MATERIAL DE APOIO A RESOLUÇÃO AO EXERCÍCIO DE ASTRONOMIA
Autor: Mertalurgica Kato | Publicado: 2013-09-06T07:47:00-07:00



                    
ASTRONOMIA



                    
                    
                    

                    
     
40 perguntas sobre o universo

     

     
     MA - VEJA ()
     
     
     
     
     
     
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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.