sexta-feira, 21 de setembro de 2012

Como a luz nos mostra o passado do Universo?


Muitos têm conhecimento de que quando olhamos para uma estrela estamos vendo seu passado. Isso ocorre com o próprio Sol. Na verdade muitas das estrelas que observamos no céu noturno podem já ter morrido há muito tempo. Mas por que isso acontece?

Os dois principais fatores que participam desse fenômeno são as imensuráveis distâncias do universo e a velocidade da luz. A luz viaja à fantástica velocidade de 299.792.458 m/s. Isso pode até ser muito rápido para os padrões humanos de velocidade, porém a imensidão do universo torna essa velocidade ineficiente. Sendo assim a luz, o fenômeno mais rápido que se tem notícia, demora milhares, milhões ou até bilhões de anos para percorrer o universo.

Os cientistas, em uma tentativa de tornar essas distâncias mais compreensíveis, criaram o ano-luz. Cada ano-luz possui cerca de 10 trilhões de quilômetros e utilizamos essa medida em larga escala na astronomia. Por isso, quando utilizamos expressões como “10 anos-luz” entenda que estamos tratando de uma distância no espaço e essa distância é tão grande que a luz, com toda sua velocidade, demora dez anos para completar.

Como já falamos as distâncias no universo são enormes. A estrela mais próxima do Sol é chamada Proxima Centauri  e está a 4,2 anos-luz de distância. E justamente essas enormes distâncias, junto com a ineficiência da luz para percorrer tais percursos com rapidez, faz com que a luz que vemos nos mostre o passado.

Analise o esquema da imagem a seguir. Há uma estrela situada a 10 anos-luz de um observador qualquer que a vê apenas a olho nu durante as noites (figura A). Esse observador não sabe, porém a estrela que ele vê com frequência explodiu e criou uma nebulosa planetária, portanto, não emite mais luz. Contudo, um dia depois da explosão, se o observador olhar para o céu ainda verá a estrela lá, intacta. Como? Bem, é simples. A luz que a estrela emitia antes de ter seu brilho extinto ainda não chegou toda ao observador e ainda continua seu trajeto (Figura B). Ainda há luz, proveniente dos dias de vida da estrela, vindo na direção do observador e isso ocorrerá por mais dez anos até que o último fóton emitido pela estrela chegue a Terra.


Apesar da ilusão persistente de que a estrela ainda se mantém lá ela já não existe. O observador, como ilustrado no item (b) da figura acima irá ver a estrela, todos os dias até que a luz toda chegue. Ele no item (b) está vendo o passado da estrela, um passado onde ela ainda existia. Isso acontece com o próprio Sol. A luz que vem do Sol em nossa direção demora aproximadamente 8 minutos para chegar até nós. Se ele simplesmente se apagasse iríamos demorar 8 minutos para perceber.  Isso tudo quer dizer que muitas das estrelas que vemos no céu noturno podem nem mais estar lá.





Fonte: http://bit.ly/RG5hLx

2 comentários:

Bogdan disse...

O que me intriga é que quando olhamos para o Sol ou outra estrela o que vemos é o seu formato e não os fótons que vem em nossa direção.
Seus fótons são lançados ao espaço em todas as direções, e sendo assim só parte deles chegam a Terra, e ainda assim com certeza dispersos e não formando uma figura.
Ou seja, quanto mais longe eles estiverem do ponto de origem, mais um fóton estará longe um do outro, pois eles foram lançados ao espaço em ângulos diferentes da sua origem.
Será que a velocidade da imagem não é mais velos que a da luz?
Tenho a impressão que existe uma outra física que explique a visão como algo instantâneo e que esta difere da reflexão da luz.

No aguardo de um comentário.
Bogdan

Heloise disse...

Bogdan, que eu saiba não existe isso de "velocidade da imagem", porque se nós vemos algo quer dizer que a luz bateu nesse objeto e a imagem que vemos dele é a radiação que chega até nós enquanto os fótons interagem com ele, ou ele é a "própria luz em si", como as estrelas, por exemplo.

A luz de uma estrela, no caso dado, demora um tempo para chegar aos nossos olhos pois as distâncias são muito grandes que nem mesmo a luz consegue percorrê-las instantaneamente. Essa energia é emitida radialmente e como as estrelas são esféricas, então a luz sai de todas as direções, pois pra qualquer lugar que "aponte" ela terá a distância de um raio de esfera para percorrer.

Olhe para essa imagem: http://sphotos-f.ak.fbcdn.net/hphotos-ak-ash3/576253_368298579914027_1705718705_n.jpg

Percebe que os raios de luz que já não estão mais no Sol estão mais distantes daqueles outros que foram emitidos junto deles? Ok.

Percebe também que não são apenas nessas direções que a luz é emitida? São em TODAS elas, ou seja, naqueles espacinhos que não tem raios de luz em breve serão preenchidos por causa da atividade da estrela. (imaginando que conseguimos visualizar a diferença de tempo entre a emissão de um e outro raio de luz) Ok.

Existe uma coisa que chamamos de "fluxo luminoso", que determina a quantidade de energia que é recebida em uma certa quantidade de área. Quanto mais próximo do objeto luminoso, maior será o meu fluxo, quanto mais distante do objeto, menos fluxo, independente do tamanho da área que determinei. Por quê? Oras, por causa das diferentes direções que a luz é emitida e dos diferentes tempos!

Essa dispersão de luz não fornece diferença entre a imagem que vemos e a forma como o objeto é.

Veja essa imagem: http://sphotos-g.ak.fbcdn.net/hphotos-ak-snc6/228839_368301133247105_424805031_n.jpg

São fotos tiradas de um mesmo espaço de área em diferentes tempos (a última imagem está um pouco deslocada mas ainda dá para perceber a diferença entre as outras). A luz sempre chega até nós, só que a radiação dos objetos mais distantes demora mais, e por estarem mais longe, os primeiros raios que chegam estão dispersos, então preciso esperar um tempo maior para que chegue mais luz e então consigamos visualizar o objeto mais claramente.



Infelizmente eu não sei te explicar como toda essa situação se aplica quando formos olhar para objetos não esféricos como nebulosas, galáxias, supernovas, etc, mas acredito que os critérios de observação e estudo utilizados são bastante rígidos para que a informação seja repassada da forma mais verdadeira possível ao restante das pessoas no planeta.