Desvendando o Cosmo

Ian Stewart é um dos maiores divulgadores científicos da atualidade. Quando vi o seu novo livro, “Desvendando o Cosmo”, não tive dúvidas, comprei na hora!

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Stewart originalmente escreve sobre matemática, explicando equações complicadas através de linguagem simples. Neste livro, o tema é o universo e os seus infinitos mistérios.

Alguns tópicos abaixo.

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Shoemaker Levy 9

O cometa Shoemaker-Levy 9 mereceu grande atenção da mídia em 1994 (eu lembro bem disso).

Este foi descoberto pelos astrônomos que levam o seu nome em 1993: um cometa fragmentado, muito próximo à órbita de Júpiter. Eles calcularam que o mesmo teria entrado na órbita do gigante havia uns 20 anos, e o efeito da gravidade maciça teria despedaçado o corpo.

Ainda mais espetacular: calculando a trajetória, o cometa colidiria com o planeta em 1994! Seria a primeira vez na história que nós, meros terráqueos mortais, veríamos ao vivo uma colisão dessas!

E, tal qual um relógio, o cometa colidiu com a superfície de Júpiter. Cada um dos cerca de 20 pedaços causou um impacto maior do que todas as bombas atômicas do mundo juntas, e deixou cicatrizes enormes no planeta grandão. Um impacto de algo semelhante na Terra seria devastador.

Depois do Shoemaker-Levy 9, autoridades do mundo inteiro incentivaram o mapeamento de cometas próximos à Terra, a fim de tentar evitar que tenhamos o mesmo destino dos dinossauros.

Júpiter, ou Zeus para os gregos, é o maior deus do Olimpo, nome apropriado para o maior planeta do sistema solar.

Há até uma teoria controversa, de que o irmão maior Júpiter protege os planetas menores, ao atrair corpos celestes errantes com a sua gravidade esmagadora.


O Problema dos três corpos

As leis de Kepler preveem a órbita elíptica dos planetas, decorrentes da Gravidade de Newton. Correto, é isso mesmo, quando temos dois corpos (o Sol e o planeta). Porém, quando temos três corpos, o comportamento desses fica extremamente mais complicado, devido à equação ser não linear.

Uma forma de aproximar a resposta é simplificando, desprezando que os menores influenciem os maiores. Exemplo: “o problema dos dois corpos e meio”: dois corpos enormes (digamos o céu e um planeta) e o comportamento de uma poeirinha, uma espaçonave, sujeita à gravidade dos grandões!


Os Anéis de Saturno

Há uma série de mistérios envolvendo os anéis de Saturno, desde que Galileu apontou o seu telescópio e descobriu “orelhas” no planeta – equipamentos melhores mostraram estas serem os anéis.

O nome “Saturno” vem de “Cronos”, o tempo, o deus grego que devora os seus filhos. As “orelhas” de Saturno davam a impressão de que havia um corpo maior engolfando outros menores.

Uma das perguntas difíceis é sobre a largura dos anéis de poeira e gelo. Algumas delas são estreitas demais, o que seria instável. Uma das hipóteses é a das “luas pastoras”: duas luas guia, que por conta de seus efeitos gravitacionais, prenderiam as partículas dos anéis, tal qual cães-pastores controlam um rebanho. A Voyager 2, em Urano, mostrou um caso desses: um anel entre as luas Ofélia e Cordélia!


Cometa Halley

O livro não poderia deixar de mencionar um dos cometas mais famosos do mundo, o Halley. Em 1705 Edmond Halley pensou: Se planetas têm órbitas elípticas ao redor do Sol, por que corpos menores também não a teriam?

Ele mergulhou em registros esquecidos de cometas avistados, e notou a semelhança entre um especialmente brilhante, com uma cauda impressionante, visto por Petrus Apianus em 1531, Kepler em 1607, e próximo à era de Halley em 1682. Halley postulou que as três ocorrências eram do mesmo corpo, e previu que o cometa voltaria em 1758 – e acertou, na mosca.

Eu também tive o meu encontro com o Halley, é um velho amigo. Vide aqui:
https://ideiasesquecidas.com/2017/08/19/%e2%80%8bo-amante-halley/


O Efeito estilingue

Na primeira viagem do homem à Lua, a trajetória foi relativamente simples: sair da Terra, depois um “empurrão” direto até a Lua. Como não há resistência do ar, pela inércia a aeronave continua em movimento, até serem necessárias outras manobras.

Para a trajetória que minimiza o tempo, essa é a melhor estratégia. Porém, foi descoberto que é possível minimizar a energia (combustível), se a missão não se importar em perder mais tempo.

A ideia é utilizar o “efeito estilingue”. Quando a nave entra na órbita de um planeta, “pega carona” em seu movimento celestial. Quando a nave estiver na posição correta, ela pode gastar um pouquinho de energia para sair da órbita, e buscar um outro planeta para outro empurrãozinho. São cálculos complicadíssimos, mas que viabilizam missões impossíveis de serem feitas sem tal técnica.

É como se fosse uma rodovia espacial, feita com estradas de gravidade. As missões atuais, que não carregam pessoas, apenas equipamentos, usam e abusam dessa estratégia.


Como saber do que as estrelas são feitas?

A estrela é só uma luzinha no céu. Como saber do que ela é feita? A resposta: através de espectros de frequência.

É muito famosa a imagem de Isaac Newton e o seu prisma decompondo a luz.

Melhorando um pouquinho a técnica, temos decomposição espectral de uma fonte de luz.

Agora, aplicando a mesma técnica para compostos conhecidos (por exemplo, aquecendo um gás de hidrogênio e decompondo sua luz), temos uma assinatura espectral própria. Cada átomo absorve frequências diferentes de energia, de modo que, a partir da decomposição da luz, podemos ter uma ideia do que as estrelas são feitas!


Como sei a distância das estrelas?

Esta foi uma pergunta que sempre me fiz. Olhando para o céu, só vemos uns pontinhos. Como os astrônomos sabem que um dos pontinhos está a 1 milhão de anos-luz, e outro, a 100 milhões?

Uma das respostas é utilizando a mesma técnica que os antigos utilizavam para calcular a altura de uma pirâmide com o auxílio de um graveto e das sombras: trigonometria.

Pelo ângulo de diversas medições do mesmo pontinho, em diversos momentos (digamos, uma hoje e outra daqui a 6 meses, quando a Terra estiver no extremo oposto de sua órbita), temos uma estimativa da distância.

Não é a única forma de fazer a estimativa de distâncias. Há outras complementares, como estimar pelo brilho da estrela.


O livro também cita buracos negros (e buracos brancos), energia escura, a criação da Lua, o Big Bang, expansão do universo e inúmeros outros conceitos. São quase 400 páginas de diversão, para quem gosta de física, matemática e meta-física!

Veja também:

Bônus: Trilha Sonora por Rita Lee. Destaque para o trecho “Por você vou roubar os anéis de Saturno”