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O Universo em uma Árvore de Natal
Categorias astronomia, ciência, educação
A árvore de Natal é um belo símbolo, representando a vida eterna renascendo do inverno. Os antigos já haviam compreendido os solstícios, e a decoração da árvore com frutas simbolizava a fartura por vir.
Bem, nós descobrimos um tanto mais sobre o Universo desde então. Que tal enxergar a árvore de Natal sob a luz de um punhado destas novas descobertas? Você pode agitar sua ceia de Natal.
Conhecemos hoje mais planetas além do sistema solar que o número de bolas de Natal em sua árvore. A contagem atual é de 358 exoplanetas;
Se o planeta Terra fosse diminuído ao tamanho de uma bola de Natal, seria uma bola mais lisa que as outras. Geometricamente: o Monte Everest (+8km) ou a Fossa das Marianas (-11km) representam imperfeições minúsculas dado o diâmetro de mais de 12.000km. É uma imperfeição menor que 0,01%.
Caso um familiar particularmente inconveniente disser que a Terra não é perfeitamente esférica, e sim um esferóide oblato, mais largo no equador, note que ainda assim o desvio para uma esfera perfeita seria menor do que 0,04%. Bolas de Natal não são tão redondas assim. E para a maior parte dos fins práticos, a Terra é sim redonda. You win.
Se uma bola de Natal de oito centímetros representar a Terra e uma outra bola ao lado representar o exoplaneta mais próximo – Epsilon Eridani b, a 10,5 anos-luz de distância – então para que a distância entre os planetas seja representada na mesma escala que o tamanho do planeta Terra, a outra bola de Natal deveria estar a aproximadamente 630.000 km de distância. Quase o dobro da distância da Terra à Lua.
Se a estrela no topo da árvore representar o nosso Sol, e a estrela no topo da árvore de Natal do seu vizinho – digamos, a 50 metros — representar as estrelas mais próximas, o sistema binário de Alfa Centauro, a 4 anos-luz, então o tamanho da estrela no topo de sua árvore deveria ser de 0,00074 centímetros, ou 0,74 micrômetros. Mais de 100 vezes menor que a espessura de um fio de cabelo.
O Universo tem espaço. Uma curiosidade de bônus ilustra como também tem tempo:
Digamos que sua árvore de Natal seja um vistoso pinheiro, que tenha levado dez anos para crescer. Se o momento em que foi semeado coincidisse com o Big Bang, há 13,7 bilhões de anos, e todo o resto fosse comprimido até o presente, então esta árvore de Natal só teria conhecido os primeiros primatas nas últimas horas, e toda nossa história registrada teria pouco mais de um minuto. Dez anos crescendo, e nossas aventuras se resumiriam a alguns instantes encenados em uma parte minúscula desta árvore repleta de ornamentos. O pinheiro de dez anos pode ser visto como uma versão do Calendário Cósmico de Carl Sagan.
"A astronomia é uma experiência de humildade que constrói o caráter", notou Sagan. "Dizem que os cientistas são frios, que sua paixão por descobrir coisas tira a beleza e o mistério do mundo. Mas não é sensacional entender como o mundo realmente funciona – que a luz branca é feita de cores, que a cor é a forma como percebemos comprimentos de ondas de luz, que o ar transparente reflete a luz e que ao fazê-lo separa as ondas, e que o céu é azul pela mesma razão que o pôr-do-sol é vermelho? Não faz mal nenhum ao romance do pôr-do-sol conhecer algo sobre ele".
Que o espírito Natalino inspirado por uma árvore de Natal tomada como ponto de partida para uma viagem pelo Universo descoberto pela ciência seja um bom presente neste Natal.
Boas festas! [imagem da árvore de dyet]
24 de dezembro de 2009 às 07:30
Gosto mais do comentário de Feynman no livro "Arco-Iris de Feynman": Por que Descartes se interessou em estudar o Arco-Iris? Ah, porque dava para calcular ou era um problema cientifico interessante.
Não, disse Feynman. Primeiro de tudo, porque o Arco-Iris é bonito…
Kentaro, acho que associar valor de uma coisa à sua extensão espaço-temporal (de forma a sugerir a equivalencia entre pequeno intervalo de tempo da civilização e "humildade") é um ato valorativo não justificado cientificamente. A raridade da vida e da cultura, por exemplo, poderia implicar justamente no contrário, de que é valiosa, assim como diamantes são mais valiosos que carvão comum.
Será que a ênfase de Sagan e outros na insignificancia humana frente ao Cosmos não deveria ser repensada? Isso se tornou um mantra que repetimos sem saber muito por que.
Se não houverem observadores dentro de um universo, este universo se torna uma realidade metafisica inacessivel.
Quem disse que o tempo deve ser medido de forma linerar. Se voce usar uma escala logaritimica no calendario de Sagan (tipo uma lei de Weber-Fechner), teremos "7 dias" em termos de ordem de grandeza (OK, isso é uma provocação… rs):
Dez bilhoes de anos = Big Bang – surgimento da Terra
Um bilhão de anos = Surgimento dos eucariotas
Cem milhoes de anos = Extinção dos dinossauros
Dez milhoes de anos = Surgimento dos Hominideos
Um milhão de anos = Surgimento do genero Homo
Cem mil anos = Surgimento do Homo Sapiens Sapiens
Dez mil anos = surgimento das cidades
Acho que a escala logaritimica faz mais sentido ao se relatar História. Afinal, o que de tão significativo aconteceu entre 7 e 8 bilhoes de anos atrás, ou entre os anos de 150 mil e 160 mil de anos atrás?
24 de dezembro de 2009 às 09:30
Humildade sem implicar necessariamente completa insignificância, Osame… Sagan também notou como a mesma perspectiva destacava também nossa relevância, principalmente se formos a única forma de vida inteligente no Universo.
Acho que eu deveria ter estendido mais o post para abordar esse ponto de vista também, mas fica para o Natal do ano que vem, hehe.
24 de dezembro de 2009 às 09:36
Ah, uma escala logarítmica para o calendário cósmico é uma proposta bem interessante. Por outro lado, não posso deixar de pensar que a maior parte do calendário cósmico parece vazio por limitações de nosso conhecimento e não porque pouco de relevante aconteceu.
Afinal, a história humana registrada está cheia de acontecimentos, mas isso não significa que durante as dezenas de milhares de anos em que existiram humanos exatamente como nós mas que ainda não haviam inventado a escrita não ocorreram eventos históricos extremamente relevantes.
O Calendário Cósmico em seu vazio também deveria destacar como há uma dimensão temporal, além da espacial, extremamente vasta a explorar.