18 de junho de 2015
O Laboratório do Bode: Gravitação Universal
Você gosta de ir à praia? Sim?
Não? Depende? Bom, acho que a maior parte das pessoas que vivem em cidades com
uma faixa litorânea (e algumas que não também!) já devem ter percebido uma
peculiaridade do mar. Cerca de duas vezes por dia, ele varia em sua extensão.
Uma hora a faixa de água está mais recuada, mas algumas horas depois ela
avança. A esse fenômeno, damos o nome de maré.
Mas... Por que ele ocorre? Você já
parou para pensar nisso? Bom, a causa disso é uma das chamadas forças
fundamentais do universo: a gravidade! Você já deve ter ouvido falar neste
nome, e provavelmente estudou (ou irá estudar) um pouco sobre ela na escola. A
gravidade é, sendo bem grosseiro na descrição, a força que nos mantêm no chão,
e nos faz cair. Na Terra, esta força é de aproximadamente 10 metros por
segundo. Na maior parte dela, pelo menos.
Mas, o que gera esta força? Bem,
segundo Sir Isaac Newton, que formulou a Lei da Gravitação Universal, a
gravidade é diretamente proporcional à massa do objeto. Assim sendo, quanto
maior a massa do objeto, maior a gravidade que ele exerce. Percebam que não
usei o termo “peso”, e sim “massa”, uma vez que peso é o produto da massa
multiplicada pela aceleração da gravidade. Isso quer dizer que objetos de mesma
massa podem ter pesos diferentes sob gravidades diferentes.
Ok, talvez não ESSA Gravidade... |
Esta aceleração é gerada devido à
uma distorção que a matéria causa no espaço-tempo. Pera um pouco. E o que raios
é espaço-tempo? Imagine um plano, ok? Para você determinar um ponto em um
plano, são necessários dois outros pontos de referência, normalmente chamados
de x e y. Quando passamos a nos mover em TRÊS dimensões (quando nadamos em
uma piscina bem funda, por exemplo), apenas dois pontos são insuficientes para
uma localização, sendo necessário usar um terceiro referencial, comumente
chamado z. Eis que quando se trata de
distâncias EXTREMAMENTE grandes, tais como àquelas entre galáxias, um QUARTO
ponto de referência se torna necessário, o tempo (t). E é este sistema de coordenadas em quatro dimensões que
chamamos de espaço-tempo. E a presença de matéria distorce isso. Parece
complicado? E é mesmo. Mas o vídeo abaixo (em inglês, infelizmente) vai
explicar um pouco melhor como isso funciona.
Esta distorção é o que gera a
atração gravitacional. E como visto no vídeo, quanto mais matéria, maior a
atração gravitacional, o que atrai mais matéria, que por sua vez vai causar um
aumento na atração gravitacional... e por aí vai. É este o processo que, ao
longo de centenas de BILHÕES de anos, originou todos os corpos celestes,
inclusive a Terra e o resto do nosso sistema solar. Ao longo do tempo, cada
pedacinho de poeira cósmica foi se aglomerando até formar um corpo sólido. Em
uma nota relacionada, esta atração toda continua atuando no corpo, mesmo depois
de consolidado, gerando uma quantidade considerável de pressão, o que origina
em... calor. Isso, calor. É exatamente por isso que o interior da Terra é tão
quente, e é por isso que as estrelas são ainda mais quentes, levando em
consideração que até mesmo o nosso Sol, uma estrela que está longe de ser
notável por seu tamanho, é ordens de magnitude mais massivo que a Terra. Alguma
coisa como 333000 vezes mais massivo.
Mas uma coisa que sempre me
deixou encasquetado, e que a alguns anos atrás eu entendi direito, é o
seguinte: Se a gravidade atrai tudo, e quanto mais massivo um corpo, maior a
sua gravidade, por que raios o sistema solar não “cai” para o Sol? Dois
fatores. O primeiro, é que assim como nós somos atraídos para o Sol, todos os
outros objetos de nosso sistema solar (no caso, outros planetas e satélites)
também nos atraem! Então, estamos em um delicado equilíbrio gravitacional, que
mantêm cada planeta em sua posição no universo. O segundo fator é um tanto
mais... chocante, por assim dizer. De certa forma, nós estamos “caindo” em
direção ao Sol. Mas estamos errando. Por assim dizer.
Eis que nós nos movemos em
direção ao Sol em uma trajetória elíptica, (relativamente) regular e constante.
É a isso que damos o nome de órbita. Acontece, que a Terra (e os outros
planetas) possuem um vetor de velocidade que é levemente diferente da direção
da atração gravitacional do Sol, residual da origem do Universo (assunto para o
futuro). Acontece que a interação entre estes dois vetores faz com que
circulemos o Sol na já citada órbita solar. O que nos proporciona com as
estações do ano! E o ano, já que toquei no assunto. Cada volta que fazemos em
torno do Sol, é o que demos o nome de ano.
E agora voltamos ao começo do
texto. E como isso tudo gera a maré, André? Bom, acontece que temos um corpo
relativamente massivo bem na vizinhança do nosso planetinha. Se chama Lua.
Acontece que, da mesma forma que a Terra atrai a Lua, a Lua também atrai a
Terra! Isso tem toda uma série de consequências na superfície do planeta, e a
mais perceptível é justamente a maré. Como os oceanos são líquidos, o efeito em
sua superfície é perceptível à medida que a Lua progride em sua órbita, os
oceanos meio que seguem a Lua. Na imagem abaixo isso fica mais claro.
Claro que existe muito mais a ser
dito sobre gravidade e gravitação universal, e nem de longe esta breve
explicação é suficiente para explicar tudo que tem para ser explicado, mas
creio que seja um bom começo. E que não tenha sido complicado DEMAIS, por que
eu tenho plena consciência que este não é um assunto fácil.
O Bode
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Livros, viagens, filosofia de botequim e causos da carochinha: o Coruja em Teto de Zinco Quente foi criado para ser um depósito de ideias, opiniões, debates e resmungos sobre a vida, o universo e tudo o mais. Para saber mais, clique aqui.
Oi, Dé! =)
ResponderExcluirTô amando esses novos posts científicos, meu coração de Exatas chega a saltar, hahahaha. Parabéns mesmo por trazer os assuntos à tona.
Só uma observação nerd:
"A gravidade é, sendo bem grosseiro na descrição, a força que nos mantêm no chão, e nos faz cair. Na Terra, esta força é de aproximadamente 10 metros por segundo. Na maior parte dela, pelo menos".
O valor 10 é o da aceleração da gravidade, cuja unidade é m/s². A força da gravidade depende da massa do corpo em questão, já que F = m.a. No caso, a força da gravidade tem valores diferentes pra cada um de nós, sendo expressa em newtons. ;)