Um astrofísico revela do que o espaço é realmente feito: WebCuriosos

O que vem à mente quando você pensa em espaço? Imagine um amigo se gabando de um prédio, estádio ou museu espaçoso que visitou recentemente. Você imagina o edifício como vasto e expansivo? É simplesmente muito grande ou parece vazio?

A palavra espaçoso não significa necessariamente vazio. Simplesmente indica que há espaço suficiente para mover os objetos dentro dele. Da mesma forma, o espaço sideral não está completamente vazio. É vasto e está em constante expansão, mas há muitas coisas nele.

Quando criança, eu costumava me perguntar sobre questões como a distância das nuvens, o que existe além da Terra e quão vasto é o espaço. Essa curiosidade me levou a fazer mestrado e doutorado. graus em astronomia. Tenho ensinado sobre esses mesmos conceitos há duas décadas como professor professor de física na Universidade do Texas, Arlington.

Onde começa o espaço?

A Terra está rodeada por diferentes camadas de vários gases. Ao nível do mar, A atmosfera da Terra contém cerca de 100 bilhões de moléculas por centímetro cúbico. À medida que subimos, a atmosfera torna-se cada vez mais rarefeita.

A uma altitude de cerca de 80 a 100 km (50 a 62 milhas), não há ar suficiente para os aviões voarem. Esta fronteira, que separa a atmosfera da Terra do espaço sideral, é chamada linha Kármánem homenagem ao engenheiro e físico húngaro-americano Theodore von Kármán. Tudo o que está acima da linha de Kármán é chamado de espaço.

A densidade do espaço pode variar, mas, em média, gira em torno de apenas 1 átomo por centímetro cúbico. Imagine só – um cubo da atmosfera da Terra do tamanho de um dado contém milhares de milhões de partículas de ar. Mas no espaço, o cubo do mesmo tamanho contém apenas uma ou duas partículas.

O meio interestelar e a radiação

O espaço, ou espaço sideral, é um vácuo vasto e quase perfeito, em grande parte desprovido de da matéria. Este vácuo contém muito poucas partículas em comparação com a atmosfera da Terra. No entanto, não está totalmente vazio.

O espaço está pontilhado de matéria dispersa chamado meio interestelarque inclui átomos de hidrogênio e hélio. Esses são os elementos mais comuns no espaço e existem tanto na forma carregada quanto na forma neutra. O meio interestelar também contém poeira cósmica – minúsculas partículas de vários elementos, incluindo carbono e silício, espalhadas pelo espaço.

Partículas de alta energia chamados raios cósmicos – que são principalmente prótons e o núcleos de átomos – viajar pelo espaço quase à velocidade da luz. Os raios cósmicos vêm de várias estrelas, incluindo o nosso Sol, bem como de supernovaso material caindo em buracos negros, galáxias em colisão e muito mais.

O espaço está repleto de várias formas de radiação, incluindo radiação cósmica de fundo em micro-ondas. Este é o calor remanescente da origem do universo. Eventos cósmicos de alta energia, como supernovas e buracos negros, também emitir raios X e raios gama.

Campos magnéticos gerado por estrelas, planetas e muitos outros corpos celestes também permeiam o espaço. Esses campos influenciam o movimento das partículas carregadas, atraindo-as ou repelindo-as como ímãs.

Matéria escura e energia escura

Os cientistas prevêem que um forma de matéria ainda não vista que não emite luz ou energia, chamada matéria escuraconstitui uma porção significativa da massa do universo. Os investigadores adivinham que existe porque podem ver a sua atração gravitacional sobre outra matéria visível.

Da mesma forma, os cientistas prevêem uma forma misteriosa de energia chamada energia escura está impulsionando a expansão acelerada do universo. Ao contrário da matéria escura, a energia escura não está relacionada à matéria ou às forças gravitacionais, mas é uma propriedade do próprio espaço.

Imagine o universo como um balão. A matéria escura é como o material do balão, afetando sua forma, enquanto a energia escura é como o ar sendo bombeado para dentro dele. Isso não altera o material do balão, mas influencia a rapidez com que o balão se expande.

O espaço se deforma? A gravidade pode dobrar o espaço?

O espaço também pode deformar. Imagine que o espaço é como um trampolim grande e elástico. Se você colocar uma bola pesada, como uma bola de boliche, no meio do trampolim, ela fará um grande mergulho para baixo. Essa queda é semelhante à forma como o espaço se deforma em torno de algo grande, como um planeta ou uma estrela. Quanto maior a bola, mais forte será a gravidade e mais profundo será o mergulho.

Se você rolar uma bola de gude menor pelo trampolim com a bola de boliche no centro, as bolinhas de gude podem começar a contornar o mergulho feito pela gravidade da bola de boliche. A bola de gude segue a curva do mergulho, assim como os planetas seguem a curva do espaço ao redor do Sol.

Imagine que você aponta uma lanterna para o trampolim. Se a luz se aproximar do mergulho feito pela bola de boliche, ela poderá dobrar um pouco enquanto viaja. É como a luz se curva quando passa perto de um objeto muito grande no espaço, como uma galáxia.

Pense num buraco negro, que tem uma gravidade enorme, como um mergulho ainda maior e mais profundo no trampolim. Se você rolasse uma bola de gude muito perto desse mergulho superprofundo, ela cairia e desapareceria, assim como as coisas podem ser puxadas para dentro de um buraco. buraco negro no espaço e não pode escapar.

Assim, o espaço pode deformar-se ou curvar-se em torno de coisas grandes que têm muita gravidade, tal como um trampolim se dobra quando se coloca uma bola pesada sobre ele.

O espaço é mais do que apenas vazio. Contém uma mistura de partículas, radiação, campos magnéticos e formas misteriosas de matéria e energia. Imagine o espaço como um playground 3D, dentro do qual existem objetos como estrelas, planetas, nebulosas e galáxias e juntos constituem nosso fascinante e complexo universo.

Nilakshi VeerabathinaProfessor de Instrução de Física, Universidade do Texas em Arlington

Este artigo foi republicado de A conversa sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.