Caro Leitor(a),
1.
Como se sabe a idade do universo?
Há várias formas de fazer esse cálculo. Uma
delas é utilizar um índice numérico conhecido como constante de Hubble, que
relaciona a velocidade atual de expansão do universo com a distância entre as
galáxias. A partir dessa relação é possível descobrir desde quando as galáxias
estão se movimentando e, conseqüentemente, quando o universo nasceu. Outra
forma é considerar a idade das galáxias como o limite mínimo para a idade do
universo inteiro. Pode-se estabelecer esse tempo pela análise das
características das estrelas. Cor, temperatura e massa variam de acordo com o
estágio evolutivo em que o astro se encontra. Existem ainda cálculos de física
nuclear, que rastreiam isótopos radioativos em meteoritos. É o equivalente ao
carbono 14 usado para a datação de fósseis.
2.
Por que a noite é escura se há tantas estrelas no céu?
A
teoria mais aceita postula que, como o universo está se expandindo, as outras
galáxias se afastam velozmente da Terra. Esse movimento relativo produz um
fenômeno conhecido em inglês como redshift, em que a luz visível das estrelas
passa a ser percebida na Terra apenas em suas frequências menos energizadas.
Outra razão é que a luz emitida por estrelas mais distantes ainda não chegou à
Terra.
3.
O que aconteceria se a Lua desaparecesse?
A
gravidade da Terra e a da Lua se influencia mutuamente. O sumiço repentino da
Lua tornaria o movimento de rotação da Terra caótico como o de um pião em baixa
velocidade. Seria catastrófico para a vida no planeta, com alterações drásticas
do clima. Períodos quentíssimos se alternariam, de forma aleatória, com fases
de frio glacial. Os animais com mais chances de sobrevivência seriam os
aquáticos, já que a temperatura da água varia mais lentamente. Embora um
afastamento súbito da Lua seja improvável, sabe-se que ela está se distanciando
da Terra à razão de alguns centímetros por ano. Por enquanto, não há motivo
para pânico: bilhões de anos nos separam de um afastamento da Lua capaz de
provocar alterações em nosso planeta.
4.
Por que a Lua não tem atmosfera?
A
gravidade lunar, um sexto da Terra, não consegue reter os gases que formam uma
atmosfera. As moléculas dos gases que formam a atmosfera da Terra estão em
constante movimento, mas para escapar para o espaço precisam ultrapassar a
velocidade de 11 quilômetros por segundo. Só gases muito leves, como o
hidrogênio, se movem tão rápido. Para fugir à gravidade da Lua, basta a
velocidade de 2 quilômetros por segundo.
5.
Por que às vezes a Lua muda de cor?
A
Lua, que durante o dia sempre é "vista na cor branca, às vezes, durante a
noite, assume um tom amarelado. Isso porque nosso cérebro percebe a cor da Lua
de maneira diferente nesses dois períodos. Durante o dia, o céu azul, iluminado
pelos raios solares, permite ao cérebro perceber melhor a cor verdadeira do
satélite. À noite, sem a luminosidade do Sol, nosso cérebro tem maior dificuldade
para calcular a cor correta da Lua. Nos períodos mais secos do ano, esse efeito
pode ser intensificado em função de partículas de poeira e poluição suspensas
na atmosfera.
6.
Há regras para a colonização do espaço?
Um
acordo assinado pelos países-membros da ONU em 1967, chamado de Tratado do
Espaço, prevê que nenhum país pode se apropriar de corpos celestes. Como o
texto não faz referência explícita a atividades comerciais ou científicas,
tentou-se organizar esse tipo de exploração em 1979, quando a ONU propôs o
Acordo da Lua. Sem os apoios americanos e soviéticos, o projeto fracassou.
Desde então, o entendimento é de que o espaço é de uso comum.
7.
Por que o espaço é escuro mesmo nas proximidades do Sol?
A
luminosidade azulada que percebemos na Terra de dia é resultado da difusão dos
raios solares na atmosfera. A ausência de matéria que exerça função semelhante
em outras regiões do espaço torna-o escuro.
8.
Por que existem estrelas de diferentes cores?
As
cores das estrelas variam em função de sua composição química e de sua
temperatura. As estrelas menos quentes, que queimam a 3 000 graus, têm
coloração vermelha. As mais quentes, nas quais a temperatura é de 30 000 graus,
apresentam tons de azul.
9.
Qual a maior estrela conhecida?
Em
termos de massa e brilho, a maior estrela é Pistola, na nebulosa de mesmo nome.
Acredita-se que sua massa seja 100 vezes maior do que a do Sol e que emita 10
milhões de vezes mais luz. Levando-se em conta apenas o tamanho – e não a massa
–, a maior estrela conhecida é uma gigante vermelha no sistema VV Cephei, cujo
raio é 4 000 vezes maior do que o do Sol. Se fosse colocada no lugar do Sol,
ela engoliria Mercúrio, Vênus, Terra, Marte e Júpiter.
10.
Por que os gases dos planetas gasosos e das estrelas não se espalham pelo
espaço?
Assim
como qualquer corpo dotado de massa, os planetas gasosos e as estrelas têm um
campo gravitacional. É a força da gravidade que impede o gás de se dissipar.
11.
As estrelas podem se apagar um dia?
Pode
levar bilhões de anos, mas todas as estrelas um dia deixam de emitir energia
luminosa. Isso pode acontecer de três formas. As estrelas de menor massa se
transformam em anãs brancas e perdem o brilho aos poucos. As estrelas de maior
massa explodem. A seguir, transformam-se em estrelas de nêutrons ou, se tiverem
a massa muito grande, em buracos negros.
12.
O que aconteceria com um astronauta se ele caísse num buraco negro?
O
campo gravitacional nas imediações de um buraco negro destruiria o astronauta e
sua nave antes mesmo que eles cruzassem o que os físicos chamam de
"horizonte do evento" – ou seja, a região que circunda o buraco negro
de onde não é possível retornar.
13.
Um buraco negro pode engolir outro?
Teoricamente,
não existem limites para a massa que os buracos negros podem engolir. Portanto,
eles poderiam absorver matéria indefinidamente. Um buraco negro não pode
engolir outro, mas eles podem se unir, formando buracos negros ainda maiores.
14.
Por que um Boeing não consegue entrar em órbita?
Para
entrar em órbita, qualquer objeto precisa voar acima da "velocidade de
escape" da Terra – mais ou menos 33 vezes a velocidade do som na
superfície do planeta. Nenhum avião convencional chegou perto dessa velocidade,
muito menos os Boeing comerciais, que são subsônicos. Ainda que atingisse essa
velocidade, o Boeing não se sustentaria em órbita, devido à ausência de ar.
15.
O que aconteceria com um astronauta que se desprendesse da estação em órbita da
Terra?
Se
ele simplesmente se soltasse, seu destino seria vagar pelo espaço, sendo
lentamente puxado para a Terra pela força gravitacional do planeta.
16.
Como seria o universo se a antimatéria tivesse prevalecido sobre a matéria?
Seria
exatamente igual ao nosso, desde que a antimatéria tivesse prevalecido sobre a
matéria na mesma proporção em que atualmente a matéria prevalece sobre a
antimatéria. A única diferença é que todas as cargas positivas seriam negativas
e vice-versa. Se houver dois universos paralelos, um constituído de matéria e
outro de antimatéria, os dois poderão existir e se desenvolver nas mesmas
condições desde que nunca haja contato entre eles. "Se uma pessoa feita de
matéria se encontrasse com outra feita de antimatéria, as duas se anulariam
mutuamente", explica o físico Carlos Escobar, da Unicamp.
17.
Como os astronautas se orientam no espaço, onde as bússolas não funcionam?
A
orientação é feita por um conjunto de sensores, que determinam a posição
relativa da nave com relação às estrelas e ao Sol, além de rastreadores GPS,
que determinam tanto a posição na órbita quanto a orientação. Fora da órbita da
Terra, entretanto, o GPS torna-se inoperante. A nave também é constantemente
monitorada pelo controle na Terra. Em caso de falha de algum sistema, os
astronautas podem calcular sua posição no espaço por meio da observação do Sol,
da Terra e das estrelas.
18.
Existem outras dimensões além das quatro conhecidas (comprimento, altura, profundidade e tempo)?
A
teoria conhecida como superstring (supercorda) propõe a existência de dez
dimensões. Ao longo da evolução do universo, essas dimensões teriam sido
embutidas nas quatro que conhecemos hoje.
19.
É possível viajar no tempo?
Santo
Agostinho dizia que os profetas eram pessoas especiais
a quem Deus dava o dom de viajar pela linha do tempo. Por muitos anos essa
questão ocupou as mentes mais brilhantes do século XX, como Albert
Einstein e Stephen Hawking. A Teoria da Relatividade deu um passo
gigantesco rumo a uma resposta satisfatória ao propor um modelo em que a luz se
torna constante enquanto o tempo se deforma na percepção de um observador em
movimento. Quanto mais rápido ele viaja, mais longo fica cada segundo em
comparação ao que ficou parado. O físico Kip Thorne, do Instituto
de Tecnologia da Califórnia, demonstrou que, em tese, é possível viajar no
tempo pelos chamados "buracos de minhoca", nome dado a estruturas
cósmicas remanescentes do Big Bang que conectam como túneis dois pontos
distantes do universo. Mas a tese encontra obstáculos – o mais interessante
deles é o chamado "paradoxo do avô", em que alguém volta no tempo,
mata o ascendente paterno e, portanto, não poderia nascer. Além disso, ela
implica o domínio de tecnologias de deslocamento no espaço totalmente fora do
alcance da humanidade atual.
20.
Qual a possibilidade de haver outros universos além do nosso?
Algumas
teorias falam da existência de múltiplos universos. O astrônomo americano Alan
Guth sustenta que nosso universo poderia ser apenas uma bolha em uma
árvore de infinitas bolhas. Segundo a teoria dos múltiplos universos, eles nascem
e se desenvolvem independentes uns dos outros. Para certos estudiosos, poderia
haver pontos de contato entre esses universos.
21.
A matéria escura, que responde por 23% de tudo o que existe no universo, é
realmente escura?
Não.
O termo serve para indicar que essa matéria é incapaz de produzir energia – ou
seja, de emitir radiação eletromagnética.
22.
Por que os planetas são redondos?
A
esfera é a única figura geométrica na qual todos os pontos da superfície estão
à mesma distância do núcleo. É natural, portanto, que corpos com grande
quantidade de massa e forte campo gravitacional, que tudo atrai para seu
núcleo, se tornem esféricos. Na verdade, os planetas não são totalmente
redondos. São ligeiramente achatados, devido ao movimento de rotação.
23.
O que é uma tempestade solar?
Os
gases próximos à superfície solar, mantidos a altíssimas temperaturas, liberam
constantemente prótons e elétrons. Esses elementos permanecem num estado da
matéria conhecido como plasma. De tempos em tempos, algumas regiões do Sol com
campo magnético mais intenso atraem e acumulam esse plasma. Forma-se uma
espécie de manto que impede a saída dos novos prótons e elétrons. As partículas
acumuladas vão pressionando o manto de plasma, que se rompe, resultando em
labaredas gigantes que liberam no sistema solar os prótons e elétrons que
estavam retidos. Essas partículas viajam pelo espaço e chegam aos planetas. O
campo magnético da Terra e a atmosfera funcionam como um escudo que blinda
nosso planeta contra esse tipo de radiação. A vida seria impossível se ele
chegasse à Terra com toda a sua intensidade.
24.
Por que o Sol é vermelho na aurora e no poente?
A
luz do Sol é constituída pelas sete cores do arco-íris: violeta, anil, azul,
verde, amarelo, laranja e vermelho. A luz normalmente se propaga em linha reta,
mas na atmosfera os raios solares colidem com moléculas dos gases que a compõem
e se espalham. Os de menor comprimento de onda, como o azul, são os que mais se
espalham. Por isso o céu é azul. "No nascer e no fim do dia, quando vemos
o Sol no horizonte, os raios precisam atravessar um caminho muito mais longo na
atmosfera", explica Mikiya Muramatsu, coordenador do
Laboratório de Óptica do Instituto de Física da USP. Apenas o laranja e o
vermelho, mais longos, alcançam a região visível aos nossos olhos. É por isso
que vemos o céu avermelhado nesses períodos do dia.
25.
Tudo no universo é feito de átomos?
Análises
realizadas pela sonda espacial Wilkinson, da Nasa, mostram que o universo é
composto de 72% de energia escura, 23% de matéria escura, 4,6% de átomos e
menos de 1% de neutrinos. Na prática, isso quer dizer que menos de 5% do
universo é feito do tipo de matéria que conhecemos e é visível aos nossos
olhos.
26.
Por que o astrônomo Carl Sagan dizia que os humanos são feitos
de poeira estelar?
A
afirmação alude ao fato de que somos feitos dos mesmos elementos que deram
origem às estrelas e aos demais corpos celestes. Até mesmo os elementos
químicos característicos dos seres vivos – como carbono, nitrogênio e oxigênio
– são sintetizados nas fornalhas nucleares no interior das estrelas. Liberados
quando uma estrela explode, esses elementos são incorporados a uma nova geração
de estrelas, aos planetas que se constituem a seu redor e às formas de vida que
vierem a se desenvolver nesses planetas.
27.
Todos os planetas giram em torno do próprio eixo?
Sim,
por duas razões. Primeiro, porque os planetas tendem a conservar o estado de
movimento inicial da matéria que os formou. A mesma atração gravitacional que
mantinha gases e poeira em movimento – antes de reuni-los na forma de planetas
– mantém hoje a rotação. "Tecnicamente, chama-se isso de conservação do
momento angular", diz o astrônomo Francisco José Jablonski, do
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Os planetas também estão sujeitos a
influências gravitacionais de outros corpos, como estrelas e satélites, que
ajudam a definir seu eixo de rotação. Dentro desses parâmetros, há todo tipo de
excentricidade. Vênus, por exemplo, gira em sentido contrário ao dos demais
planetas.
28.
O que aconteceria se a Terra parasse de girar?
Sem
a rotação, responsável pelos dias e pelas noites, a incidência de luz na
superfície seria determinada pelo movimento da Terra em torno do Sol. O dia
terreno passaria a ter a duração de um ano, metade dele com luz solar e a outra
metade no escuro. O longo dia seria tórrido como Vênus (400 graus), enquanto a
noite seria gelada como Júpiter (100 graus negativos). Há dois cenários
teóricos possíveis. No primeiro, os oceanos se congelariam durante a longa
noite de um dos lados do planeta e a Terra mergulharia numa era glacial. No
segundo, a evaporação intensa das águas dos oceanos durante o dia criaria um
efeito estufa de grandes proporções. O resultado seria um calor brutal. Em
qualquer das hipóteses, a vida seria praticamente impossível.
29.
Por que os quatro primeiros planetas do sistema solar são rochosos e os mais
distantes são gasosos?
Logo
após a formação do Sol, há 4,5 bilhões de anos, as moléculas de gás e poeira
que circulavam ao seu redor começaram a se juntar, formando embriões de
planetas. O vento solar acabou por soprar os gases para longe, formando os
planetas gasosos, mais distantes. Mais pesada, a poeira formou os planetas
próximos ao Sol. "Quanto ao tamanho, os planetas gasosos costumam ser
maiores do que os rochosos porque é mais fácil aglomerar gás do que
partículas", explica o astrônomo Eduardo Janot, professor do
Instituto Astronômico e Geofísico da USP.
30.
Que planetas giram em velocidade mais rápida?
O
planeta que gira mais rápido em torno do próprio eixo é Júpiter. Apesar de ser
o maior do sistema solar, leva apenas 9,8 horas para completar uma volta. O
mais lento é Vênus, cuja rotação demora 243 dos nossos dias. Na translação, o
recordista é Mercúrio, cujo ano dura apenas 88 dias. A velocidade decorre da
proximidade com o Sol, que exerce sobre ele forte atração gravitacional. O mais
lento é Netuno: demora 165 anos terrestres para dar uma volta em torno do Sol.
31.
O que aconteceria se a Terra tivesse a baixa gravidade de Marte?
Se
a gravidade da Terra caísse dos atuais 9,8 metros por segundo ao quadrado e se
igualasse aos 3,7 metros por segundo ao quadrado de Marte, a atmosfera
terrestre escaparia lentamente para o espaço. Como gravidade, pressão e
temperatura estão interligadas, a água do mar poderia entrar em ebulição mesmo
a 25 graus. Até a Lua se afastaria da Terra. "Ela seria ejetada para fora
do sistema solar", diz o astrofísico Jorge Ernesto Horvath, da
Universidade de São Paulo.
32.
As nuvens existem na Terra desde que ela nasceu?
Não.
Quando o planeta surgiu, há 4,5 bilhões de anos, era quente demais para
permitir a existência de nuvens, formadas de gotículas de água. Estima-se que
as primeiras nuvens tenham aparecido há 3 bilhões de anos, com uma composição
diferente da atual. Como mostram análises geológicas feitas em rochas, além de
água as nuvens do passado continham metano, amônia, hidrogênio, hélio e gás
carbônico.
33.
O tempo passa de maneira diferente para os astronautas que orbitam a Terra a
bordo da Estação Espacial Internacional?
A
hora marcada por relógios atômicos colocados em órbita acusa diferenças sutis
da ordem de nanossegundos. Esse fenômeno é chamado dilatação gravitacional do
tempo. Para um astronauta na Estação Espacial Internacional, o tempo passa mais
rapidamente do que para quem está na Terra, mas a diferença é imperceptível
para os relógios comuns.
34.
E se o núcleo da Terra esfriasse?
Se
o núcleo terrestre esfriasse, o magma se solidificaria. Não haveria mais
erupções vulcânicas nem terremotos, já que eles resultam do deslocamento das
placas tectônicas sobre o magma. O planeta perderia seu magnetismo, que é
produto do movimento de metais magnéticos presentes no núcleo. As espécies de
águas profundas, dependentes do calor gerado pela desintegração de elementos
radioativos no núcleo terrestre, desapareceriam. Isso desequilibraria a cadeia
alimentar nos oceanos, levando à extinção em massa. Apesar das mudanças, a
superfície do planeta não se congelaria, pois 90% do calor que aquece a Terra
vem do Sol.
35.
Por que não podemos viver sem gravidade?
O
corpo humano reage de modo intenso a alterações na força gravitacional que age
sobre ele. Os astronautas que passam longos períodos no espaço, onde a
gravidade é quase nula, sofrem de enjôos, desorientação e insônia. A falta de
gravidade também altera a circulação sanguínea, causa descalcificação dos ossos
e atrofia dos músculos. Alguns microorganismos, como a salmonela, tornam-se
mais agressivos quando vivem em ambientes quase sem gravidade.
36.
Por que os meteoritos produzem cores brilhantes no céu e até parece que estão
parados, segundo alguns observadores?
As
cores brilhantes são resultado da queima na entrada da atmosfera de substâncias
diferentes que compõem o meteorito. Cada metal emite uma frequência diferente
de luz quando se queima. Qualquer objeto viajando diretamente na direção dos
olhos de um observador pode parecer parado. O desconhecimento desses dois
fenômenos naturais faz com que muitos observadores jurem ter visto objetos
voadores não identificados.
37.
Como se observam os planetas fora do sistema solar?
Ainda
não é possível observar diretamente os planetas fora do sistema solar, porque a
luz das estrelas em torno das quais eles orbitam os ofusca. A maior parte dos
cerca de 300 planetas conhecidos fora do sistema solar foi descoberta pelo
método da velocidade radial. Ao se observar a estrela-mãe e se constatarem
pequenas variações em sua velocidade de órbita, deduz-se que ela esteja sendo
afetada pela presença de planetas. Outro método consiste em avaliar se ocorre
uma oscilação regular na posição da estrela, sinal de que há um planeta em sua
órbita cuja gravidade a atrai. Uma terceira técnica consiste em observar se há
uma diminuição regular da luz da estrela-mãe, o que é causado pela passagem de
um planeta à sua frente. Por meio desse método, também é possível analisar as
cores da luz absorvida pela atmosfera de alguns planetas e detectar a presença
de elementos químicos, como o sódio, ou materiais orgânicos, que são típicos de
planetas, e não de estrelas.
38.
Qual a probabilidade de cair na Terra um asteróide como o que extinguiu os
dinossauros há 65 milhões de anos?
Todos
os asteróides que cruzam a órbita da Terra são potencialmente perigosos. Mas
somente objetos com tamanho acima de 140 metros de diâmetro podem provocar
danos graves. Catástrofes como a extinção dos dinossauros envolvem asteróides
com mais de 10 quilômetros de diâmetro. Estima-se que um corpo celeste dessa
proporção se choque com a Terra a cada 100 milhões de anos, mas, como esse é um
evento de natureza aleatória, é impossível prever impactos futuros. Pelo que se
sabe, não há nenhum asteróide com mais de 1 quilômetro de diâmetro em rota de
colisão com a Terra.
39.
O que se espera descobrir com o novo telescópio espacial James Webb?
O
telescópio que substituirá o Hubble será lançado em 2013 com a missão de obter
dados sobre a formação das primeiras estrelas e planetas. Também deverá captar
imagens que permitam entender melhor a formação e a aglomeração das galáxias. O
James Webb, que ficará posicionado a 1,5 milhão de quilômetros de distância da
Terra – ou seja, quatro vezes mais distante do que a Lua –, terá um espelho de
6,5 metros de diâmetro, detectores de infravermelho ultrapotentes, e será capaz
de captar sete vezes mais luz do que o Hubble.
40.
E se Albert Einstein nunca tivesse nascido?
Diz-se
que a Teoria da Relatividade Especial, proposta por Einstein em 1905, jogou a
ciência dez anos para a frente. Sua segunda grande descoberta, a Teoria da
Relatividade Geral, adiantou os ponteiros do conhecimento em cerca de cinqüenta
anos – desde que, claro, a teoria de 1905 tivesse sido posta de pé. Portanto, a
resposta é: se Einstein não tivesse feito o que fez, a física atual estaria
hoje no patamar em que estava no fim da Segunda Guerra Mundial.
Colaboraram
nesta seção: Augusto Damineli, astrônomo | Eduardo Janot,
astrônomo | Francisco Jablonski, astrônomo | Jaime da Rocha, astrônomo | José
Monserrat Filho, especialista em direito espacial | Jorge Ernesto Horvath,
astrofísico | Maria Assunção Silva Dias, meteorologista | Mikiya Muramatsu,
físico | Oswaldo Duarte Miranda, astrônomo | Paulo Artaxo, geofísico | Petrônio
Noronha de Souza, engenheiro aeroespacial | Victor Rivelles, físico | Walmir
Cardoso, astrônomo | Yara Marangoni, geofísica
Obrigado pela sua visita e volte sempre!
Hélio R.M.Cabral (Economista,
Escritor e Pesquisador Independente da Ciência Cosmológica e assinante de
conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration) e
ESA (European Space Agency.
)
tem sido usado regularmente em seu sentido matemático somente nos últimos 250
anos.