O século XVII foi um período muito favorável para as ciências, com avanços nos campos da física, matemática, química e ciências naturais. No espaço de um século, vários planetas e luas foram observados pela primeira vez, modelos precisos foram feitos para prever os movimentos dos planetas e a lei da gravitação universal foi concebida.
No meio disso, o nome de Christiaan Huygens se destaca entre os demais. Como um dos cientistas proeminentes de sua época, ele foi essencial no desenvolvimento de relógios, mecânica e óptica. E no campo da astronomia, ele descobriu os Anéis de Saturno e sua maior lua - Titã. Graças a Huygens, gerações subsequentes de astrônomos foram inspiradas a explorar o Sistema Solar externo, levando à descoberta de outras luas da Crônia, Urano e Netuno no século seguinte.
Vida pregressa:
Christiaan Huygens nasceu em Haia em 14 de abril de 1629, em uma família holandesa rica e influente. Christiaan foi o segundo filho de Constantijn Huygens e Suzanna van Baerle, que nomearam Christiaan em homenagem a seu avô paterno. Constantijn - um famoso poeta, compositor e consultor da Casa de Orange - era amigo de muitos filósofos contemporâneos, incluindo Galileu Galilei, Marin Mersenne e René Descartes.
As conexões e afiliações pessoais de seu pai permitiram que Christiaan recebesse uma educação abrangente em artes e ciências e o colocou no caminho de se tornar um inventor e astrônomo. Até os dezesseis anos, Christiaan foi educado em casa e recebeu uma educação liberal, estudando idiomas, música, história, geografia, matemática, lógica, retórica e também dança, esgrima e passeios a cavalo.
Educação:
Em 1645, Christiaan foi enviado para estudar direito e matemática na Universidade de Leiden, no sul da Holanda. Depois de dois anos, Huygens continuou seus estudos no recém-fundado College of Orange, em Breda, onde seu pai era curador até se formar em 1649. Enquanto seu pai esperava que ele fosse diplomata, o interesse de Christiaan em matemática e as ciências eram evidentes.
Em 1654, Huygens retornou à casa de seu pai em Haia e começou a se dedicar inteiramente à pesquisa. Muito disso aconteceu em outra casa que sua família possuía na cidade vizinha de Hofwijck, onde ele passou a maior parte do verão. Huygens desenvolveu uma ampla gama de correspondentes nessa época, incluindo Mersenne e o círculo de acadêmicos com quem se cercara em Paris.
Em 1655, Huygens começou a visitar Paris em várias ocasiões e participou de debates promovidos pela Academia Montmor - que havia assumido o círculo de Mersenne após sua morte em 1648. Enquanto estava na Academia Montmor, Huygens defendia o método científico e a experimentação sobre os métodos tradicionais. ortodoxias e o que ele via como atitudes amadoras.
Em 1661, Huygens fez sua primeira visita à Inglaterra, onde participou de uma reunião do grupo Gresham College - uma sociedade de cientistas influenciada pelo novo método científico (como defendido por Francis Bacon). Em 1663, Huygens tornou-se membro da Royal Society, que sucedeu ao Gresham Group, e conheceu estudiosos influentes como Isaac Newton e Robert Boyle, participando de muitos debates e discussões com outras pessoas de sua classe.
Em 1666, Huygens mudou-se para Paris e se tornou um dos membros fundadores da nova Academia Francesa de Ciências de Louis XIV. Enquanto esteve lá, ele usou o Observatório de Paris para fazer suas maiores descobertas no campo da astronomia (veja abaixo), conduziu correspondência com a Royal Society e trabalhou ao lado do colega astrônomo Giovanni Cassini (que descobriu as luas de Saturno, Iapetus, Rhea, Tethys e Dione) .
Seu trabalho com a Academia concedeu a ele uma pensão maior do que a de qualquer outro membro e um apartamento em seu prédio. Além de visitas ocasionais à Holanda, ele morou em Paris de 1666 a 1681 e conheceu o matemático e filósofo alemão Gottfried Wilhelm Leibniz, com quem permaneceu em termos amigáveis pelo resto da vida.
Conquistas em Astronomia:
De 1652 a 1653, Huygens começou a estudar lentes esféricas do ponto de vista teórico, com o objetivo final de entender os telescópios. Em 1655, em colaboração com seu irmão Constantijn, ele começou a esmerilar e polir suas próprias lentes, e acabou projetando o que hoje é chamado de ocular huigeniana - um ocular de telescópio composto por duas lentes.
Na década de 1660, seu trabalho com lentes permitiu-lhe encontrar-se socialmente com Baruch Spinoza - o famoso filósofo, estudioso e racionalista holandês - que os fundamentou profissionalmente. Usando essas melhorias que ele introduziu nas lentes, que ele usou para construir telescópios, Huygens começou a estudar os planetas, estrelas e o universo.
Em 1655, usando um telescópio de refração de 50 potências que ele próprio projetou, ele se tornou o primeiro astrônomo a identificar os anéis de Saturno, que ele mediu corretamente a forma de quatro anos depois. Em seu trabalhoSystema Saturnium (1659), ele afirmou que Saturno estava "cercado por um anel fino e plano, sem tocá-lo em lugar algum e inclinado à eclíptica".
Foi também em 1655 que ele se tornou o primeiro astrônomo a observar a maior das luas de Saturno - Titã. Na época, ele chamou a lua Saturni Luna (Latim para "lua de Saturno"), que ele descreveu em seu folheto intitulado De Saturni Luna Observação Nova (“Uma nova observação da lua de Saturno ").
No mesmo ano, ele usou seu telescópio moderno para observar a nebulosa de Órion e subdividiu-o com sucesso em diferentes estrelas. Ele também produziu a primeira ilustração dele - que ele também publicou em Systema Saturnium em 1659. Por causa disso, a região interior mais brilhante foi nomeada Região huigeniana em sua honra.
Pouco antes de sua morte em 1695, Huygens completou Cosmotheoros, que foi publicado postumamente em 1698 (devido a suas proposições bastante heréticas). Nele, Huygens especulou sobre a existência de vida extraterrestre em outros planetas, que ele imaginou que seriam semelhantes aos da Terra. Tais especulações não eram incomuns na época, graças em parte ao modelo copernicano (heliocêntrico).
Mas Huygens entrou em mais detalhes, afirmando que a disponibilidade de água na forma líquida era essencial para a vida e que as propriedades da água deveriam variar de planeta para planeta para se adequar à faixa de temperatura. Ele considerou as observações de pontos escuros e brilhantes nas superfícies de Marte e Júpiter como evidência de água e gelo nesses planetas.
Abordando a possibilidade de desafios bíblicos, ele argumentou que a vida extraterrestre não foi confirmada nem negada pela Bíblia, e questionou por que Deus criaria os outros planetas se eles não deveriam ser habitados como a Terra. Foi também neste livro que Huygens publicou seu método para estimar distâncias estelares, com base na suposição (mais tarde provada incorreta) de que todas as estrelas eram tão luminosas quanto o Sol.
Em 1659, Huygens também declarou o que agora é conhecido como a segunda das leis do movimento de Newton de forma quadrática. Na época, ele derivou o que agora é a fórmula padrão para a força centrípeta, exercida por um objeto que descreve um movimento circular, por exemplo, na corda à qual está ligada. Em forma matemática, isso é expresso como Fc = mv² / r, onde m a massa do objeto, v a velocidade e r o raio.
A publicação da fórmula geral para essa força em 1673 - embora relacionada ao seu trabalho em relógios de pêndulo e não em astronomia (veja abaixo) - foi um passo significativo no estudo de órbitas em astronomia. Permitiu a transição da terceira lei de movimento planetário de Kepler para a lei da gravitação do quadrado inverso.
Outras realizações:
Seu interesse, como astrônomo, na medição precisa do tempo também o levou à descoberta do pêndulo como regulador de relógios. Sua invenção do relógio de pêndulo, que ele prototipou no final de 1656, foi um avanço na cronometragem, permitindo relógios mais precisos do que os disponíveis na época.
Em 1657, Huygens contratou fabricantes de relógios em Haia para construir seu relógio e solicitou uma patente local. Em outros países, como França e Grã-Bretanha, ele teve menos sucesso, com designers chegando a roubar seu design para uso próprio. No entanto, o trabalho publicado de Huygen sobre o conceito garantiu que ele fosse creditado com a invenção. O relógio de pêndulo mais antigo conhecido no estilo Huygens é datado de 1657 e pode ser visto no Museu Boerhaave em Leiden (mostrado acima).
Em 1673, Huygens publicou Horologium Oscillatorium sive de motu pendulorum (Teoria e design do relógio de pêndulo), seu principal trabalho sobre pêndulos e horologia. Nele, ele abordou problemas levantados por cientistas anteriores que consideravam os pêndulos não isócronos - ou seja, seu período depende da largura de seu balanço, com movimentos largos demorando um pouco mais do que movimentos estreitos.
Huygens analisou esse problema usando métodos geométricos (um uso precoce do cálculo) e determinou que o tempo necessário é o mesmo, independentemente de seu ponto de partida. Além disso, ele resolveu o problema de como calcular o período de um pêndulo, descrevendo a relação recíproca entre o centro de oscilação e o ponto de articulação. No mesmo trabalho, ele analisou o pêndulo cônico - um peso em uma corda que se move em um círculo que usa o conceito de força centrífuga.
Huygens também é creditado pelo desenvolvimento de um relógio de primavera equilibrado, no mesmo período que Robert Hooke (1675). A controvérsia sobre quem foi o primeiro persistiu por séculos, mas acredita-se amplamente que o desenvolvimento de Huygen ocorreu independentemente do de Hooke.
Huygens também é lembrado por suas contribuições à óptica, especialmente por sua teoria das ondas de luz. Essas teorias foram comunicadas pela primeira vez em 1678 à Academia de Ciências de Paris e publicadas em 1690 em seu Traité de la lumière (“Tratado sobre a Luz"). Nele, ele argumentou uma versão revisada das visões de Descartes, na qual a velocidade da luz é infinita e propagada por meio de ondas esféricas emitidas ao longo da frente de onda.
Também publicado em 1690 foi o tratado de gravidade de Huygen, "Discursos da causa do pesanteur ” (“Discurso sobre a causa da gravidade"), Que continha uma explicação mecânica da gravidade com base em vórtices cartesianos. Isso representou um afastamento da teoria da gravidade de Newton, que - apesar de sua admiração geral por Newton - foi considerada por Huygen como desprovida de qualquer princípio matemático.
Outras invenções de Huygens incluíram o projeto de um motor de combustão interna em 1680 que ficou sem pólvora, embora nenhum protótipo tenha sido construído. Huygens também construiu três telescópios de seu próprio projeto, com distâncias focais de 37,5, 55 e 64 metros (123, 180 e 210 pés), que foram posteriormente apresentadas à Royal Society.
Morte e Legado:
Huygens voltou para Haia em 1681, depois de sofrer um grave ataque de doença depressiva, que o atormentou por toda a vida. Ele tentou retornar à França em 1685, mas a revogação do edito de Nantes - que permitiu aos protestantes franceses (os huguenotes) a liberdade de praticar sua religião - impediu isso. Quando seu pai morreu em 1687, ele herdou Hofwijck, que ele fez sua casa no ano seguinte.
Em 1689, ele fez sua terceira e última visita à Inglaterra, vendo Isaac Newton mais uma vez para uma troca de idéias sobre movimento e óptica. Ele morreu em Haia em 8 de julho de 1695, depois de sofrer de problemas de saúde, e foi enterrado na Grote de Sint-Jacobskerk - Great ou St. James Church, uma igreja protestante de referência em Haia.
Pelo trabalho de sua vida e pelas contribuições para muitos campos da ciência, a Huygen foi homenageada de várias maneiras. Em reconhecimento ao seu tempo na Universidade de Leiden, foi construído o Laboratório Huygens, que abriga o departamento de Física da universidade. A Agência Espacial Européia (ESA) também criou o edifício Huygens, localizado em frente ao Centro Europeu de Pesquisa e Tecnologia Espacial (ESTEC), no parque de negócios espaciais de Noordwijk, na Holanda.
A Universidade de Radbound, localizada em Nijmegen, na Holanda, também tem um edifício com o nome de Huygens, que é um dos principais edifícios do departamento de ciências da universidade. O Christiaan Huygens College, uma escola secundária localizada em Eindhoven, na Holanda, também é nomeado em sua homenagem, assim como o Programa de Bolsas de Estudo Huygen - uma bolsa especial para estudantes internacionais e holandeses.
Há também a ocular ocular de dois elementos para telescópios projetada por Huygens, que é, portanto, conhecida como ocular huigeniana. Um pacote de processamento de imagem para microscópio, conhecido como Huygens Software, também foi nomeado em sua homenagem. Em homenagem a Christiaan e seu pai, outro renomado estudioso e cientista holandês, a instalação do Supercomputador Nacional da Holanda em Amsterdã criou o Supercomputador Huygens.
E por causa de suas contribuições ao campo da astronomia, muitos objetos celestes, características e veículos foram nomeados em homenagem a Huygens. Esses incluem Asteróide 2801 Huygens, a cratera Huygens em Marte e Mons Huygens, uma montanha na Lua. E, é claro, existe a sonda Huygens, a sonda usada para inspecionar a superfície de Titã, como parte da missão Cassini – Huygens em Saturno.
A Revista Space tem muitos artigos interessantes sobre Christiaan Huygens e suas descobertas. Por exemplo, aqui está um que reconhece o aniversário de 375 anos de Christiaan Huygens, um artigo sobre o Titã da Lua de Saturno e detalhes sobre a missão do Huygen e o que ele revelou sobre a atmosfera de Titã.
Astronomy Cast também tem um podcast informativo sobre o assunto, episódio 230: Christiaan Huygens e episódio 150: telescópios, o próximo nível
Para obter mais informações, consulte a página de exploração do sistema solar da NASA em Christiaan Huygens e uma biografia de Christiaan Huygens.
