Cassini e Huygens: uma breve biografia dos cientistas homenageados na missão Cassini-Huygens a Saturno

Christiaan Huygens, nascido no dia 14 de abril de 1629 em Haia, na atual região dos Países Baixos, foi um grande cientista, cujos trabalhos marcaram as áreas da matemática, física e astronomia. Seu nome é amplamente conhecido no âmbito das ciências por conta do princípio que leva seu nome, o Princípio de Huygens, posteriormente desenvolvido por Fresnel para explicar a propagação das ondas de luz. Atualmente, muitas pessoas o conhecem devido à missão da NASA para Saturno, cujo nome foi dado em sua homenagem, junto de Giovanni Domenico Cassini.

Figura 1: Retrato de Christiaan Huygens (1629-1695). Fonte: World History Encyclopedia, 09/09/2025

A trajetória científica de Huygens começa com seu pai, Constantijn Huygens (1596-1687). Um diplomata e poeta neerlandês de riqueza e influência consideráveis, Constantjin trocava cartas e conversava com figuras como Francis Bacon, além de ser amigo particular de René Descartes, realizando encontros e diálogos pessoalmente com ele. Constantijn proporcionou uma educação completa e suporte intelectual integral para seu filho, não somente científico, mas também linguístico e cultural: Christiaan dominava grego e latim, além de possuir interesses em música e dança.

Ainda jovem, em 1645, Christiaan foi direcionado para estudar Direito e Matemática em Leiden. Seu talento para a mecânica e a matemática tornou-se evidente para todos: o polímata e matemático Marin Mersenne escreveu uma carta a Constantijn dizendo que Christiaan possuía potencial suficiente para superar até mesmo Arquimedes. Entre 1647-1649, ele continuou seus estudos em Direito na Universidade de Breda e, junto de seu pai, visitou também a Dinamarca e posteriormente Roma, realizando missões diplomáticas junto dele. Em 1651 aos 22 anos, lançou sua primeira publicação, um trabalho anônimo sobre geometria. Até sua morte em 1695, estima-se que seu legado intelectual - incluindo publicações, manuscritos e correspondências - chegue a aproximadamente três mil itens.

O primeiro trabalho realizado por Huygens, intitulado "Theoremata de Quadratura", buscava solucionar uma questão elementar na matemática: calcular áreas sob curvas. Na física e na matemática atuais, calcular áreas abaixo de curvas é uma atividade rotineira e essencial para vários conceitos, como trabalho e energia, e para isso, utilizamos uma ferramenta extremamente poderosa, o Cálculo Diferencial Integral, cuja invenção é creditada à Leibniz e Newton. Contudo, Leibniz nasceu em 1646 e Newton em 1643, portanto, os trabalhos de Huygens são anteriores a invenção do Cálculo como disciplina. O mais notável é que ele tratou destes problemas com os métodos geométricos de sua época, mostrando como Christiaan era um gênio muito à frente de seu tempo.

Figura 2: Capa da publicação “Theoremata de Quadratura hyperboles, ellipsis et circuli” de Christiaan Huygens (1651). Fonte: DBNL, 09/09/2025

Além dos trabalhos em Matemática, em 1655, Huygens e seu irmão Constantijn (1628-1697) dedicaram-se à construção de telescópios com lentes extremamente poderosas, com capacidade para enxergar com nitidez o planeta Saturno. Christiaan, então, utilizou esses instrumentos para observar o planeta e conseguiu enxergá-lo com uma clareza nunca antes alcançada. Isso o permitiu resolver o mistério com o qual Galileu Galilei havia se deparado ao observar Saturno com seus telescópios mais primitivos: as  formações esféricas que aparentemente orbitavam Saturno não eram satélites como se pensava, eram na verdade, anéis.

Figura 3: Esboços de Saturno por Galileo Galilei (1616) e Christiaan Huygens (1655). Fonte: ResearchGate, 09/09/2025

Não obstante, Huygens foi o primeiro a descobrir Titã, a maior lua de Saturno, que mais de três séculos depois daria nome à sonda espacial que pousou em sua superfície em janeiro de 2005. Titã é o segundo maior satélite do sistema solar e o único que possui uma atmosfera densa. A sonda Huygens revelou a superfície do satélite natural e enviou dados importantíssimos, que nos ajudam a  entender  melhor a  formação  e o  comportamento  do  sistema  solar.

Dentro do escopo das invenções, agora na mecânica, temos um dos mais importantes trabalhos de Huygens: o desenvolvimento do relógio de pêndulo preciso - a propriedade pela qual seu período de oscilação é constante, ou seja, independe da amplitude do movimento. O filho de Galileu, Vincenzio, tentou construir um relógio baseado nesses princípios, mas não obteve sucesso. Anos depois, Huygens aperfeiçoou o sistema de Vincenzio e, a partir de seus estudos sobre ciclóides (curvas geradas pela translação de uma circunferência), construiu o primeiro relógio de pêndulo funcional e preciso. Posteriormente, Huygens desenvolveu de forma independente o conceito das molas de equilíbrio, descoberto também por Robert Hooke, o que permitiu uma grande melhoria na precisão dos relógios, possibilitando sua miniaturização.

Figura 4: O relógio de pêndulo construído por Christiaan Huygens (1657). Fonte: American Physical Society, 09/09/2025

Na área da Física, Christiaan também foi precursor no estudo sobre o movimento dos corpos, especialmente na publicação "De Motu Corporum ex Percussione” (Sobre o Movimento dos Corpos por Colisão), ele refutou as teorias de colisão propostas por Descartes e apresentou soluções corretas, formulando a famosa equação p=mv, o conceito da conservação da quantidade de movimento. Paralelamente, seus trabalhos sobre a luz também foram revolucionários. Huygens apresentou uma teoria ondulatória que explicava a propagação da luz por meio de um princípio simples, mas poderoso: um corpo emite uma onda de luz, que se espalha em círculos, e um ponto qualquer desta onda de luz se torna uma fonte secundária, que emite outra onda, e assim sucessivamente. Esse mecanismo, conhecido como o Princípio de Huygens explica com elegância os fenômenos de reflexão e refração da luz. Seus trabalhos na óptica foram elaborados de forma independente e simultânea aos trabalhos de Newton (que defendia uma teoria corpuscular da luz), e seus trabalhos continuam verdadeiros até os dias atuais.

Huygens, além de tudo, era uma figura muito influente e conhecida na comunidade científica do século XVII. Sua rede de contatos incluía gigantes da filosofia e da ciência, como Baruch Spinoza, Blaise Pascal e Robert Boyle, além do próprio Isaac Newton, com quem mantinha correspondências. Em Paris, teve um papel fundamental, atuando como tutor e professor de Gottfried Wihelm Leibniz. Passou boa parte de sua vida na França, sendo apoiado pelo rei Luís XIV, a quem presenteou com um de seus primeiros relógios de pêndulo. Ao final de sua vida, Huygens dedicou-se também à filosofia, e escreveu alguns ensaios sobre a filosofia cartesiana, que foram publicados postumamente. Infelizmente, contraiu uma doença e morreu no dia 8 de julho de 1695 aos 66 anos, e foi enterrado em Haia, na igreja de Grote Kerk. Seu legado continua inspirando cientistas e astrônomos até os dias atuais, e foi um grande exemplo de como avanços tecnológicos permitem observações mais precisas e seguras, evoluindo a ciência de forma rápida e eficiente.

Assim como Huygens, outro cientista notável do mesmo período também foi homenageado na missão espacial Cassini-Huygens: Giovanni Domenico Cassini. Nascido em  8 de junho de 1625 em Perinaldo, na República de Genova (atual Itália), Giovanni foi um dos pesquisadores mais importantes do século XVII e XVIII. Cassini foi um astrônomo, matemático e engenheiro o qual é lembrado por suas observações pioneiras dos planetas e suas luas, as quais marcaram profundamente o desenvolvimento da astronomia no século XVII.

Figura 5: Retrato de Giovanni Domenico Cassini (1625-1714).Fonte: Wikimedia Commons, 07/09/2025

Cassini estudou inicialmente em um colégio Jesuíta em Genova, e posteriormente estudou na abadia de San Fructuoso, onde há registros que ele demonstra grande curiosidade intelectual e tinha especial interesse por poesia, matemática e astronomia. A partir de 1648, Cassini observou no Observatório de Panzano, esse foi um momento muito importante para Cassini, pois teve a oportunidade de aprender com notáveis cientistas, como  Giovanni Battista Riccioli e Francesco Maria Grimaldi (o qual mais tarde descobriu o fenômeno da difração da luz). 

Durante o período de 1652-1653 ele realizou a observação do seu primeiro cometa, onde no relato sobre sua observação pode-se entender que ele defendia um modelo geocêntrico. Porém, a partir de mais dados, mais tarde, ele aceitou o modelo Tycho-Braheano e, posteriormente, uma versão do modelo copernicano. Ainda em 1653 Cassini fazia algumas observações a partir de um gnômon na Igreja de São Petrônio, de forma que a partir de um pequeno orifício na estrutura da igreja  possibilitou a luz solar entrar e projetar-se sobre o chão da igreja, permitindo medir com grande precisão a posição do Sol e fenômenos astronômicos, abaixo pode-se observar um esquema do funcionamento do instrumento.

Figura 6: Representação esquemática do gnomon, onde Shadow representa a sombra que ele gera. Fonte: autoria própria

Mas Cassini desejava utilizar o instrumento mas com maior precisão assim ele esboçou um plano para um gnomon do modo que ele queria, e embora para o tempo que ele estava inserido fosse difícil a construção do instrumento, seus cálculos foram precisos o suficiente para que a construção tivesse êxito. Paralelamente, ele trabalhou em questões de engenharia hidráulica além de ter sido contratado em 1663 pelo Papa para ser o Superintendente das fortificações e posteriormente nomeado à Superintendente das águas dos Estados Eclesiásticos. Assim, essas contribuições revelam sua versatilidade como cientista e engenheiro, demonstrando não apenas sua habilidade em astronomia, mas também seu talento em resolver problemas práticos de engenharia e administração pública.

No ano de 1664 com o auxílio de telescópios, Cassini conseguiu medir com precisão os períodos de rotação de Júpiter e Marte, observar bandas e manchas na superfície desses planetas e até mesmo notar o achatamento de Júpiter nos polos. Também publicou estudos detalhados sobre as luas de Júpiter, embora não tenha chegado a aceitar plenamente a ideia de que a velocidade da luz fosse finita — hipótese que, ironicamente, seria confirmada anos mais tarde a partir de suas próprias observações, utilizadas por Ole Rømer.

Em 1671, na França, tornou-se diretor do recém-fundado Observatório de Paris, naturalizou-se cidadão francês em 1673, e passou a assinar Jean-Dominique Cassini. De modo que sob sua direção, o observatório se consolidou como um dos principais centros de pesquisa científica da Europa. Durante este periodo Giovanni identificou quatro luas de Saturno (Jápeto em 1671, Reia em 1672, e Tétis e Dione em 1684), descreveu a célebre divisão que separa os anéis do planeta (atualmente chamada Divisão de Cassini) e propôs corretamente que os anéis de Saturno eram compostos por uma miríade de pequenas partículas em órbita. Também se dedicou a estudos lunares, elaborando em 1679 um mapa detalhado da Lua que permaneceu como referência por quase dois séculos, o qual pode ser observado na figura 7.

Figura 7: Carte de la Lune, o primeiro mapa científico da Lua, publicado em 1679 em Paris, França, por Giovanni Domenico Cassini (1625-1712). Fonte: Universal Art Archive

Casou-se em 1674 com Geneviève de Laistre, tendo dois filhos e faleceu em Paris em 14 de setembro de 1712, quase cego em seus últimos anos de vida. Sua obra permanece um marco da Astronomia pré-newtoniana, destacando-se tanto pela precisão de suas observações quanto pelo impacto institucional que exerceu no desenvolvimento da ciência europeia.

Referências Bibliográficas:

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