 
A atenção destes primeiros observadores da natureza voltou-se para o céu, 
especificamente para os movimentos que faziam os astros visíveis a olho nu como Lua, Sol, 
planetas e estrelas. 
Desde Stonehenge, um templo primitivo de culto ao Sol e observatório solar localizado 
ao sul da Inglaterra, passando pelo vale da Mesopotâmia, egito e China, a humanidade tenta 
compreender os astros, seja com fins religiosos – já que eram vistos como deuses, seja como 
mapa de orientação, na elaboração de calendário, ou para prever as épocas favoráveis ao 
plantio e colheita. 
Como todas as ciências, a Astronomia ficou adormecida durante a Idade Média para 
ressurgir na renascença com Nicolau Copérnico, Galileu Galilei, Johannes Kepler e mais 
tarde Isaac Newton. 
No final do século XIX e início do século XX, edwin Huble e Albert einstein proporcionaram 
grande avanço na compreensão do universo. 
As viagens espaciais e a chegada do homem à Lua na década de 1960 abrem à 
UNIDADE 1TÓPICO 14
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humanidade um mundo de possibilidades. Com isso, prever em que lugar o homem poderia 
chegar, utilizando sua inteligência para explorar o desconhecido cosmos, ficaria praticamente 
impossível. 
Ao longo deste Tópico estudaremos a jornada da humanidade, desde os povos pré-
históricos até as viagens espaciais, bem como abordaremos as teorias mais recentes que 
procuram explicar a origem e a formação do Universo.
 
Bom estudo!!!
2 a coMPreesÃo Dos asTros 
Para os PoVos PrÉ-HisTÓricos
A Arqueoastronomia, ciência que pesquisa a Astronomia entre os povos primitivos, ao 
estudar os sítios megalíticos de Callanish, na escócia (2000 a.C.), rochas alinhadas de Carnac 
(2000 a.C.), na Bretanha, França, e os círculos concêntricos de Stonehenge, na Inglaterra, que 
datam de 3100 a 2075 a.C. (Figuras 1, 2 e 3 respectivamente), admitem que tais monumentos 
estavam relacionados à tentativa de compreender os astros pelos povos que os construíram. 
Se há dúvidas desta relação quanto aos sítios arqueológicos de Callanish e Carnac, 
sobram evidências no que se refere a Stonehenge. 
FIGUrA 1 – SíTIO MeGALíTICO De CALLANISH – eSCÓCIA
FONTe: Disponível em: <www.ufrgs.br/museudetopografia/fotos/Fotos_PDF/Historia_da_
Astronomia.pdf>. Acesso em: 2 abr. 2011.
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FIGUrA 2 – MeGALíTICOS ALINHADOS De CArNAC – BreTANHA, FrANÇA
FONTe: Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/rochas_de_Carnac#Alinhamentos_
megal.C3.ADticos>. Acesso em: 2 abr. 2011.
Os círculos concêntricos de Stonehenge foram construídos em três etapas diferentes, 
entre 3100 e 2075 a.C. Impressionam não apenas pelo tamanho dos blocos de aproximadamente 
5 metros de altura, com peso em torno de 25 toneladas, mas, principalmente, por terem sido 
construídos por povos primitivos que nem sequer haviam desenvolvido a escrita. 
FIGUrA 3 – CírCULOS MeGALíTICOS De STONeHeNGe – INGLATerrA
FONTe: Disponível em: <http://www.freemasons-freemasonry.com/stonehenge_
maconaria.html>. Acesso em: 2 abr. 2011.
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A princípio, as pesquisas concluíram que se tratava de um calendário para marcar o 
início do plantio e colheita. entretanto, nesta região, a estação de crescimento das plantas 
ocorre bem antes do solstício de verão e a colheita é feita muito antes do solstício de inverno, 
o que sugere que este monumento tinha também outras finalidades. Novas pesquisas sugerem 
que, além de calendário agrícola, este monumento tinha objetivos simultâneos de culto ao sol 
e observatório astronômico. 
Até os dias atuais, no dia 21 de junho, data do solstício de verão no Hemisfério Norte e 
dia 21 de dezembro, solstício de inverno, o Sol, ao nascer, ilumina a pedra principal do círculo 
interno, fato que comprova a tese de observatório solar. Porém, como o Sol era adorado como 
deus por povos antigos, este local era também utilizado para cerimônias de adoração ao astro 
rei.
 
Segundo o arqueólogo britânico Mike Parker Pearson e sua equipe, Stonehenge foi 
construída pelo povoado Durrington, formado por algumas dezenas de casas construídas entre 
2600 a.C. e 2500 a.C., situado em Durrington Walls, perto de Salisbury, considerada a maior 
aldeia neolítica do reino Unido. Tais evidências ocorrem devido ao fato de pesquisadores terem 
encontrado nas escavações, neste povoado, uma réplica de Stonehenge feita em madeira. 
O povo polinésio, vivendo nas ilhas do Pacífico, distantes umas das outras, tiveram que 
desenvolver técnicas de navegação orientando-se pelas estrelas. 
Os maias, na América Central, desenvolveram um complexo calendário no século IV 
a.C. (Figura 4) formado por círculos concêntricos que, interligados, sincronizam o calendário 
mais importante de 260 dias, com outro calendário chamado haab, de 365dias, com períodos 
mais longos. 
Pesquisas indicam que os maias tinham conhecimento dos movimentos não apenas 
do Sol, da Lua e de alguns planetas, mas acompanhavam também o movimento que a Via 
Láctea fazia no céu noturno ao longo dos anos e décadas.
Como se trata de um calendário que marca períodos longos, interpretações de alguns 
pesquisadores levaram a afirmar que este calendário termina em 21 de dezembro de 2012, 
dia do solstício de inverno no Hemisfério Norte. Tal afirmação levou muitos místicos a afirmar 
que o mundo terminará nesta data, tema que acabou virando filme de Hollywood.
Na hipótese de o calendário maia ter sido interpretado corretamente, seu fim em 
2012 não significa que os maias estavam prevendo o fim do mundo para esta época, mas 
provavelmente, como sugerem interpretações mais científicas, trata-se apenas do fim de uma 
era e início de uma nova.
entretanto, ainda de acordo com informações do sítio <http://www.nasa.gov/topics/
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earth/features/2012.html>, um artigo escrito por Gerardo Aldana, professor da Universidade da 
Califórnia (Santa Bárbara), publicado no livro Calendars and Years II: Astronomy and Time in 
the Ancient and Medieval World, sugere que as conversões aceitas atualmente, do calendário 
maia, podem estar erradas por um período entre 50 e 100 anos. Para o pesquisador, a falha 
estaria na veracidade dos documentos utilizados nos cálculos.
FIGUrA 4 – CALeNDÁrIO MAIA
FONTe: Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Calend%C3%A1rio_maia>. 
Acesso em: 2 abr. 2011.
3 o NasciMeNTo Da asTroNoMia
Vimos que os grupos humanos pré-históricos estabaleceram uma forte relação com os 
astros; entretanto, o desenvolvimento da Astronomia como ciência da observação dos astros 
é atribuída aos sumérios, povo que inventou a escrita conhecida como cuneiforme. 
A razão desse interesse pelo céu foi além da necessidade de elaboração de um calendário 
para prever a época das chuvas, chegada do frio e do calor – como forma de orientação. Os 
sumérios viam os astros como deuses que tinham o poder de determinar os destinos da vida 
humana. Os primeiros astrônomos eram, na realidade, sacerdotes de uma religião tentando 
compreender que desígnios os astros (deuses) previam para a vida humana na Terra. 
Na realidade, a astronomia surgiu como astrologia – hoje considerada uma pseudociência. 
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Na Antiguidade não havia distinção entre a obervação dos astros e o estudo de sua influência 
sobre a Terra e tudo que nela vive, especialmente sobre os destinos da vida humana.
Os sumérios foram o primeiro povo a dividir o céu em constelações, ligando com linhas 
imaginárias uma estrela a outra, desenhando figuras que tinham relação com suas crenças e 
seu cotidiano, com o propósito de memorizar com mais facilidade o pano de fundo por onde 
transitavam a Lua, o Sol e os planetas. 
É atribuída aos sumérios a divisão do círculo em 360º, e cada grau em 60 minutos, 
conhecimento que depois foi repassado aos babilônios, gregos e egípcios, chegando até 
nossos dias. 
Os sumérios criaram também o conceito de círculo zodiacal, ao perceber que o Sol, a 
Lua e os planetas faziam o mesmo percurso no céu, tendo como pano de fundo as mesmas 
constelações ao longo do ano, mudando de uma constelação para a outra, em média, a cada 
28 a 30 dias.
ATEN
ÇÃO!
A origem do termo “zodíaco ou círculo zodiacal” está no nome 
das constelações que servem de pano de fundo para a trajetória 
“aparente” do Sol. Praticamente todas possuem nomes de 
animais. Ex.: áries, touro, capricórnio, sagitário, peixes etc.
Apesar da substancial contribuição deste povo para o nascimento da Astronomia, seus 
conhecimentos chegaram aos babilônios, que deram os primeiros passos para transformar 
a Astronomia em ciência exata, através da introdução da matemática. Isso lhes possibilitou 
elaborar calendários mais precisos, determinar a duração das fases da Lua, os eclipses, a 
aparição de planetas etc. e muitos outros fenômenos. entretanto, os babilônios avançaram 
também no estudo da influência dos astros e constelações nos destinos da vida humana, 
tornando ainda mais inseparáveis a Astronomia e a Astrologia, ou astros e religiosidade. 
Durante o reinado de Nabonassar (747-733 a.C.) foram feitos registros sistemáticos das 
fases da Lua, bem como a periodicidade dos eclipses lunares e solares, além de fenômenos 
considerados estranhos para a época, como a aparição de cometas, estrelas supernovas etc. 
Tais registros foram encontrados em tábuas de argila preservadas, que faziam parte de uma 
antiga biblioteca da Babilônia, localizada a 70 km da atual cidade de Bagdá, no Iraque.
Os conhecimentos dos sumérios e babilônios sobre astrologia e astronomia chegaram 
aos egípcios que, sem acrescentar muito além dos conhecimentos que receberam, expandiram-
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ÇÃO!
Pitágoras foi o primeiro a chamar o céu visível numa noite 
estrelada de cosmos.
nos para o Ocidente. 
As observações astronômicas dos egípcios se concentraram no Sol, a quem 
consideravam um deus. Os egípcios, povo que viveu às margens do rio Nilo desde 3500 
a.C., possuíam registros precisos dos movimentos do Sol ao longo do ano, com as datas de 
solstícios e equinócios.
 
Observaram por exemplo, que à medida que se aproximava o inverno, o Sol nascia a 
cada dia um grau mais ao sul, até atingir sua declinação e distanciamento máximo no dia 21 
de dezembro, dia do solstício de inverno no Hemisfério Norte e de verão no Hemisfério Sul. 
entretanto, o Sol não começava a voltar para o norte no dia 22 de dezembro. Seu retorno 
começa no dia 25 de dezembro, quando nasce um grau ao norte, começando seu retorno no 
longo caminho de volta, até o dia 21 de junho, dia do solstício de verão no Hemisfério Norte.
 
No antigo egito o dia 25 de dezembro era festejado como o dia que o deus Sol renascia 
e começava seu retorno, trazendo de volta o renascimento da vida na primavera e o calor do 
verão.
 
este povo dependia basicamente das cheias do rio Nilo, que eram precisas e nunca 
falhavam; é esta, possivelmente, a principal razão que levou os egípcios a concentrar sua 
atenção apenas no Sol e na Lua, sem estender sua visão além das estrelas para compreender 
o que ali existia. 
Os chineses possuem registros de aproximadamente 700 a.C. da aparição de cometas 
e estrelas superbrilhantes, atualmente chamadas de supernovas.
 
entretanto, foram os gregos os responsáveis pelos maiores avanços na compreensão 
do mundo dos astros, superados somente pelos cientistas do renascimento (século XVI). 
Pitágoras (571-497 a.C.), grande sábio e gênio da antiguidade, criou a matemática e a 
ideia de que o cosmos era regido por leis matemáticas. Cunhou também a palavra Astronomia, 
que literalmente significa astro (estrela) e nomia (lei), ou seja, lei das estrelas. 
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Aristóteles (384-322 a.C.) introduziu o conceito de mecânica celeste ao defender a 
ideia do geocentrismo, colocando a Terra no centro do universo. O Sol, a Lua, os planetas e 
as estrelas giravam em torno da Terra, presos a gigantescas esferas de cristal.
 
Ao observar que todas as estrelas giravam em torno da estrela polar, Aristóteles afirmou 
que a Terra possuía um eixo em torno do qual tudo girava. Apesar desta ideia, hoje considerada 
estapafúrdia, Aristóteles explicou a origem dos eclipses, a esfericidade da Terra ao observar 
sua sombra sendo projetada na Lua durante os eclipses lunares. explicou também que as fases 
da Lua dependiam do quanto suaface iluminada estava voltada para a Terra.
 
Aristarco de Samos (310-230 a.C.) foi o único pensador da Antiguidade a colocar a 
Terra no seu devido lugar, ou seja, girando em torno do Sol (teoria heliocêntrica). entretanto, 
na época esta ideia foi abandonada por ser considerada absurda, tendo em vista que todos 
observavam o movimento do Sol, da Lua, das estrelas e dos planetas pelo céu ao longo do 
dia e dos anos.
 
Aristarco tentou calcular a distância da Terra ao Sol e à Lua e desenvolveu um método 
para estabelecer a distância proporcional. Mas o maior feito da Antiguidade em termos de 
observação astronômica foi, sem dúvida nenhuma, atribuído a eratóstenes (275-194 a.C.), não 
apenas por ter afirmado que a Terra era redonda, mas por conseguir calcular sua circunferência, 
chegando muito próximo do valor real.
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TAN
TE! �
Caro/a acadêmico/a!!! Você pode se perguntar: – Como é 
possível um grego, que viveu há 2.200 anos, não só saber que 
a Terra era redonda como conseguir calcular sua circunferência, 
se há pouco mais de 500 anos os europeus ainda tinham dúvidas 
quanto à esfericidade de nosso planeta?
Esta pergunta queremos que você mesmo(a), ao estudar o 
conteúdo deste caderno, responda. é muito importante você se 
aprofundar um pouco em pesquisas paralelas para compreender 
o que aconteceu durante a Idade Média, período em que este 
conhecimento acabou se perdendo. 
Como eratóstenes conseguiu calcular a circunferência da Terra?
 
Simples observação.
 
eratóstenes, diretor da biblioteca de Alexandria entre 240 e 194 a.C., observou que 
ao meio-dia do dia 21 de junho (solstício de verão no Hemisfério Norte) o Sol não estava no 
zênite na cidade de Alexandria. Notou que um bastão colocado sob o Sol, perpendicularmente, 
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projetava uma sombra de 7º. 
Percebeu também que na cidade de Siena, atualmente Assuã, distante 5.000 estádios 
(medida usada pelos gregos) de Alexandria, o Sol atingia o zênite ao meio-dia, no primeiro dia 
do verão (21 de junho), ao mesmo tempo em que a luz atingia o fundo de um poço, sem formar 
sombra em suas bordas, o que confirmava que o Sol incidia perpendicularmente em Siena, 
mas provocava uma sombra de 7 graus em Alexandria. esta diferença, segundo os cálculos 
de eratóstenes, não apenas confirmava a esfericidade da Terra, mas fornecia os dados para 
calcular o tamanho de sua circunferência. Sendo 7 graus 1/51 de 360º de uma circunferência, 
Siena deveria estar 1/51 da circunferência da Terra ao sul de Alexandria. A partir daí o cálculo 
ficou fácil, constituindo-se apenas de uma multiplicação, ou seja, 51 x 5.000 estádios (distância 
entre Siena e Alexandria).
Perdeu-se na história a correspondência precisa entre a medida dos antigos gregos, 
estádio, com nossa medida atual, quilômetro. A razão disso é que cada região da Grécia usava 
um padrão diferente para “estádio”, portanto não é possível saber com exatidão a que padrão 
de “estádio” eratóstenes se referia. entretanto, acredita-se, que um estádio corresponde entre 
1/5 a 1/6 de quilômetro, então os cálculos de eratóstenes chegaram muito próximos dos atuais 
40.075 km de circunferência medidos na linha do equador. 
NO
TA! �
Segundo o Dicionário Houaiss da Língua Portuguesa (HOUAISS, 
2009, p. 1974), ZÊNITE é:
substantivo masculino
1 Rubrica: astronomia.
ponto da esfera celeste diretamente oposto ao nadir, que se 
situa na vertical do observador, sobre a sua cabeça.
Não poderia ficar de fora, por ser considerado o pai da Astronomia, como ciência da 
observação das estrelas, o nome de Hiparco de Niceia (190-126 a.C.), sendo o responsável por 
separar a Astronomia de Astrologia. esta última foi refutada por Hiparco por considerar que não 
havia bases científicas, físicas e matemáticas, sobre a influência dos astros no comportamento 
humano ou em suas características psicológicas. 
A seguir transcrevemos a biografia desse importante astrônomo:
Hiparco de Niceia foi astrônomo e matemático grego da escola de Alexandria. Nascido 
em Niceia, na Bitínia, hoje Iznik, na Turquia, viveu em Alexandria, mas trabalhou sobretudo 
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em rodes (161-126 a.C.). Hoje é considerado o fundador da astronomia científica e também 
é chamado de pai da trigonometria por ter sido o pioneiro na elaboração de uma tabela 
trigonométrica, com valores de arcos e cordas para uma série de ângulos, utilizando a ideia 
pioneira de Hipsicles (180 a.C.), herdada dos babilônios, da divisão do círculo em 360 partes 
iguais (140 a.C.) e a divisão do grau em sessenta minutos de sessenta segundos. Viveu numa 
época posterior à Idade de Ouro da produção matemática daquela Universidade, atingida 
com euclides, Apolônio, eratóstenes e Arquimedes e que, a partir daí, entrou em declínio, 
mas foi um grande astrônomo, sem dúvida, e morreu em rodes. 
Além de produzir algo inovador como a tabela de cordas, considerada precursora das 
atuais tabelas trigonométricas, inventou um método para a resolução de triângulos esféricos. 
Na astronomia é considerado uma figura de transição entre a astronomia babilônica e a obra 
de Ptolomeu. Destacou-se pelo rigor de suas observações e segurança das conclusões a 
que chegou, descobertas fundamentais para a astronomia, rejeitou a teria heliocêntrica de 
Aristarco de Sámos e desprezou os ensinamentos da astrologia. 
Criticou a obra geográfica de eratóstenes e empregou rigorosos princípios matemáticos 
para a localização de pontos na superfície da Terra. entre suas contribuições na astronomia, 
citam-se a organização de dados empíricos derivados dos babilônicos, melhoramentos 
em constantes astronômicas importantes, tais como duração do dia e do ano, com uma 
aproximação de 6min 30s, elaboração do primeiro catálogo estelar da história com cerca 
de 850 estrelas, e a impressionante descoberta da precessão dos equinócios, o movimento 
cíclico ao longo da eclíptica, na direção oeste, causado pela ação do Sol e da Lua sobre a 
dilatação equatorial da Terra; e que tem um período de cerca de 26.000 anos. 
Inventou um dióptro especial que usou para medir com precisão as variações no 
diâmetro aparente do Sol e da Lua, e determinou as coordenadas celestes de cada uma 
delas, dividindo-as em seis magnitudes, de acordo com a luminosidade. Criou o primeiro 
astrolábio destinado a medir a distância de qualquer astro em relação ao horizonte (150 
a.C.). Criou o sistema de localização pelo cálculo de longitude e latitude e dividiu em zonas 
climáticas o mundo habitado então conhecido. Para a cartografia, criou um método de 
projeção estereográfica. 
FONTe: Adaptado de: <http://www.netsaber.com.br/biografias/ver_biografia_c_2256.html>. Acesso 
em: 25 mar. 2011.
4 a asTroNoMia Na iDaDe MÉDia
Cláudio Ptolomeu foi o primeiro grande astrônomo da era cristã (85 d.C. a 165 d.C.), 
confirmando definitivamente o modelo geocêntrico defendido por Aristóteles e por Hiparco de 
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5 a asTroNoMia No reNasciMeNTo 
Na Idade Média, por imposição do catolicismo, as ciências ficaram adormecidas. As 
poucas contribuições científicas, artísticas, filosóficas, literárias etc. vinham da própria Igreja 
ou de pessoas ligadas a ela.
entretanto, a partir de 1300 começou um movimento na europa, historicamente chamado 
de renascimento, em que pensadores, escritores, artistas, começaram a ressuscitar os 
conhecimentos da cultura greco-romana, que siginficava um retorno à valorização do homem 
e da natureza, oposto ao pensamento reinante imposto pela Igreja, que valorizava apenas o 
divino e o sobrenatural.
Niceia. Sua principal obra literária, o Almagesto,consiste em 13 volumes sobre Astronomia, 
reúne boa parte dos conhecimentos sobre os astros desde os sumérios, babilônios, egípcios, 
e, principalmente, o legado deixado pelos gregos, cujos dados e equações desenvolvidas 
permitiram, a Ptolomeu e a todos os astrônomos que o sucederam até o surgimento dos 
astrônomos e físicos do renascimento, calcular com precisão os movimentos dos planetas, 
utilizando uma representação geomética do Sistema Solar em círculos e epicírculos. 
Não à toa, a Idade Média foi chamada de Idade das Trevas, da escuridão, devido ao 
domínio da Igreja Católica impondo o fanatismo, instaurando a inquisição e proibindo qualquer 
pesquisa científica.
 
Os poucos que se atreviam a fazer qualquer tipo de pesquisa o faziam escondidos, 
com medo de serem tachados de bruxos ou bruxas e terem como destino certo as fogueiras 
da inquisição: muitas mentes brilhantes do passado foram queimadas vivas, ou mortas, antes 
de acenderem a fogueira, quando se “arrependiam” de seus supostos pecados.
IMP
OR
TAN
TE! �
Caro/a acadêmico/a, pesquise na biblioteca do seu Polo, na 
internet etc., o que foi o Renascimento e a inquisição, para 
compreender melhor este importante período histórico da 
Europa, cujos acontecimentos tiveram consequências em toda 
a civilização ocidental refletindo-se até nossos dias. 
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 Nicolau Copérnico (1473-1543) defendia a teoria heliocêntrica, sendo o responsável 
por resgatar esta ideia e o primeiro a elaborar um modelo de mecânica celeste tendo o Sol no 
centro do sistema. entretanto, seus cálculos que explicavam a mecânica celeste do Sistema 
Solar foram corrigidos por astrônomos como Tycho Brahe (1446-1601), Johannes Keppler 
(1571-1630), que não apenas endoçaram a teoria heliocêntrica como apresentaram cálculos 
precisos sobre as órbitas planetárias. 
 Copérnico forneceu uma explicação clara do porquê da ocorrência de solstícios e 
equinócios. esclareceu igualmente a causa das estações do ano, que tinham relação com a 
inclinação do eixo terrestre e o movimento de translação que a Terra faz ao redor do Sol.
Apesar de considerar o Sol o centro do Sistema Solar, não acreditava que fosse o centro 
do Universo que, para Copérnico, era infinito; entretanto estaria muito próximo do centro. 
Ainda durante o renascimento, Giordano Bruno (1548-1600), teólogo, filósofo, frade 
dominicano, afirmava que o universo era infinito e que a Terra e os demais planetas giravam 
em torno do Sol. 
Giordano era um contestador, questionando inclusive a Santíssima Trindade e a 
virgindade de Maria, afirmações estas que o levaram a julgamento pelos tribunais da inquisição 
e condenação à fogueira, sendo queimado vivo sem nenhuma misericórdia.
 
em oposição à teoria heliocêntrica, os partidários de Aristóteles e Cláudio Ptolomeu 
defendiam a teoria geocêntrica, que contava com o apoio da cúpula da Igreja, que não admitia 
que a Terra, criada por Deus, não estivesse localizada no centro do Universo.
entretanto, todas estas ideias eram baseadas em cálculos matemáticos e conjecturas 
filosóficas. Ninguém jamais havia comprovado com os próprios olhos que a Terra se movimentava 
no espaço em torno do Sol, que a Lua possuía crateras, que Vênus tinha fases, que Saturno 
possuía anéis e que alguém já havia visto as quatro luas de Júpiter, uma vez que nada disso 
é visível a olho nu. 
este legado devemos a Galileu Galilei (1564-1642), que, em 1610, ao descobrir que era 
possível ampliar a visão humana utilizando um tubo e duas lentes, inventou a primeira luneta 
da História. Com esse invento juntou provas que comprovaram o heliocentrismo. 
Galileu, além de astrônomo, era físico. Desenvolveu estudos sobre os movimentos 
do pêndulo; o movimento uniformemente acelerado, descobriu ainda a Lei dos Corpos, que 
serviram de base para o desenvolvimento das três leis da mecânica celeste, desenvolvidas por 
Isaac Newton (1643-1727), que descobriu também a Lei da Gravitação Universal, consagrando 
definitivamente o modelo heliocêntrico.
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A Leis de Newton, como ficaram conhecidas são as seguintes:
i. Lei da inércia: todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento 
uniforme em uma linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças 
aplicadas sobre ele.
ii. Lei do Princípio fundamental da Dinâmica: a mudança de movimento é proporcional 
à força motora imprimida, e é produzida na direção de linha reta na qual aquela força é 
impressa.
iii. Lei da ação e reação: a toda ação há sempre uma reação oposta e de igual 
intensidade: ou as ações mútuas de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e dirigidas 
em direções opostas.
Desde o modelo da Mecânica Celeste desenvolvido por Nicolau Copérnico (1473-
1543) e aperfeiçoado por Tycho Brahe (1446-1601) e Johannes Keppler (1571-1630), era 
sabido que os planetas e a Lua cumpriam órbitas em torno de astros maiores; entretanto não 
conseguiram explicar que forças mantinham os corpos celestes presos em suas órbitas, sem 
que se tornassem astros errantes flutuando no espaço infinito.
 
Coube a Isaac Newton (1643-1727) desvendar este mistério da natureza dos astros, 
ao descobrir a Lei da Gravitação Universal, afirmando que: dois objetos se atraem em função 
da sua massa e da distância existente entre eles.
 
É a gravidade que mantém o Universo unido e que impede que a Terra perca sua 
atmosfera, que a Lua se afaste da Terra e estas do Sol. Na realidade devemos a formação do 
Universo, estrelas, galáxias e, por consequência, da Terra, à Lei da Gravidade. Sem gravidade 
as primeiras partículas de hidrogênio não teriam se atraído para formar as primeiras nebulosas 
e dar origem às estrelas. Da mesma forma que planetas ou satélites não teriam se formado. 
(SILVA, 2002).
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UTU
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Prezado/a acadêmico/a!!! Ainda nesta unidade estudaremos 
sobre a origem e formação do Universo e das estrelas.
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6 as Bases Da MoDerNa asTroNoMia
A partir de Galileu todo esforço dos astrônomos se concentrou em aperfeiçoar as 
lunetas de observação direta (Figura 5), feitas com lentes de aumento. entretanto, as lunetas 
mostraram-se limitadas para ampliação das imagens, levando à invenção do telescópio, em 
que a imagem é captada por um espelho, refletor, posicionado no fundo de um tubo (Figura 6) 
e refletida para um segundo espelho.
 
Atualmente as imagens captadas pelo telescópio Hubble (Figura 7), posicionado em 
órbita da Terra, são transferidas para a tela de computadores.
FIGUrA 5 – LUNeTA De GALILeU GALILeI
FONTe: Disponível em: <http://viajeaqui.abril.com.br/national-
geographic/edicao-112/fotos/telescopios-gigantes-480047.
shtml?foto=3pe>. Acesso em: 27 mar. 2011
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FIGUrA 6 – TeLeSCÓPIO De USO PArTICULAr, UTILIZADO POr 
ASTrÔNOMOS AMADOreS
FONTe: Disponível em: <http:/otelescopio.blogspot.com/2006_04_01_
archive.html>. Acesso em: 27 mar. 2011.
FIGUrA 7 – TeLeSCÓPIO HUBBLe
FONTe: Disponível em: <http://www.nasa.gov/>. Acesso em: 27 mar. 2011.
Mesmo após a construção dos primeiros telescópios e da sua aplicação na Astronomia 
por Galileu, o Sistema Solar continuou a ser o único objeto de estudo dos astrônomos, como 
pode ser verificado pelas pesquisas e publicações de Copérnico, Kepler, Galileu e, mais tarde, 
Isaac Newton.
entretanto, a partir do século XVIII, muitos astrônomos começaram a perceber e fazer 
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registros da localização de astros difusos e de grande extensão,que chamaram de nebulosas, 
pois não era possível identificar estrelas em seu meio. 
No campo da Astronomia, o século XVIII foi marcado pelo trabalho de Charles Messier 
(1730-1818), um astrônomo caçador de cometas que passou a dedicar-se a localizar entre 
as constelações a presença de nebulosas, desenvolvendo um catálogo que ficou conhecido 
como Catálogo Messier, publicado em 1871.
A potência dos telescópios não permitia identificar detalhes destas nebulosas, apenas 
formatos. Muitos aglomerados de estrelas distantes, que não podiam ser individualizados, 
foram genericamente classificados como nebulosas. 
entretanto, apesar do trabalho minucioso de Messier em catalogar as nebulosas e 
aglomerados estelares, nenhum astrônomo admitia que tais nebulosas estivessem fora da 
nossa galáxia. 
É atribuída a emmanuel Kant (1724-1804), filósofo alemão influenciado por astrônomos 
de sua época, a ideia de que algumas nebulosas poderiam estar localizadas fora da Via Láctea, 
chegando a sugerir que seriam sistemas estelares ilhas, semelhantes à Via Láctea. 
A dificuldade para definir corretamente a localização das nebulosas estava na inexistência 
de um método para calcular as distâncias no Universo; portanto não era possível afirmar se as 
nebulosas faziam parte da Via Láctea ou situavam-se fora dela. 
 A partir de 1900, com o desenvolvimento da fotografia e de seu uso para registrar 
as imagens captadas pelas lentes dos potentes telescópios, como o de Monte Wilson, com 
diâmetro de 2,5 m, estas dificuldades começaram a ser sanadas. 
em 1908 astrônomos já haviam catalogado mais de 14.000 nebulosas, porém não 
sabiam explicar sua verdadeira natureza. Na época, estas questões levaram a embates 
científicos, levando dois importantes astrônomos a travarem uma discussão sobre a natureza 
das nebulosas e sua localização.
 
De um lado Herber Doust Curtis (1872-1942), do observatório Lick (eUA), defendendo 
a ideia de que as nebulosas em formato de espirais constituíam corpos fora da nossa galáxia, 
formando universos ilhas e, de outro, Harlow Shapley (1885-1972), do observatório Monte 
Wilson (eUA), afirmava que estas nebulosas eram objetos localizados dentro da Via Láctea. 
em 1920 estes dois astrônomos se enfrentaram num debate na Academia Nacional de Ciências 
dos eUA. entretanto, o embate não foi resolvido.
esta polêmica científica foi esclarecida apenas pelo astrônomo que deu nome ao telescópio 
espacial Hubble, ou seja, edwin Powell Hubble (1889-1953). (NIGeL; HeATHer, 2009).
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Caro/a acadêmico/a! Você pode se perguntar: – Com tantos 
astrônomos importantes que existiram desde o Renascimento 
até a construção do Telescópio espacial, por que a Nasa teria 
escolhido Edwin Hubble para homenagear, no momento de dar 
um passo importante na descoberta do cosmos?
A resposta para esta pergunta você descobrirá em seguida.
7 as DescoBerTas QUe LeVaraM 
À Teoria Do BIG BANG
edwin Hubble revolucionou a Astronomia e a visão do Universo, surpreendendo inclusive 
o gênio da física, Albert einstein. Suas descobertas ocorreram a partir do estudo de um tipo 
especial de estrelas chamadas variáveis cefeídas. As cefeídas são estrelas que possuem 
alteração do brilho, ou seja, diminuindo e aumentando de forma alternada e constante.
Hubble cronometrou o tempo entre os picos de brilho destas estrelas que, calculados com 
a velocidade da luz, fornecia a distância de que tais corpos celestes se encontram da Terra. 
entretanto, as estrelas cefeídas até então estudadas estavam localizadas dentro da 
Via Láctea. Porém, quando Hubble passou a estudar as cefeídas da conhecida nebulosa de 
Andrômeda, registrada pelo catálogo Messier como M31, teve uma grande surpresa.
Ao calcular as distâncias que as cefeídas de Andrômeda estavam da Terra, ele chegou 
a um cálculo de 2,5 milhões de anos-luz, sendo que a Via Láctea possui em sua extensão 
maior um diâmetro de 100 mil anos-luz. 
esse dado provou que Andrômeda não era uma nebulosa localizada dentro da nossa 
Galáxia, mas tratava-se de uma galáxia semelhante à Via Láctea, distante 2,5 milhões de 
anos-luz.
ATEN
ÇÃO!
O ano-luz é uma medida, utilizada pelos astrônomos para calcular 
as distâncias astronômicas, que corresponde ao tempo que a luz, 
que possui velocidade conhecida de 300 mil km/s, percorre durante 
um ano. Esse cálculo chega a mais de 9 trilhões de km.
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A constatação de que todas aquelas “nebulosas” tratavam-se, na realidade, de outras 
galáxias ampliou o tamanho do universo para muito além da imaginação humana e da 
capacidade dos telescópios disponíveis para ver ainda mais longe. 
entretanto, uma nova descoberta de edwin Hubble deixou a todos ainda mais perplexos, 
principalmente Albert einstein. Desde a descoberta de que o Universo é formado por milhões 
ou bilhões de galáxias, cada uma delas contendo em torno de 100 a 200 bilhões de estrelas 
ou sóis, passou a dominar a ideia de que o universo era infinito e eterno, não teve começo e 
muito provavelmente não teria fim.
A convicção nesta ideia era tão forte que einstein, ao desenvolver a fórmula da 
relatividade: e = mc², percebeu que esta não se adequava a um universo estático e infinito, 
mas, sim, a um universo em expansão. Por esta razão o gênio da física desenvolveu uma 
fórmula complementar que acrescentou em sua fórmula principal.
O estudo das estrelas variáveis cefeídas em diferentes galáxias, levou edwin Hubble 
a descobrir não apenas uma maneira de calcular as distâncias entre galáxias, mas de que 
elas estavam se distanciando umas das outras a uma grande velocidade, ou seja, o universo 
estava se expandindo. 
entretanto, esta descoberta levou os astrônomos a formular outras perguntas do tipo: 
estando o universo em expansão tudo teria partido de um ponto? O universo teve um começo, 
um nascimento? Como ocorreu o nascimento do universo?
UNI
Você pode se perguntar: – Como Hubble conseguiu provar que 
as galáxias se afastavam umas das outras?
 esta grande descoberta foi possível devido a um fato já conhecido na época. Quando 
um carro em movimento está se aproximando de nós, emite radiação de luz azulada; já quando 
se afasta, sua luminosidade tende para o vermelho. A cor do brilho de todas as galáxias 
observadas por Hubble possuía um desvio muito acentuado para o vermelho, o que significava 
que as galáxias estavam se afastando simultaneamente, o que dava a ideia de um Universo 
em crescimento.
 
Astrônomos do mundo inteiro que acreditavam na ideia de um universo estático, infinito 
e eterno levaram um choque, pois todos os estudos até então consideravam a premissa da 
imutabilidade do Universo; entretanto, aquelas galáxias se afastando umas das outras lhes 
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tirou as bases em que apoiavam suas convicções científicas. 
Após esta descoberta, Albert einstein retirou a variável que havia acrescentado à sua 
fórmula para adaptá-la a um Universo estático, voltando a ser como foi concebida inicialmente, 
ou seja: e = mc².
A ideia de que o Universo estava se expandindo foi proposta pela primeira vez em 1927 
pelo padre católico, astrônomo e físico belga, George Lamaitre (1894-1966), afirmando que o 
Universo havia nascido de um átomo primordial, que, após uma grande explosão, começou a 
se expandir criando o espaço e o tempo.
 
entretanto, uma teoria científica necessita ser comprovada com elementos físicos, 
químicos, matemáticos etc., aceitos pela comunidade científica internacional. em 1948 o 
astrofísico russo, naturalizado nos estados Unidos, chamado George Gamow (1904-1968),sugeriu que os níveis atuais de hidrogênio e hélio existentes no universo poderiam ser 
explicados por reações que ocorreram no início do universo, durante o Big Bang. Gamow, forte 
defensor dessa teoria, afirmava que havia uma radiação de fundo em forma de micro-ondas 
cósmicas, resultado do eco do Big Bang, chegando a fazer uma estimativa da intensidade 
desta radiação. 
A existência da radiação de fundo na forma de micro-ondas foi comprovada em 1955 
por Arno Allan Penzias (nascido em Munique/Alemanha, em 26/04/1933) e robert Woodrow 
Wilson (nascido em Houston/eUA, em 10/01/1936), confirmando assim a teoria do Universo 
inflacionário, ou da forma como foi proposto e ficou popularmente.
O uso do termo Big Bang foi utilizado pela primeira vez em 1949 pelo astrônomo britânico 
Fred Hoyle (1915-2001), durante um programa de rádio. (SILK, 1985).
8 as MoDerNas TecNoLoGias 
De oBserVaÇÃo Do UNiVerso
Na atualidade há diferentes formas de se observar o Universo, sendo a mais comum 
e conhecida a observação direta através de telescópios que captam as ondas visíveis de luz. 
No entanto, a visão humana é limitada, não conseguindo enxergar outros comprimentos de 
ondas eletromagnéticas emitidas por corpos celestes como as ondas de rádio, micro-ondas, 
infravermelho, ultravioleta, raios x etc. (Figura 8).
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FIGUrA 8 – COMPrIMeNTO De ONDAS eLeTrOMAGNÉTICAS
FONTe: Disponível em: <http://www.ocaduceu.com.br/web/?p=220>. Acesso em: 2 abr. 2011.
O telescópio espacial Hubble (Figura 7) é o instrumento mais moderno e versátil da 
atualidade para observar o universo através da luz visível e infravermelha, uma vez que, 
colocado em órbita da Terra, transformou-se em satélite artificial. este enorme empreendimento 
permitiu à humanidade dar um grande salto na compreensão do Universo. ele foi lançado pela 
Agência espacial dos eUA – NASA, em 24 de abril de 1990, a bordo de um foguete que o 
colocou na órbita previamente planejada. 
O Prof. renato Las Casas escreve no site do observatório da UFMG os dados referentes 
a esta maravilha da Astronomia:
 A "potência" de um telescópio está na quantidade de luz que ele pode receber 
instantaneamente de um objeto. Quanto maior o diâmetro de um telescópio, 
maior a sua "potência". O Hubble é um telescópio refletor (seu elemento óptico 
principal é um espelho) com 2,4 metros de diâmetro. Se fosse um telescópio 
de solo ele seria considerado de porte médio. (Os 2 maiores telescópios do 
mundo estão no observatório de Mauna Kea no Havaí e têm 10 metros de 
diâmetro cada. existem 28 telescópios maiores que o Hubble, espalhados pelo 
mundo, em funcionamento.) Mais que um telescópio, o Hubble é um verdadeiro 
observatório espacial, contendo instrumentação necessária a vários tipos de 
observação. (Contém 3 câmeras, 1 detector astrométrico e 2 espectrógrafos). 
Além de fotografar os objetos e medir com grande precisão suas posições, 
o Hubble é capaz de "dissecar" em detalhes a luz que vem deles. O Hubble 
está em uma órbita baixa, a 600 km da superfície da Terra e gasta apenas 95 
minutos para dar uma volta completa em torno de nosso planeta. A energia 
necessária para o seu funcionamento é coletada por 2 painéis solares de 2,4 
x 12,1 metros cada. A sua massa é de 11.600 kg. (LAS CASAS, 1998). 
Qual a necessidade de colocar um telescópio orbitando a Terra se os telescópios 
construídos no alto de montanhas são mais potentes? O telescópio do monte Palomar, maior 
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do mundo, possui um espelho refletor de 9 (nove metros). 
A limitação da visibilidade dos telescópios terrestres está na atmosfera, que desvirtua 
as imagens do cosmos, perdendo a nitidez.
Segundo informações da NASA, o espelho refletor do Hubble de apenas 2,4 metros de 
diâmetro é compensado pela ausência de atmosfera, permitindo a astrônomos e astrofísicos 
fotografar imagens de 10 bilhões de anos-luz distantes da Terra, o que significa fotografar as 
primeiras galáxias se formando. 
ATEN
ÇÃO!
Caro/a acadêmico/a!!! Muito provavelmente você deve se 
perguntar: – Como é possível ver o Universo e as primeiras 
galáxias se formando, olhando através do telescópio Hubble?
Muito simples. O Hubble possui tecnologia para medir a distância 
que cada astro observado está da Terra, em anos-luz. Por 
exemplo, se uma galáxia está a 5 bilhões de anos-luz, significa 
que a luz emitida por ela levou 5 bilhões de anos-luz para chegar 
até nós, desta forma os astrônomos não estarão fotografando 
uma imagem recente da galáxia e sim de 5 bilhões de anos atrás. 
Portanto, observar uma galáxia distante 10 bilhões de anos é o 
mesmo que ver o Universo se formando.
O Hubble possui tecnologia também para captar as ondas infravermelhas, ou ondas de 
calor de galáxias, estrelas e planetas, ou seja, esta tecnologia permite identificar corpos que 
não emitem luz, como planetas distantes e buracos negros. 
Outra forma de observar o universo é através dos radiotelescópios, cuja função é captar 
as ondas de rádio emitidas por estrelas e galáxias distantes, ecos do Big Bang e até uma 
possível comunicação com civilizações extraterrestres. 
É possível ao radiotelescópio detectar também fonte de radiação térmica de corpos que 
não emitem luz, bem como medir de forma indireta a temperatura de fontes distantes como as 
estrelas, utilizando as ondas de rádio do espectro eletromagnético.
Há também um tipo de radiação detectável por radiotelescópios que é a chamada 
radiação síncrotron produzida por cargas elétricas, geralmente elétrons, acelerados por campos 
magnéticos presentes na Galáxia, manchas solares e magnetosferas planetárias.
 
Dois dos maiores e mais modernos radiotelescópios são, na realidade, um conjunto 
de antenas que atuam conjuntamente, como se fossem uma só. Um está localizado no Novo 
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México, conhecido como Very Large Array – VLA (Conjunto muito grande de Antenas) com 27 
radiotelescópios, tem uma separação máxima de 36 km. O outro é o Very Longe Baseline Array, 
com 10 radiotelescópios espalhados entre o Havaí e Porto rico – atingindo máxima separação 
de 8.600 km, aproximadamente, o que corresponde a 3/4 do diâmetro da Terra.
FIGUrA 9 – CONJUNTO De rADIOTeLeSCÓPIOS (VLA), NOVO MÉXICO/eUA
FONTe: Disponível em: <http://cienciahoje.uol.com.br>. Acesso em: 2 abr. 2011. 
A índia, um dos países emergentes chamados BrICs (Brasil; rússia; índia; China) tem 
desenvolvido com muita eficiência a tecnologia de radiotelescópios, construindo antenas mais 
leves e mais baratas com a mesma eficiência que as antenas norte-americanas.
9 raDioTeLescÓPio BrasiLeiro
Segundo Fábio de Castro – Agência Fapesp: 
O radiotelescópio brasileiro é operado pelo Centro de radioastronomia e 
Astrofísica Mackenzie (Craam), da escola de engenharia da Universidade 
Presbiteriana Mackenzie, em cooperação com o Instituto Nacional de Pes-
quisas espaciais (Inpe), por meio de um convênio entre a Agência espacial 
Brasileira (AeB) e a NASA.
Localizado no município de eusébio (Ce), o instrumento é o único do gênero 
no país e integra o rádio Observatório espacial do Nordeste (roen). A antena 
faz parte de uma rede internacional com mais 30 grandes radiotelescópios 
concentrados principalmente na europa, estados Unidos, Japão, rússia, 
Austrália e África do Sul.
A rede, que conta com antenas semelhantes em diversos continentes, é res-
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10 Teorias soBre a oriGeM Do UNiVerso
As modernas tecnologias são novas janelas que se abrem, permitindo à humanidade 
ver mais longe e compreender como se formou e qual o destino deste Universo do qual faz 
parte.
Muitosse perguntam: por que países desenvolvidos e em desenvolvimento destinam 
vultosas quantias de dinheiro para colocar um telescópio em órbita da Terra, instalar enormes 
antenas parabólicas em um deserto, quando milhares ou milhões sofrem da falta dos recursos 
mais básicos de sobrevivência?
A resposta está na necessidade do homem de procurar a sua origem, seja esta qual for 
para descobrir a verdadeira razão de ser de sua existência na Terra. esta pergunta persegue 
a humanidade desde que as primeiras tribos humanas evoluíram para um estado superior de 
consciência, quando passaram a sentir-se diferentes dos animais à sua volta e se perguntaram 
quem eram e o que estavam fazendo ali.
Tudo que a inteligência dos primeiros humanos não compreendia, pela razão e pela 
lógica, era atribuído ao sobrenatural, aos deuses; assim surgiram as crenças e mitos, como 
foram os deuses do Olimpo a quem sempre se referiam os gregos para justificar raios, trovões, 
tempestades etc. 
 
Semelhantes aos gregos, muitas tribos do passado criaram seus sistemas de crenças 
para explicar a origem do mundo. Assim surgiram os diferentes e variados cultos religiosos 
espalhados pelo mundo, desde os africanos, passando pela índia, egito antigo, China, antigas 
civilizações das Américas, povos árabes, europeus – enfim, sem exceção, cada povo se 
apropriava de uma divindade a quem atribuía a criação do mundo.
 
Na atualidade não é diferente. O mundo está dividido em religiões que se formaram 
nas crenças das primeiras tribos que surgiram sobre a Terra, cada uma defendendo a sua 
“verdade” sobre a origem de tudo quanto existe.
Poderíamos apresentar estas diferentes teorias religiosas, como a budista, muçulmana, 
judaico-cristã, as hindus etc., entretanto, apesar de deixarmos claro nosso respeito a todas as 
manifestações religiosas, vamos tratar neste Caderno de estudos sobre a teoria científica e 
as descobertas da ciência para explicar a origem e formação do Universo.
ponsável por serviços estratégicos como a calibração dos satélites GPS.
FONTe: Disponível em: <http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.
php?artigo=radiotelescopio-brasileiro&id=010175110221>. Acesso em: 21 fev. 2011.
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No próximo tópico estudaremos sobre o Big Bang, a formação das primeiras estrelas 
e galáxias. Compreenderemos o que são e como se formaram os buracos negros e a mais 
recente descoberta da ciência: a matéria escura. 
Vamos juntos fazer esta viagem pelo Universo?
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resUMo Do TÓPico 1
Nesta unidade você estudou que:
	Sítios como os de Callanish, na escócia (2000 a.C.), rochas alinhadas de Carnac (2000 a.C.), 
na Bretanha, França, e os círculos concêntricos de Stonehenge, na Inglaterra, que datam 
de 3100 a 2075 a.C., consistem em evidências de que povos pré-históricos diariamente já 
tentavam compreender a dinâmica dos astros pelo céu. 
	Na realidade a astronomia surgiu como astrologia, hoje considerada uma pseudociência. 
Mas na antiguidade não havia distinção entre a obervação dos astros e o estudo de sua 
influência sobre a Terra e tudo que nela vive.
	Os sumérios foram o primeiro povo a dividir o céu em constelações, ligando com linhas 
imaginárias uma estrela a outra, desenhando figuras que tinham relação com suas crenças 
e cotidiano, com o propósito de memorizar com mais facilidade o pano de fundo por onde 
transitavam a Lua, o Sol e os planetas. 
	 Apesar de a Astronomia ter surgido entre os sumérios na forma de Astrologia, foram os 
babilônios que fizeram registros considerados científicos, baseados na matemática.
	Os conhecimentos acumulados por sumérios e babilônios foi repassado aos egípcios que, 
sem acrescentar muito, dedicaram-se mais ao estudo dos movimentos do Sol e da Lua, e 
os repassaram aos gregos. 
	A Grécia antiga deu um enorme avanço à Astronomia através das contribuições de Pitágoras, 
Aristarco de Samos, Aristóteles, eratóstenes, Hiparco de Niceia entre outros, mas foi de 
eratóstenes a maior façanha da Antiguidade: não apenas afirmava que a Terra era redonda, 
como conseguiu calcular sua circunferência, chegando muito próximo da realidade, medida 
atualmente com satélites artificiais de alta precisão.
	Hiparco de Niceia (190-126 a.C.) foi o homem responsável por separar a Astronomia da 
Astrologia. A partir de Hiparco a Astronomia passou a ser considerada na História como 
ciência pura.
	 Cláudio Ptolomeu foi o primeiro grande astrônomo da era cristã (85 d.C. a 165 d.C.), 
confirmando definitivamente o modelo geocêntrico defendido por Aristóteles e por Hiparco de 
Niceia. Sua principal obra literária, o Almagesto, consiste de 13 volumes sobre Astronomia, e 
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reúne boa parte dos conhecimentos sobre os astros desde os sumérios, babilônios, egípcios, 
mas, principalmente, o legado deixado pelos gregos, cujos dados e equações desenvolvidas 
permitiram a Ptolomeu e a todos os astrônomos que o sucederam, até o surgimento dos 
astrônomos e físicos do renascimento, calcular com precisão os movimentos dos planetas, 
utilizando uma representação geomética do Sistema Solar em círculos e epicírculos.
 
	Nicolau Copérnico (1473-1543) defendia a teoria heliocêntrica. entretanto, seus cálculos 
que explicavam a mecânica celeste do Sistema Solar foram corrigidos por astrônomos como 
Tycho Brahe (1446-1601) e Johannes Keppler (1571-1630), que não apenas endossaram a 
teoria heliocêntrica como apresentaram cálculos precisos sobre as órbitas planetárias. 
	 Apesar de Copérnico considerar o Sol o centro do Sistema Solar, não acreditava que 
fosse o centro do Universo, pois, para ele, era infinito. entretanto, estaria muito próximo do 
centro. 
	em 1610 Galileu Galilei, ao inventar a luneta, coloca o Sol no seu devido lugar, o centro do 
sistema, descobrindo as fases de Vênus, as luas de Júpiter etc., abrindo uma nova era de 
descobertas da humanidade sobre o cosmos. 
	 Desde o modelo da Mecânica Celeste desenvolvido por Nicolau Copérnico (1473-1543) 
e aperfeiçoado por Tycho Brahe (1446-1601) e Johannes Keppler (1571-1630), sabia-se 
que os planetas e a Lua cumpriam órbitas em torno de astros maiores; entretanto, não 
conseguiram explicar que forças mantinham os corpos celestes presos em suas órbitas, 
sem que se tornassem astros errantes flutuando no espaço infinito.
	Coube a Isaac Newton (1643-1727) desvendar este mistério da natureza dos astros, ao 
descobrir a Lei da Gravitação Universal, afirmando que: dois objetos se atraem em função 
de sua massa e da distância existente entre eles.
	É a gravidade que mantém o Universo unido, que impede que a Terra perca sua atmosfera, 
que a Lua se afaste da Terra e estas do Sol.
	No campo da Astronomia o século XVIII foi marcado pelo trabalho de Charles Messier (1730-
1818), um astrônomo caçador de cometas que passou a se dedicar em localizar, entre as 
constelações, a presença de nebulosas, desenvolvendo um catálogo que ficou conhecido 
como Catálogo Messier, publicado em 1871.
	 Desde as descobertas das nebulosas por Charles Messier, passou a existir um debate 
entre astrônomos, sobre sua localização e constituição. De um lado, pesquisadores que 
consideravam as nebulosas apenas nuvens de gases, localizadas dentro da Via Láctea, 
e do outro lado, aqueles que defendiam a ideia de que estas nebulosas eram universos 
estelares ilhas, semelhantes à Via Láctea.
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	 edwin Hubble desvendou este mistério descobrindo um meio de calcular as distâncias 
astronômicas, utilizando como referência