Estudando Astrofísica
Nota Inicial
Esta postagem foi, originalmente, colocada no fórum da comunidade do nosso Blog e, agora, é postada aqui, com algumas modificações, afim de adaptar o texto ao ambiente de um Blog. Este roteiro de estudos está um tanto quanto incompleto e, além disto, reflete, em parte, meus gostos e opiniões pessoais. No entanto, serve como guia seguro para um estudo de alto nível em Física e Matemática, com enfoque em Física e Astrofísica.
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Introdução
Creio que existam muitas pessoas que visitam este Blog que embora tenham um interesse em Astrofísica, não sabem por onde começar a estudar essa matéria, e por isso se restringem a ler textos mais informais, de divulgação. Estes, embora legais, não são bons no sentindo de passar à pessoa uma base sólida. Então vou tentar colocar algumas diretrizes aqui para facilitar o estudo de Astrofísica.
Para começar: Astrofísica, como sabemos, é um ramo da Física. Logo, para estudar Astrofísica com sucesso devemos ter bons conhecimentos de Física. Um exemplo: em Astrofísica Estelar usa-se conhecimentos de inúmeros outros ramos da Física, como Termodinâmica, Física de Plasmas, etc. Quais são os pré-requisitos para se estudar Física? Apenas dois: 1- Vontade; 2- Matemática. Portanto, os pré-requisitos para o estudo da Astrofísica são basicamente ter uma boa base de Física e de Matemática. Afora, claro, vontade de aprender e estudar.
Entre os visitantes, há dois tipos de interessados no assunto: 1- Os que querem seguir ou já seguem a carreira de Físicos/Astrofísicos; 2- Os que têm um interesse amador no assunto, por hobby. No meu ver, acho o seguinte: quem tem um interesse amador não deve de modo algum evitar estudos mais aprofundados e avançados. Acho que deve mesmo ir com a cara e a coragem e estudar pra valer. Não há recompensa maior após um dia de estudos do que ir dormir com mais conhecimentos do que acordou. Isso vale também para os leigos que tem interesse amador na área. Portanto, vou passar aqui diretrizes para um estudo completo e cada vez mais aprofundado. Uma vez que dá pra ir com segurança direto para o estudo de uma Coleção de Física Básica à nível de Graduação, não há motivos para se ocupar da Física do ensino médio, que é muito superficial. Mas não há como estudar Matemática superior sem a Matemática do ensino médio. Não vou me ater, portanto, ao ensino médio, exceto na parte de Matemática.
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Matemática
Matemática Básica
Começaremos o estudo pela Matemática. Antigamente a Matemática do ensino médio era muito mais completa, chegando mesmo a abordar noções de Cálculo, o que não ocorre hoje em dia, até onde sei. Por isso a formação Matemática de alguém que acaba de sair do ensino médio não é tão satisfatória quanto deveria ser. Sem uma boa base Matemática não se vai a lugar algum no mundo das Exatas, portanto, vamos estudar Matemática! Para adquirir os conceitos de Matemática Básica recomendo a seguinte coleção:
• “Fundamentos de Matemática Elementar“, 11 volumes - Gelson Iezzi, et al.
Essa coleção é simplesmente a melhor coleção para quem quer adquirir uma sólida base Matemática. Há outras coleções igualmente boas, mas não irei indicar pois nunca estudei essas outras coleções; fora o fato de que os FME dão conta do recado com excelência. Apenas seria interessante estudar determinados assuntos através de outros livros, também. Por exemplo: no Vol 4 do FME é feito o estudo de matrizes, sistemas lineares, etc. Um ótimo complemento para tal estudo é:
• “Álgebra Linear e Aplicações” - Carlos Alberto Callioli, et al.
Esse livro é um clássico. E além de servir de complemento ao estudo do FME 4, tem a vantagem de ser um livro muito mais completo e detalhado, que desenvolve o assunto de forma simples, didática, mas muito eficaz.
A coleção dos FME é composta, como já dito, de 11 volumes. São eles:
• Volume 1 – Lógica, Conjuntos e Funções
• Volume 2 – Exponenciação e Logaritmos
• Volume 3 – Trigonometria
• Volume 4 – Sequências, Sistemas Lineares, Matrizes e Determinantes
• Volume 5 – Combinatória e Probabilidade
• Volume 6 – Números Complexos e Polinômios
• Volume 7 – Geometria Analítica
• Volume 8 – Noções de Cálculo Diferencial e Integral
• Volume 9 – Geometria Plana
• Volume 10 – Geometria Espacial
• Volume 11 – Matemática Financeira
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Matemática – Cálculo
Após o estudo dos FME – que pode ser feito entre 4 meses e 1 ano – terá a pessoa a base adequada para iniciar o estudo de Matemática Superior e Física. Poderá usar – e é mesmo interessante que use – material suplementar de estudo, como o exemplo que dei sobre matrizes, sistemas lineares, etc. Dependendo do resultado deste tópico eu poderia mesmo colocar materiais suplementares à medida em que eu próprio for tendo acesso a eles.
O Vol 8 dos FME trata de noções de Cálculo. Terminado tal estudo, e antes mesmo de terminar a coleção inteira, a pessoa poderá estudar Cálculo – que é uma constante em Física – de forma aprofundada através da seguinte coleção:
• “Curso de Cálculo“, 4 volumes - Hamilton Guidorizzi.
Essa coleção também é excelente e proporciona a pessoa uma boa base de Cálculo. Outros livros poderão ser usados como complemento ou para desenvolver ainda mais o tema.
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Física
Física Básica
Após adquirida essa boa base Matemática, enfim pode ser começado o estudo de Física. Como disse antes, não há motivo de se estudar a Física do ensino médio, exceto para ganhar uma noção básica e superficial sobre o tema. No entanto, pode-se com muita tranqüilidade estudar Física Básica através de livros de Graduação, desde que se tenha a base Matemática para tanto. Suposto esteja ela adquirida com as dicas da sessão sobre Matemática, vamos as dicas sobre Física.
Um livro excelente, que dispensa comentários, e que oferece uma sólida base de Física ao estudante é:
• “Curso de Física Básica“, 4 volumes - Moysés Nussenzveig.
Com tal coleção aprendemos o mínimo de Física que devemos saber para estudar Astrofísica – ou outros ramos da Física – com sucesso. Com tal estudo tem-se a base necessária para um estudo proveitoso de Astrofísica. Mas como o objetivo é proporcionar um estudo cada vez mais avançado, podemos estudar em seguida outros livros, como, por exemplo:
• “Mecânica” - João Barcelos Neto.
• “The Feynman Lectures on Physics“, 4 volumes - Richard Feynman.
• “Quantum Mechanics – A Modern Development” - Leslie Ballentine.
• “Road to Reality” - Roger Penrose.
Desses quatro um dos mais famosos – e com razão – é o do Feynman. Dispensa maiores comentários do que este: foi escrito pelo Feynman! 
Outras indicações interessantes sobre Física podem ser encontradas neste “Roteiro Para Estudo“, do professor da Universidade de São Paulo (USP), Henrique Fleming. Ademais, devo dizer que eu, particularmente, considero como um dos caminhos de alto nível para o aprendizado de Física o estudo dos livros do professor Moysés Nussenzveig seguido dos do Richard Feynman. É uma opinião pessoal e, como tal, relativa. Mas a deixo aqui registrada como dica de estudo.
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Astrofísica
E, então, enfim, Astrofísica! Dois livros bem interessantes sobre o tema são:
• “Astronomia e Astrofísica” - Kepler de Souza Oliveira Filho e Maria de Fátima Oliveira Saraiva.
• “Introdução à Astronomia e Astrofísica” – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).
A partir daí existem livros que abordam áreas específicas comoAstrofísica de Partículas e Astrofísica Estelar. E também livros que abordam determinados temas, como estrutura e evolução estelar, remanescentes estelares, etc. Sobre esses obviamente não vou tratar, já que são temas muito vastos e que devem ser estudados de acordo com o interesse particular da pessoa. No entanto, para quem, como eu, gosta de Astrofísica Estelar, nunca deixo de recomendar o seguinte livro:
• “Introdução à Estrutura e Evolução Estelar” - Walter J. Maciel.
Se trata de um livro avançado, mas ainda de Graduação. Trata de temas muito interessantes e trás, ao final de cada capítulo, exercícios e referências variadas.
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Astrofísica de Partículas
Após a postagem do meu roteiro no fórum do Orkut, recebi um pedido para indicar livros sobre Fisica e Astrofísica de Partículas. Seguem aqui, também.
Uma introdução bacana ao assunto é o livro:
• “An Introduction To The Standard Model Of Particle Physics” - W. N. Cottingham & D. A. Greenwood.
Em seguida temos:
• “Particle Astrophysics” - Donald Perkins.
• “Astrophysics At Ultra-High Energies” - Maurice M. Shapire, et al.
Uma nota importante que devo ressaltar é que nunca li estes livros inteiros, mas somente trechos esporádicos. No entanto, pelo pouco que li, gostei muito do conteúdo. Espero que sejam úteis no estudo de Física e Astrofísica de Partículas.
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Nota Final
Uma nota importante que devo dizer: não é necessário haver estudado tudo isso afim de iniciar os estudos de Astrofísica. As dicas que passei são para eliminar todas as dificuldades e permitir que se vá fundo nalgum estudo envolvendo Física e Astrofísica. Mas isto não impede a pessoa de ler e entender muito material envolvendo Física e Astrofísica. Um exemplo é esta comunidade, mesmo. Ela oferece conhecimentos de Física e Astrofísica sem que haja a necessidade de que a outra pessoa seja um expert no assunto. Então, o lance é ir estudando tudo isso, mas ir lendo e absorvendo o máximo de Física e Astrofísica que for possível enquanto a Matemática vai sendo adquirida! Metam a cara, mesmo: estudem pra valer, dediquem um tempo de seus dias ao estudo do que vocês gostam e têm como hobby! E se gostam tanto ao ponto de irem cursar Física, então estudem mais ainda! Não tenham medo de ficar 12, 13, 14 horas com os livros abertos. Tenham medo é de não fazer isso, tenham medo de estudar só na véspera, tenham medo de ter uma visão restrita de Física, de não cuidar direito da base… Porque sem uma boa base ninguém chega a lugar algum. E não tendo disciplina de estudar pra valer não conseguirá se formar ou se tornar um profissional competente. Estudem como se suas vidas dependessem disso – porque, no final, dependem mesmo: é o estudo que dá competência às pessoas, e é a competência que dá trabalho, que dá dinheiro, que põe a comida na mesa.
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Conclusão
Uma nota final: todos os livros citados – excetos os em língua Inglesa – podem ser comprados no site Estante Virtual. Particularmente, compro meus livros de estudo lá e gosto bastante. Os em idioma Inglês provavelmente podem ser baixados em sites como o Gigapédia, ou comprovados via Amazon, AbeBooks, etc. Particularmente, recomedo este último, visto se tratar de um sebo excelente, com preços muito acessíveis: encontrei um livro lá que, com frete, sairia uns R$ 80,00, enquanto aqui no Brasil estava mais de R$ 200,00!
Rodrigo
Luccas
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