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Animação mostra que velocidade da luz é bastante lenta sob a ótica do universo



Por Patrícia Gnipper

Sob o nosso ponto de vista, a velocidade da luz é absurdamente rápida, com uma velocidade de cerca de 299.792 metros por segundo no vácuo (ou 1,070 bilhão de quilômetros por hora). Contudo, sob a ótica do universo, a velocidade da luz é extremamente lenta — e um cientista da NASA preparou 3 animações simples que nos ajudam a enxergar a lentidão da velocidade da luz sob esse olhar cósmico.

James O'Donoghue, cientista planetário da agência espacial dos Estados Unidos, animou quanto tempo leva para a luz viajar pela Terra, assim como entre nosso planeta e a Lua, e também em relação a Marte. E, apesar de a velocidade da luz ser mais rápida do que a velocidade máxima que qualquer objeto pode atingir ao viajar pelo espaço, as animações mostram que o limite da velocidade da luz no universo faz com que ela seja rápida e lenta ao mesmo tempo — tudo depende do ponto de vista.

Velocidade da luz em relação à Terra

via Gfycat


Nesta primeira animação, O'Donoghue mostra como a luz se move rapidamente em relação ao nosso planeta. E, por se tratar do ponto de vista da Terra, a velocidade da luz nesta animação parece extremamente rápida, tal qual a percebemos por aqui.

Velocidade da luz entre Terra e Lua

via Gfycat


O'Donoghue mostra, nesta segunda animação, que a velocidade da luz já pode ser considerada não tão rápida assim ao se considerar seu trajeto entre a Terra e a Lua. A distância média entre nosso planeta e seu satélite natural é de 384.400 km, o que significa que a luz vinda da Lua chega a nós com cerca de 1,25 segundo de atraso, enquanto uma viagem de ida e volta entre Terra e Lua à velocidade da luz leva cerca de 2,51 segundos.

E esse tempo cresce um pouquinho a cada dia, visto que a Lua lentamente se afasta da Terra a uma taxa de 3,8 centímetros por ano.

Velocidade da luz entre Terra e Marte

via Gfycat


E nesta terceira animação de O'Donoghue, já podemos ver o quanto a velocidade da luz parece lenta já ao considerar a distância entre nosso planeta e seu vizinho próximo, Marte. Quando ambos planetas estão em seu máximo ponto de aproximação (o que acontece uma vez a cada dois anos), a distância mais curta possível entre eles é de 54,6 milhões de quilômetros, com a luz levando 3 minutos e 2 segundos para viajar entre Terra e Marte nessa aproximação mais próxima.

Mas, quando consideramos a distância média entre Terra e Marte (e não apenas a distância de sua aproximação máxima), partículas viajando na velocidade da luz levam cerca de 14 minutos e 56 segundos na viagem só de ida. Ou seja: as naves da NASA que estão em Marte transmitem dados na velocidade da luz, e esse atraso na comunicação impede a realização de tarefas "ao vivo", como se os rovers fossem carros de controle remoto. Por isso, a agência espacial trabalha de maneira cuidadosa ao enviar novos comandos para as naves e sondas para que tudo aconteça no momento preciso, considerando esse delay. Esse também é um dos motivos pelos quais a sonda Mars 2020, que será enviada no ano que vem, contará com inteligência artificial para ser capaz de realizar tarefas de maneira ainda mais autônoma, sem depender exclusivamente dos comandos vindos da Terra em sua exploração marciana.

E quanto mais longe, mais tempo leva para a luz viajar pelo espaço
As comunicações entre a Terra e naves como Voyager 1 e 2, ou a sonda New Horizons, demoram cada vez mais para acontecer à medida em que as naves se afastam de nosso planeta. A Voyager 2, que recentemente iniciou seu trajeto rumo à saída do Sistema Solar e entrada no espaço interestelar, chegou a 18 bilhões de quilômetros da Terra, com cada mensagem da nave demorando 16 horas e meia para chegar. Já a New Horizons, que sobrevoou o objeto transnetuniano Ultima Thule no início do ano (a cerca de 4 bilhões de km da Terra), leva cerca de 6 horas para conseguir enviar sinais à NASA.

E, à medida em que as distâncias cósmicas aumentam, ainda que o valor da velocidade da luz se mantenha o mesmo no vácuo, o tempo em que a luz leva para chegar de um lugar a outro é cada vez maior, o que faz com que a velocidade da luz seja considerada extremamente lenta para os padrões cósmicos. Considerando, por exemplo, o exoplaneta Proxima b, que orbita a estrela Proxima Centauri e está a apenas 4,2 anos-luz da Terra: essa distância representa cerca de 39,7 trilhões de quilômetros e a nave Parker Solar Probe, que a NASA enviou para estudar o Sol de pertinho e é a nave mais veloz já construída pelo homem (navegando a mais de 700 mil quilômetros por hora em sua velocidade máxima), levaria 13.211 anos para chegar a Proxima b. Se fosse possível viajarmos à velocidade da luz, demoraríamos 4,2 anos para chegar lá.

O universo tem cerca de 13,77 bilhões de anos, e estima-se que o universo conhecido tenha 93 bilhões de anos-luz de diâmetro. Para viajar de ponta a ponta na velocidade da luz, a resposta é: levaríamos uma quantidade infinita de tempo para atravessar o universo, já que ele está em constante expansão, com regiões do espaço permanecendo para sempre isoladas já que sua expansão acontece mais rapidamente do que a velocidade da luz.


Arte combina mapas logarítmicos do espaço e imagens da NASA para criar essa representação do universo, começando com o Sistema Solar no centro e terminando com a radiação cósmica de fundo do Big Bang (Imagem: Pablo Carlos Budassi)

FONTE: Business Insider (1) e (2), Forbes

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