1500: Investigador da NASA mostra velocidade da luz em vídeos

A luz é a coisa mais rápida do universo! No vácuo (espaço onde não existe matéria), a velocidade da luz é de 299 792 458 metros por segundo, ou seja, aproximadamente 300 000 quilómetros por segundo.

A velocidade da luz é considerada um limite universal para a Física moderna. Mas quão rápida é a velocidade da luz comparada com o grande tamanho do universo? O Investigador da NASA James O’Donoghue mostra-nos em vídeo!

O Investigador da NASA James O’Donoghue disponibilizou recentemente um conjunto de três vídeos que mostram afinal o quão rápida é velocidade da luz comparativamente a algumas distâncias.

Num dos vídeos, o investigador compara, a velocidade da luz com a distância da Terra à Lua. Existe também um vídeo que relaciona a velocidade da luz, com a distância da Terra ao planeta Marte.

Velocidade da luz em volta da Terra

O comprimento da linha do equador é cerca de 40 000 km. Se o nosso mundo não tivesse atmosfera (o ar refracta e diminui um pouco a luz), um fotão deslizando ao longo da sua superfície e à velocidade da luz poderia fazer a linha do equador quase 7,5 vezes por segundo.

Da Terra à Lua

A Lua é o único satélite natural da Terra, situando-se a uma distância de cerca de 384 405 km do nosso planeta. E se viajássemos à velocidade da luz, para lá chegar?

Contas feitas, uma viagem da Terra à Lua, à velocidade da luz, levaria cerca de 2,51 segundos.

Da Terra ao planeta Marte

A terceira animação do investigador James O’Donoghue relaciona a distância da Terra ao planeta Marte numa viagem feita à velocidade da luz. O mais rápido que uma ligação poderia acontecer entre a Terra e Marte é quando os planetas estão no ponto mais próximo um do outro, algo que acontece uma vez a cada dois anos. Em média, a melhor distância do cenário é de cerca de 54,3 milhões de quilómetros.

Contas feitas, numa viagem de ida e volta, à velocidade da luz, seriam precisos 6 minutos e quatro segundos.

No entanto, em média, Marte está a cerca de 158 milhões de milhas da Terra – então uma comunicação bidireccional, à velocidade da luz, levaria em média cerca de 28 minutos e 12 segundos.

A velocidade da luz é incrivelmente rápida. No entanto, a velocidade da luz pode ser avaliada como lenta se, por exemplo, tivermos como desafio a comunicação entre o planeta Terra e outros planetas, especialmente quaisquer mundos além do nosso sistema solar.

Via // pplware
20 Jan 2019

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517: Galáxias distantes movem-se mais depressa do que a velocidade da luz

Uma das primeiras coisas que aprendemos nas aulas de ciência é que nada pode viajar mais rápido do que a velocidade da luz. Essa é uma regra fundamental proposta por Albert Einstein em sua Teoria da Relatividade.

Os físicos acreditam agora que pelo menos uma coisa pode quebrar esta regra – o próprio universo. Os astrónomos acreditam que há galáxias a afastar-se da nossa a uma velocidade maior do que a velocidade da luz. Como resultado, provavelmente nunca conseguiremos vê-las.

Há 13,78 mil milhões de anos, o nosso universo, que se concentrava num ponto muito pequeno e denso, explodiu num evento a que chamamos Big Bang. Após a explosão, o universo expandiu a uma taxa de 10¹⁶ numa fracção de segundo, durante um período de inflação que ocorreu a uma velocidade maior do que a da luz.

Depois disso, seria de se imaginar que o universo se expandiria a uma taxa constante ou que diminuiria de velocidade. Se a velocidade diminuísse, poderíamos ver até ao limite, pois não haveria nenhum lugar que fosse demasiado longe para a luz viajar.

Em vez disso, a taxa de expansão do universo tem acelerado. E há lugares no universo que estão tão distantes que os fotões nunca chegarão lá. Como resultado, as bordas do nosso cosmos permanecem na sombra. O que está para lá é um mistério que talvez nunca possamos resolver.

Essa expansão ainda está a ocorrer, a uma taxa cada vez maior. E não é apenas a matéria, mas o tecido do próprio universo. Além disso, as galáxias mais distantes parecem estar a mover-se mais rápido do que as que estão mais perto de nós. Pode até haver algumas a mover-se mais rápido que a luz – e se for esse o caso, dificilmente as detectaríamos.

A taxa de expansão universal é de 68 quilómetros por segundo por megaparsec. Um parsec é 3,26 milhões de anos-luz, enquanto um megaparsec contém um milhão de parsecs. A cada parsec mais longe que uma galáxia está da nossa, é preciso adicionar 68 quilómetros por segundo à sua velocidade.

Quando chegam a cerca de 4.200 megaparsecs de distância, as galáxias viajam mais rápido que a luz – só por curiosidade, 4.200 megaresecs é igual a 130.000.000.000.000.000.000.000 km.

Os astrónomos conseguem calcular a que distância uma galáxia está pela distância que percorreu e pelo tempo necessário para percorrer essa distância, observando cuidadosamente a luz que vem dela.

Podemos dizer a que distância uma galáxia se encontra por algo chamado desvio para o vermelho e pela mudança para o azul. Quando uma galáxia se afasta, a luz demora mais para chegar até nós. Todo esse espaço entre a galáxia e nós força o comprimento de onda da luz a alongar-se, movendo-a em direcção à parte vermelha do espectro.

Isso é conhecido como desvio para o vermelho. Esses objectos que se afastam de nós parecem vermelhos enquanto aqueles que se movem na nossa direcção, cujos comprimentos de onda encurtam, parecem azuis.

NASA
Os astrónomos conseguem calcular a que distância uma galáxia está observando a luz que nos chega dela.

A coisa mais distante que podemos detectar é o fundo cósmico de micro-ondas (CMB), um resíduo do que sobrou do Big Bang. Criado há 13,7 mil milhões de anos, agora estende-se homogeneamente por 46 mil milhões de anos-luz de distância em todas as direcções.

De acordo com Paul Sutter, astrofísico da Universidade do Estado de Ohio, nos EUA, e cientista-chefe do Centro de Ciências COSI, a noção de que a velocidade da luz é a velocidade máxima para a matéria (ou para dados) vem da relatividade especial de Einstein. Mas isso é parte do que ele chama de “física local”. Pode e, de facto, deve ser aplicado às coisas próximas.

Longe, nas profundezas do espaço, no entanto, a relatividade geral aplica-se, mas a relatividade especial não, e isso faz com a luz não seja exactamente o parâmetro, à medida que a velocidade mais alta se torna menos certa. A implicação de um universo em constante aceleração é uma morte cósmica melancólica.

Ao longo de mil milhões de anos, acredita-se que as galáxias se expandirão tão longe umas das outras que os gases que se reúnem para formar estrelas não se conseguirão unir.

A luz de outras galáxias também não nos poderá alcançar. E sem novas estrelas em formação, não serão nada para substituir as que se esgotaram. Isso significa um desvanecimento lento de toda a luz no universo e, no seu lugar, um cosmos para sempre envolto em trevas geladas. O universo vai literalmente apagar, a menos que outras forças possam neutralizar esse fenómeno.

ZAP // HypeScience / Big Think

Por HS
6 Maio, 2018

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