Por Teresinha Rodrigues

“A questão que minha mente formulou foi respondida pelo radiante céu do Brasil”

A frase, escrita por Albert Einstein em 1925, por ocasião de sua visita ao Rio de Janeiro, é motivo de orgulho da cidade de Sobral (CE), que a gravou no monumento em homenagem ao cientista. É também a expressão da rede de colaborações que tornou possível a comprovação da Teoria Geral da Relatividade, proposta em 1916 na Alemanha. De fato, um longo caminho precisou ser percorrido até às bem-sucedidas fotografias do céu de Sobral.

O eclipse solar do dia 29 de maio de 1919, registrado na cidade, foi o coroamento de um trabalho, iniciado alguns anos antes, envolvendo pessoas e instituições para comprovação das teses de Einstein. Esperava-se um eclipse total do Sol em boas condições meteorológicas para que fossem feitas fotografias que revelassem o comportamento da luz nas proximidades de um objeto massivo como o Sol.

Em 1916, Albert Einstein havia publicado a sua Teoria Geral da Relatividade, um estudo teórico que ampliava as fronteiras da física. Em sua proposição, a luz, o espaço e o próprio tempo seriam afetados pela gravidade. Dessa forma, um corpo massivo como o Sol desviaria a luz das estrelas na sua proximidade.

Mudanças na posição aparente das estrelas, vistas perto do Sol durante um eclipse total, poderiam confirmar a ideia. Se Einstein estivesse certo, quando um observador na Terra visse essas estrelas durante um eclipse, suas posições apareceriam deslocadas em relação ao observado no céu noturno. E o deslocamento seria tanto maior quanto mais próximas as estrelas estivessem do Sol.

Com essa perspectiva de rompimento dos paradigmas da física newtoriana, a partir da divulgação dos primeiros escritos de Einstein sobre a relatividade geral, mesmo antes da publicação final, foram buscadas imagens de eclipses passados e novas oportunidades de observações que comprovassem o efeito previsto de desvio da luz. Mas as circunstâncias da guerra que assolava a Europa e as más condições meteorológicas em alguns eventos não permitiram organizar observações ou obter resultados satisfatórios até 1918.

Na Inglaterra, o astrônomo Arthur Stanley Eddington interessou-se especialmente em comprovar a teoria de Einstein. Em um relatório para a Royal Astronomical Society, no início de 1917, ele enfatizou particularmente a importância de testar a teoria usando medidas de flexão da luz (Coles, 2001). Eddington havia integrado a expedição do Observatório de Grenwich ao Brasil, em 1912, para observar o eclipse total do Sol ocorrido em Passa Quatro (MG). Naquela ocasião, teve como objetivo fotografar a coroa solar e realizar observações espectroscópicas, além de intentar fazer medidas de eventuais desvios da luz. As condições climáticas, entretanto, não foram propícias.

Em 1919 haveria um novo eclipse total, agora em condições que pareciam mais favoráveis. O Sol estaria na frente de um aglomerado bem conhecido de estrelas, as Hyades, na constelação de Touro. Dessa forma, poderiam ser comparadas com maior precisão as posições relativas dessas estrelas perto do Sol com as posições fotografadas no céu noturno. O maior número de estrelas desse aglomerado permitiria fazer um tratamento estatístico das observações e reduzir erros.

Era uma oportunidade que não poderia ser desperdiçada e a ideia foi encampada pelo astrônomo real, sir Frank Watson Dyson, que viabilizou a organização de duas expedições para a zona de totalidade do eclipse. Dyson procurou ganhar adeptos para a “causa” do eclipse com um artigo publicado na revista The Observatory, em maio de 1917 (Einsenstaedt & Videira, 1995). Entre as vantagens oferecidas pelo evento de 1919, citava a ocorrência na região das Hyades e a sua longa duração, de mais de cinco minutos.

Organizar a logística das expedições, no entanto, não seria fácil. A Europa, ainda envolvida no esforço de guerra, enfrentava dificuldades para fabricar ou adaptar os instrumentos necessários. Telescópios diversos, equipamentos fotográficos e demais instrumentos precisavam ser providenciados em quantidade e condições para a longa viagem. Além disso, o clima de hostilidades do pós-guerra, mesmo no campo científico, dificultava a cooperação internacional[1].

Era necessário levantar fundos para custeio das despesas conhecidas e eventuais emergências. A previsão deveria ainda cobrir o período para obtenção de fotografias de referência da mesma região do céu onde foi registrado o eclipse. Essas fotos seriam tomadas durante a noite, no mesmo local de observação, no momento em que as estrelas estivessem nas posições registradas durante o eclipse. Isso poderia implicar em vários meses de permanência ou necessidade de retorno da equipe ao local de observação.

Dyson providenciou estudos sobre localidades na zona de totalidade do eclipse. Cinco possíveis estações foram comparadas: a oeste do lago Tanganika (no Zaire, região central da África); nas proximidades de Libreville (no Gabão, litoral ocidental da África); na Ilha de Príncipe (possessão portuguesa, costa ocidental da África); no Cabo de Palmas (Libéria, litoral ocidental africano); e a cidade brasileira de Sobral, no estado do Ceará. As três primeiras localizações foram descartadas: o lago Tanganika porque o Sol ocuparia uma posição muito baixa no horizonte no momento do eclipse, e Libreville e o Cabo de Palmas por motivos meteorológicos (Einsenstaedt & Videira, 1995).

Ao final, foi tomada a decisão de enviar duas expedições para observação do eclipse. Uma delas, liderada por Eddington, iria para a Ilha de Príncipe; a outra, chefiada por Andrew Crommelin, astrônomo do Observatório de Greenwich, seguiria para o Brasil.

A escolha da cidade de Sobral foi fundamentada pelo estudo que o diretor do Observatório Nacional, Henrique Morize, produziu e enviou a diversos observatórios no mundo, com todas as informações necessárias para a preparação de expedições de observação. Morize destacava a latitude da cidade de Sobral, favorecendo uma boa altura do Sol no momento do eclipse, e indicava as vias de acesso e as condições mínimas de instalação para as equipes e instrumentos. No respeito ao clima, a época de seca na região aumentava as chances de tempo bom no momento do eclipse.

Por sua vez, no Observatório Nacional, o eclipse a ocorrer em 1919 já estava no planejamento institucional. No início do século XX, a física solar se consolidava como campo de estudos, as ideias de Einstein começavam a ser divulgadas e o Brasil contava com a feliz oportunidade de estar abrigando, em sua privilegiada extensão territorial, seis eclipses solares totais entre os anos de 1853 e 1919.

Sobre quase todas essas oportunidades o Observatório Nacional possui relatórios das expedições organizadas, a cooperação com equipes de outros países e os registros de observações quando foram possíveis (Barboza, 2010; Mourão, 2003).

Henrique Morize chefiou a expedição organizada pelo ON para observação do eclipse solar de 1912, em Passa Quatro (MG). O objetivo era fotografar a coroa solar, bem como estudar os efeitos da atividade solar sobre o magnetismo terrestre. Nessa ocasião, a equipe do Observatório esteve acompanhada das expedições organizadas pelo Observatório de Greenwich (Inglaterra), Bureau de Longitudes (França), Observatório Nacional do Chile, Observatório Nacional de Córdoba (Argentina), Observatório de La Plata (Argentina) e o recém-criado Observatório Astronômico e Meteorológico de São Paulo.

O tempo ruim não permitiu resultado científico significativo, mas a oportunidade de reunião de equipes de diferentes observatórios certamente ampliou as possiblidades de cooperação nos temas em questão. Entre os presentes estavam o inglês Arthur Eddington e o estadunidense Charles Perrine, diretor do Observatório de Córdoba, ambos entusiastas, já nessa época, da teoria de Albert Einstein e imbuídos em comprová-la.

Com a proximidade do evento de 1919, Morize enviou para a comunidade científica o seu estudo sobre o eclipse sugerindo a cidade de Sobral. Buscava o ON garantir em seu território o melhor resultado científico advindo da presença de pesquisadores internacionais.

Mas precisava fazer acontecer. Não seria fácil montar uma expedição com todos os seus requerimentos de instrumentos, equipe e recursos financeiros em local tão distante do Rio de Janeiro.

Em 1918, o Brasil também sofria os efeitos da guerra europeia e com a epidemia de gripe espanhola. O Observatório Nacional continuava instalado precariamente no Morro do Castelo, em processo de demolição, enquanto as obras do novo campus em São Cristóvão permaneciam paralisadas desde 1915. Depois de muitas demandas junto ao Ministério da Agricultura, Indústria e Comércio, ao qual estava vinculado, o Observatório recebeu um reforço orçamentário para a retomada das obras da nova sede e, com os mesmos recursos, fazer frente às despesas da expedição do eclipse.

Apesar da economia forçada, a logística da expedição não poderia prescindir de suprir os instrumentos adequados e preservá-los durante a viagem. Contando com um exíguo quadro de funcionários, muitos arranjos criativos foram necessários para adaptação de equipamentos, montagem e proteção para o trabalho de campo.

A correspondência administrativa do ON nos anos de 1918 e 1919 para o ministério revela um bom número de pedidos de recursos para atender às providências necessárias ao evento em Sobral, incluindo a compra de um automóvel, até então inexistente naquela cidade, para viabilizar o transporte das equipes estrangeiras e dos instrumentos mais sensíveis[2].

Chefiada pelo diretor, Henrique Morize, a equipe do ON partiu do porto do Rio de Janeiro no dia 25 de abril, sendo formada pelos astrônomos Domingos Fernandes da Costa, Allyrio Hugueney de Mattos e Lélio Itapuambyra Gama, além do químico Theophilo H. Lee, do meteorologista Luís Rodrigues, do mecânico Arthur de Castro Almeida e do carpinteiro Primo Flores. Por mar, a expedição chegou ao porto de Camocim (CE) no dia 7 de maio, depois de algumas paradas em cidades do litoral. Em 9 de maio, finalmente, Sobral.

Enquanto isso, as expedições inglesas, que haviam saído de Liverpool em 8 de março, se separaram em Lisboa: A. Eddington e E. Cottingham seguiram para a Ilha de Príncipe e A. Crommelin e C. Davidson para o Brasil. A equipe inglesa chegou ao Pará no dia 23 de março. Informados de que Morize ainda não estava em Sobral, os astrônomos ingleses seguiram viagem até Manaus e ali passaram um mês. Assim, a expedição chegou a Sobral apenas a 26 de abril (Rodrigues, 2012).

A comitiva dos Estados Unidos, por sua vez, chegou a Fortaleza em 20 de abril, onde encontrou a equipe do ON. Juntos, seguiram viagem até Camocim e depois Sobral. Integravam a expedição os pesquisadores Daniel Wise e Andrew Thomson, ambos do Departamento de Magnetismo Terrestre da Carnegie Institution, de Washington, interessados em estudar os efeitos do eclipse solar sobre o magnetismo terrestre (Rodrigues, 2012).

Todos reunidos em Sobral, tratava-se agora de organizar o palco para o espetáculo prometido para a manhã de 29 de maio.

Um quadrado de 30 metros de lado foi demarcado no Largo do Patrocínio e, enquanto pedreiros e carpinteiros oferecidos pela prefeitura erguiam estruturas de apoio para os instrumentos, foi traçada uma linha meridiana para orientação dos mesmos.

Basicamente, o instrumental levado a Sobral era composto de telescópios astrofotográficos, em modelos que variavam no que diz respeito à abertura, relojoaria de acompanhamento, sistema de acoplagem de placas fotográficas e outros requisitos técnicos. Havia instrumentos de reserva, caso os principais apresentassem alguma avaria ou se mostrassem inadequados ao tamanho do campo a ser fotografado no céu. O principal instrumento de Greenwich, por exemplo, com uma lente de 16” (40 cm), por algum problema não determinado, não produziu boas imagens. Complementarmente, foi utilizado outro telescópio com abertura de 4’’ (10 cm) que forneceu fotos nítidas, embora o menor campo de visão mostrasse menos estrelas em suas placas do que o primeiro (Longair, 2015).

Entre os instrumentos que o Observatório Nacional levou a Sobral, estavam uma luneta fotográfica com 15 cm de abertura com celostato acoplado e uma pequena equatorial fotográfica com 10 cm de abertura. Adicionalmente, foram levados espectrógrafos para registro da composição da coroa solar, heliostatos e material fotográfico (Morize, 1920)[3].

Apesar dos cuidados tomados, os instrumentos mais sensíveis sofreram danos durante o transporte e com a falta de condições adequadas para guarda e instalação dos mesmos na cidade. O vento constante, que trazia poeira para as lentes e mecanismos delicados preocupava particularmente a Morize, conforme registrou em seu relatório. Os ajustes, limpeza e montagem dos instrumentos consumiram muitas horas das equipes para deixá-los prontos no momento do eclipse.

Às 7h46min2s do dia 29 de maio começou o eclipse. A totalidade foi iniciada às 8h58min28s e finalizada 5 minutos e 13 segundos depois.

Antes, porém, o susto: o dia tinha amanhecido nublado e só com a proximidade do momento do evento é que uma janela se abriu entre nuvens e permitiu as fotografias tomadas pelas equipes.

As três expedições realizaram relatórios sobre a missão de observação do eclipse, incluindo, além dos resultados científicos, os problemas técnicos encontrados e muitas impressões pessoais sobre a viagem. Relatórios que destacaram o tempo necessário para organizar o trabalho e a quantidade de pessoas envolvidas para que os poucos minutos de um evento astronômico pudessem se traduzir em avanços no conhecimento científico.

O relatório da expedição inglesa, cuidadosamente detalhado nos diversos aspectos envolvidos na expedição e no tratamento dos resultados das observações, mostra bem como os projetos astronômicos são dependentes da cooperação internacional. Talvez tenha sido esta ciência a inaugurar a prática da diplomacia e a colaboração entre os pares para superar períodos de guerras e fronteiras geográficas.

Na Ilha de Príncipe, o mau tempo não permitiu as observações conforme planejado, embora duas placas fotográficas tenham sido aproveitadas. As fotografias de referência em Sobral foram feitas em julho de 1919 e, finalmente, todo conjunto foi analisado e interpretado em Londres.

Se a Teoria de Einstein estivesse correta, a partir das fotografias seria medido o desvio de 1,75 segundo de arco em um raio de luz que tocasse a borda do disco solar. Os cálculos foram cuidadosos e demorados. Finalmente, em 6 novembro, em uma comunicação formal apresentada na reunião conjunta da Royal Society of London e Royal Astronomic Society, Dyson, Eddington e Davidson anunciaram que Einstein estava certo. Ao término da apresentação, os autores apresentaram os agradecimentos ao diretor do Observatório Nacional, Henrique Morize, e ao governo brasileiro pelo suporte dado à expedição (Mota et al., 2009).

Logo a seguir, em 1922, outro eclipse total, dessa vez na Austrália, resultou igualmente em medidas do desvio da luz, contando com dados estatisticamente mais consistentes. Observações posteriores ainda foram feitas, confirmando a Teoria Geral da Relatividade.

O minucioso relatório da expedição brasileira, apresentado por Henrique Morize em conferência na Sociedade Brasileira de Sciencia[4] e reproduzido na Revista de Sciencias (Morize, 1920), fez um balanço dos resultados científicos alcançados pelo ON. Deteve-se especialmente sobre a natureza do Sol e o desafio de conhecê-la, detalhando o objetivo da expedição de obter fotos da coroa solar (só possíveis durante um eclipse), cujas forma e dimensão variavam de acordo com os ciclos solares.

Foram tomadas excelentes fotografias[5] da coroa solar, com protuberâncias até então não registradas, que tiveram repercussão na comunidade científica internacional. Os registros espectrográficos, por sua vez, produziram material para o prosseguimento do estudo sobre a natureza da coroa solar.

A conjugação de interesses no eclipse de 1919 e o trabalho conjunto das equipes, local e estrangeiras, contribuíram para a ciência no ON. Talvez não com resultados imediatos, mas através da continuidade da colaboração científica, fundamental para a construção do conhecimento.

O relatório institucional foi ainda complementado pelo diário[6] que Henrique Morize escreveu entre os dias 25 de abril e 11 de julho de 2019. Nele são reveladas muitas dificuldades da expedição, a multiplicidade de tarefas a cargo dos pesquisadores, a preocupação com o andamento do trabalho em todos os seus pormenores e os momentos de ansiedade com os resultados da missão.

Os percalços relatados por Morize, embora muitas vezes na primeira pessoa são, na verdade, os entraves colocados sobre as instituições científicas para o cumprimento de sua missão. Passados 100 anos da expedição de Sobral, apesar de hoje existirem (ainda) mecanismos financeiros de amparo à ciência, persiste o senso comum de desconhecimento de sua importância para o desenvolvimento do país.

Ciência e tecnologia permanecem como atividades marginais, lembradas somente nos momentos em que fatos extraordinários são veiculados na mídia. Passado o momento culminante, o trabalho retorna ao seu anônimo cotidiano. No entanto, é essa atividade ininterrupta das instituições científicas, incluindo a formação continuada de pessoas nas universidades, que garante a produção de conhecimento para a sociedade.

Teresinha Rodrigues é pesquisadora do Observatório Nacional

Bibliografia consultada

Barboza, C.H.M. “Ciência e natureza nas expedições astronômicas para o Brasil (1850-1920)”. Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi. Belém, v. 5, n. 2, p. 273-294, maio-ago. 2010.

Coles, P. “Einstein, Eddington and the 1919 Eclipse”. In: Proceedings of International School on “The Historical Development of Modern Cosmology“. 2001. Disponível em: https://cds.cern.ch/record/489163/files/0102462.pdf . Acesso em 02/05/2019

Dyson, F.W.; Eddington, A.S.; Davidson, C. “A determination of the deflection of light by the sun’s gravitational field from observations made at the total eclipse of May 29”, 1919, Philosophical Transactions of the Royal Society, London, v. 220, 291, 1920.

Einsenstadt. J.; Videira, A. A. P. “A prova cearense das teorias de Einstein”. Ciência Hoje, v. 20, n.115, nov. 1995.

Longair, M. “Bending space–time: a commentary on Dyson, Eddington and Davidson (1920) A determination of the deflection of light by the Sun’s gravitational field”. Philosophical Transactions of the Royal Society, 2015. Acesso em 02/05/2019.

Morize, H. Observatório Astronômico: um século de história (1827-1927). Rio de Janeiro: Mast, Salamandra, 1987.

Morize, H. “Resultados obtidos pela Comissão Brasileira do Eclipse de 29/05/1919”. Revista de Sciencias, v. 4, n. 3, p. 65-81, 1920.

Mota, E.; Crawford, P.; Simões, A. “Einstein in Portugal: Eddington’s expedition to Principe and the reactions of Portuguese astronomers (1917–25)”. The British Journal for the History of Science. 42(2): 245-273. June 2009.

Rodrigues, J.M. “Entre telescópios e potes de barro: o eclipse solar e as expedições científicas em 1919/Sobral – CE. Dissertação (mestrado em história) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012.

Notas

[1] É bem ilustrativo lembrar que nos primeiros anos de sua existência, a União Astronômica Internacional (IAU), criada em 1919, não permitiu o ingresso da Alemanha e de seus aliados no seu quadro de associados.

[2] Documentos administrativos do Observatório Nacional, anos 2018 a 2019. Fundo Observatório Nacional. MAST/MCTIC.

[3] O instrumental, assim como um relatório detalhado da expedição é apresentado nesse artigo de 1920 e reproduzido por Mourão, 2003.

[4] Atual Academia Brasileira de Ciências, da qual H. Morize era presidente em 1920.

[5] As placas fotográficas com imagens de ciência e as demais relativas ao evento integram o acervo do ON e podem ser acessadas em: https://daed.on.br/sobral/ .

[6] A transcrição do diário de viagem pode ser encontrada em Mourão, 2003, p.119-149.