domingo, 20 de abril de 2008

MEDINDO O UNIVERSO I

Talvez o leitor já tenha se perguntado sobre como os astrônomos medem as distancias entre estrelas, galáxias, suas dimensões e até mesmo o universo. Considerando que são medidas de coisas que não estão acessíveis diretamente aos cientistas, o leitor deve estar imaginando alguma forma de medida à distância através da luz visível e outras ondas. Alguém sugerirá ondas de rádio, microondas, ultravioleta, raios-x, raios-gama, etc, que são todas ondas eletromagnéticas, como a luz, sendo diferentes apenas na freqüência. Os físicos costumam chamar de luz, a todas as ondas que tem a mesma natureza que ela (as ondas eletromagnéticas) e chamam de “luz visível” a estreita faixa de freqüências que são captáveis pelo olho humano, um aparelho receptor de ondas eletromagnéticas (antena) bastantes limitado, até porque extremamente pequeno (em captação de ondas, tamanho é documento).

Se o leitor está pensando em alguma espécie de radar, esqueça, não será útil na astronomia. O radar envia ondas, que são refletidas de volta e captadas por um receptor. Conhecido o tempo de retorno e a velocidade da onda, é fácil calcular a distância do objeto, e normalmente os sistemas de radar contém módulos eletrônicos que apresentam essa informação de forma gráfica, para rápida apreensão do operador. Outra informação que pode ser obtida diretamente da onda refletida é a velocidade (apenas na direção da linha imaginária que passa pelo radar e pelo objeto investigado), tanto de afastamento como de aproximação, informação obtida pela variação da freqüência (efeito dopler). O problema com o uso do radar na medição de distâncias e velocidades astronômicas é a distância excessiva. Dentro do sistema solar, as distâncias são da ordem de minutos-luz a horas-luz, isto é a luz (e as ondas de rádio), à velocidade de aproximadamente 300.000km/segundo, demora de alguns minutos a algumas horas para atingir qualquer um dos outros planetas. Quanto às estrelas, as mais próximas estão a alguns anos-luz de distância e a imensa maioria (dentro de nossa galáxia) está a muitos milhares de anos-luz (com exceção do sol, que está apenas a pouco mais de 8 minutos-luz). Ninguém imagina que os astrônomos utilizarão radares que só fornecerão informações muitos (geralmente milhares) de anos depois de começarem a operar. Mas o tempo de retorno não é o único problema. Se uma fonte de ondas emite igualmente em todas as direções, a potencia (energia/tempo), que atravessa uma determinada área, decairá de acordo com o quadrado da distância (distância x distância). Se a distância entre o radar e o objeto investigado for muito grande, este receberá uma fração infinitesimal da energia emitida, e o receptor do radar receberá uma fração infinitesimal desta fração infinitesimal. O leitor já pode perceber que não podemos nem sonhar em controlar fontes de energia tão potentes a ponto de construirmos radares capazes de medir distâncias interestelares. Para se ter uma idéia, estrelas anãs-marrons não podem ser observadas diretamente, por sua excessiva fraqueza de emissão, mesmo as mais próximas. Entretanto, elas próprias emitem uma quantidade de energia imensamente maior do que tudo que a humanidade poderia sonhar em dominar. E mesmo que dispuséssemos (em uma hipótese absurda) de fontes de energia tão fortes a ponto de obter um reflexo captável de um objeto frio a distância estelares, isto em nada adiantaria no que tange às estrelas, que emitem quantidades imensas de energia em toda faixa de freqüências, ocultando qualquer energia que refletisse nelas.

Mas, espere aí! Muitos objetos estudados pelos astrônomos emitem energia com potencia suficiente para ser captada por nós, ou influenciam de alguma forma algum objeto que emite energia, ou interfere de alguma forma na transmissão dessa energia até nós. Portanto, não precisamos emitir energia até eles, para captar o reflexo, basta captar a energia que eles próprios transmitem. Mas será que essa energia trás toda a informação que obteríamos por meio de um radar? Há três informações principais que podem ser obtidas direta ou indiretamente. Distância, velocidade e características do objeto. Veremos mais sobre isto num artigo próximo.

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