Dimensões do Universo

Qual é o tamanho do Universo?

Literalmente, existe uma única resposta possível: o Universo é infinito e, portanto, não pode ser medido. Entretanto, dentro das fronteiras do conhecimento atual sobre o Universo, podemos apresentar, para uma percepção mais ampla, alguns conceitos não usuais em nosso dia a dia.

Quando se fala em distâncias, pensamos logo no metro e no quilometro. No caso do Universo, veremos que estas unidades não são convenientes. Os números são muito grandes e, mesmo em notação científica, a percepção da real dimensão das coisas fica desconfortável. A solução é definirmos uma nova escala para distâncias. Vamos começar nosso passeio pelo Espaço usando as unidades convencionais de medida.

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Inicialmente, vamos visitar nosso satélite natural, a Lua. Faremos a viagem em um moderno ônibus espacial capaz de atingir a marca de 5000 km/h.

A distância Terra-Lua é de aproximadamente 384 000 km. Deste modo, nossa viagem levaria  3 dias e 5 horas. Chegando na Lua é natural que você faça uma ligação para casa avisando que fez boa viagem. Você notará algo estranho na ligação: há um pequeno atraso de 2,5 segundos entre a sua voz e a voz da pessoa no outro lado da linha. Não se preocupe. Não é defeito do aparelho.

 A explicação é simples. O sinal de microondas emitido por seu telefone é um sinal eletromagnético como a luz. A radiação eletromagnética viaja pelo espaço a uma velocidade máxima de aproximadamente 300.000 km/s. Quando você fala ao telefone na Lua, sua voz leva um pouco mais que 1 segundo para chegar a Terra e a resposta leva o mesmo tempo para chegar até você.

Vamos imaginar agora que após passar alguns dias na Lua, você decida ir para Plutão, o planeta anão mais afastado do sistema Solar. Na melhor situação, a distância Lua-Plutão é de cerca de 5.760.000.000 km. Deste modo, nosso ônibus espacial levaria mais de 130 anos para chegar lá. Obviamente, você morreria antes de completar a viagem.

Como a viagem é impossível, suponha que você decida telefonar para um amigo Plutoniano que conheceu na Internet. Você precisaria esperar cerca de 5h20 para que seu sinal de voz chegue a Plutão e mais 5h20 para receber a resposta. Como você pode ver as coisas estão complicadas.  Nós só conseguimos perceber o real significado da distância quando calculamos o tempo de uma viagem hipotética ou o tempo de uma chamada telefônica.

Para superar esta dificuldade, foi definida uma unidade de medida chamada UA - Unidade Astronômica. Esta unidade corresponde à distância Terra-Sol média, quer dizer, 149.600.000 km.  Vemos que além do conforto, conseguimos perceber melhor as distâncias relativas no sistema solar. A ilustração seguinte mostra o tamanho relativo dos planetas comparados com o Sol. As distâncias relativas estão fora de escala.

Cortesia: NASA

É fácil perceber que em termos de unidades Astrômicas (UA), temos uma idéia muito melhor das distâncias relativas dos planetas.

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 O céu sempre foi uma atração especial para o homem. Desde os primórdios da raça humana, o Sol, a Lua e os demais astros visíveis exerceram enorme fascínio sobre nós. Eram Deuses. Causavam medo e ao mesmo tempo admiração. Entretanto, a regularidade dos dias, das fases Lunares e a posição das demais estrelas no céu foram, ao longo do tempo, gradualmente sendo assimiladas e registradas. Isto faz da Astronomia a mais antiga das ciências.

Acredita-se que as primeiras observações sistemáticas foram feitas pelos Egípcios, Chineses e Babilônios que todavia não chegaram a interpretá-las. Foi Tales de Mileto (640 – 560 A.C.), o primeiro dos grandes filósofos gregos, quem deu início às observações astronômicas científicas.

Nosso Sol, fonte primária da vida na Terra, como qualquer outra estrela, possui um ciclo de vida.

O Sistema Solar nasceu à cerca de quatro bilhões de anos atrás. Uma estrela nada mais é que uma enorme concentração de hidrogênio e helio que se juntou devido à atração gravitacional. Uma vez formada, a estrela passa sua vida lutando contra o próprio gigantismo. A enorme quantidade de matéria tende a implodí-la devido à gravidade. No seu interior a pressão é tamanha que eleva a temperatura a milhões de graus Celsius.

Nestas condições ocorre a fusão termonuclear do hidrogênio em helio. É esta energia liberada que consegue equilibrar a enorme atração gravitacional.
Mas nosso Sol não é constituído somente de hidrogênio e hélio. Análises da radiação solar indicam a presença de elementos mais pesados que o ferro. O Universo, na sua totalidade, é consitituído basicamente de hidrogênio e hélio. A existência de elementos mais pesados no Sol deve-se ao fato de que o mesmo é uma estrela de segunda geração, ou seja, a nuvem gasosa que se condensou dando origem ao Astro-Rei e seus planetas advém de uma estrela anterior que, no fim de seu ciclo, explodiu (Supernova).

Propriedade do Sol Valor numérico

Idade 4.500.000.000 de anos

Distância média da Terra 150.000.000 km (1 UA - unidade astronômica)

Período de rotação 26,8 dias

Diâmetro 1.391.900 km (109 vezes o da Terra)

Massa ( = 99,86% de todo o Sistema Solar) 1,99 x 1030 kg (333.400 vezes a da Terra)

Composição Hidrogênio = 71% ,Helio = 26,5% e outros = 2,5%

Temperatura superficial 5.770K (5.497oC)

Apesar destes números impressionantes, nosso Sol é apenas uma estrela de quinta grandeza. Depois do Sol, a estrela mais próxima da Terra é Alfa Centauri, distante cerca de 40.700.000.000.000 km (40 trilhões e 700 bilhões de km). Em termos de unidades Astronômicas, equivale a mais de 272.000 UA.

(Conheça o Sistema Alfa Centauri aqui)

Para essas distâncias interestelares, os astrônomos resolveram definir uma outra unidade mais conveniente que a UA. Esta nova unidade chama-se ANO-LUZ e corresponde à distância que a luz (radiação eletromagnética) percorre em um ano. Essa distância equivale a cerca de 9,46x1012 km. Nestes termos, a distância Terra - Alfa Centauri é 4,3 anos-luz. Isto nos dá uma idéia bem melhor das distância interestelares.

Uma consequência interessante da enorme distância que nos separa de outros sistemas estelares, é a informação que temos sobre os mesmos. No caso de Alfa Centauri, o que vemos através dos telescópios, diz respeito ao que era a estrela a 4 anos e 3 meses atrás. Se por ventura Alfa Centauro explodir hoje, só ficaremos sabendo daqui a 4 anos e 3 meses (tempo que o clarão da explosão vai levar para chegar aqui). Por outro lado, comparado com a idade das estrelas, esses 4 anos e 3 meses são menos do que uma minúscula fração de segundo.

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(+ sobre galáxias)

Nossa estrela mãe, o Sol, e sua vizinha mais próxima, Alfa Centauri, fazem parte de um conjunto de cerca de 1 bilhão de outras estrelas que formam a nossa Galáxia, a Via-Láctea.

Em uma noite de céu limpo e em um local afastado das luzes da cidade, podemos ver uma faixa luminosa no céu. Esta faixa de luz difusa pode ser vista de qualquer local da Terra e em qualquer época do ano. Até a invenção do telescópio ninguém sabia o que significava essa faixa leitosa ou Via-Láctea ("Milky Way" em inglês). Foi só há cerca de 300 anos que os primeiros telescópico revelaram que essa faixa era composta de estrelas. Há 70 anos, telescópios mais poderosos fizeram uma revelação mais surpreendente ainda. A Via-Láctea é apenas uma dentre milhões e milhões de outras galáxias.
Via-Láctea é uma galáxia espiral. O nosso Sistema Solar acha-se afastado cerca de 40.000 anos-luz do centro da Via-Láctea que mede cerca de 100.000 anos-luz de diâmetro. Em outros termos, nós nos encontramos na periferia da Via-Láctea.

A galáxia de Andrômeda é a mais próxima da Via-Láctea. Acredita-se que a Via-Láctea seja muito parecida com Andrômeda. Juntas, estas duas galáxias fazem parte de um grupo com várias outras galáxias, chamado Grupo Local de Galáxias.

Andrômeda está tão longe que sua luz leva mais de 2 milhões de anos para chegar até nós, ou seja, a foto que vemos acima, corresponde ao que era Andrômeda a 2 milhões de anos atrás. Entretanto, mesmo 2 milhões de anos não é grande coisa comparado com a idade do Universo.

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Do que vimos acima, fica clara nossa posição insignificante. Desde 1543 quando Nicolau Copérnico mostrou que não éramos o centro do sistema Solar, nossa posição no Universo vem se revelando cada vez menos importante. Um pouco mais tarde, Isaac Newton foi um dos primeiros a afirmar que as estrelas são Sois como o nosso. Atualmente, sabe-se que o Sol não passa de uma estrela de quinta grandeza, a meio caminho entre o centro e a extremidade da Via Láctea, que também não passa de uma modesta Galáxia em meio à bilhões de outras. Algumas teorias mais recentes e ainda precárias, chegam a supor que nosso Universo é apenas um dentre muitos outros possíveis. De qualquer modo, na escala astronômica, somos menos que micróbios amontoados num minúsculo grão de "poeira cósmica".

Terra, nosso grão de "poeira cósmica", provavelmente, o mais belo grão de poeira no Universo próximo.
Existem ainda muitas perguntas e poucos respostas. Será que lograremos um dia vencer as enormes distância que nos separam de outros sistemas estelares? Estaremos sós nessa Imensidão do Universo? Qual a idade do Universo e por quantos anos ainda ele existirá? Ou será que o Universo é eterno, sem começo e sem fim?

A odisséia humana deve prosseguir sem trégua. Entre dúvidas, erros e acertos o homem vai abrindo seu caminho em direção ao infinito.