O ano-luz é uma unidade de medida indispensável para qualquer pessoa que tente compreender o espaço exterior. Arranja um grupo de astrónomos a falar, e vais ouvi-los dizer “anos-luz” com a mesma frequência com que ouves os adeptos de futebol mencionarem “jardas”.”
Para os não-cientistas, no entanto, o ano-luz pode ser um conceito confuso. É uma unidade de distância, mesmo que possa parecer uma unidade de tempo. Acrescentando à confusão, filmes de ficção científica e programas de TV estragam rotineiramente o conceito.
Even a série original “Star Trek” enganou-se nos anos-luz. Em um episódio de 1968, a princesa alienígena Elaan de Troyius diz ao Capitão Kirk que prefere se esconder em seu quarto por “10 anos-luz” do que sair e falar com ele. Oops.
Quão longe está um ano-luz?
Um ano-luz é a distância que um feixe de luz percorre no vácuo em um ano. É importante especificar um vácuo porque a luz abranda à medida que passa por qualquer tipo de matéria. (Na água, por exemplo, ela viaja cerca de 25% mais devagar.) A maior parte do universo é um vácuo quase perfeito, assim os astrônomos podem geralmente assumir que a luz está se movendo em sua velocidade máxima.
A luz viaja a 299.792.458 metros (186.282,397 milhas) por segundo. Multiplique esse número pelo número de segundos em um ano (31.557.600), e você terá sua resposta: Um ano-luz é 9.460.730.473.000 km, ou 5.878.625.373.000 milhas.
É provavelmente mais dígitos do que você estava procurando. Arredonde-o para 6 trilhões de milhas, e você ainda está perto o suficiente para qualquer conversa de nerds que conheça.
Por que os astrônomos medem distância em anos-luz?
Unidades familiares como quilômetros e milhas são absurdamente pequenas para descrever a imensidão do cosmos. Tomemos o exemplo de Proxima Centauri, a estrela mais próxima além do sol. Você poderia dizer que está a cerca de 24.900.000.000.000.000 de milhas de distância – ou economizar muito fôlego e chamar a distância de 4,24 anos-luz.
A maior parte das estrelas que você vê à noite estão dentro de algumas centenas de anos-luz da Terra. A galáxia Via Láctea em que vivemos é uma bela galáxia redonda com 100.000 anos-luz de diâmetro. A Galáxia Andrómeda está a 2,54 milhões de anos-luz de distância – um grande número mas ainda muito mais manejável que “14 quintilhões, 900 quadriliões de milhas”
Então os anos-luz são apenas uma medida de distância, não de tempo?
Estritamente falando, sim. Um ano-luz é uma unidade de distância, tal como pés e polegadas. Se quiser evitar qualquer confusão, pode parar aqui mesmo.
Mas há outro lado fascinante na história do ano-luz. Como a luz se move a uma velocidade finita, tudo que você vê está desatualizado: A sua visão do mundo é na verdade uma imagem de como as coisas eram no momento em que a luz começou a viajar na sua direcção.
Se estiver a olhar através de uma sala, o atraso é apenas bilionésimos de segundo – totalmente imperceptível. Olhe para a lua, e você a vê como ela era há cerca de um segundo e meio atrás. Veja um pôr-do-sol, e você está vendo o sol de 8,3 minutos atrás.
O efeito é muito mais pronunciado para as estrelas. Elas estão a anos-luz de distância, então quando você olha para elas você está olhando anos atrás.
Sirius, a estrela mais brilhante no céu, está a 8,6 anos-luz da Terra, o que significa que a luz que você está vendo deixou-a há 8,6 anos atrás. Dito de outra forma, sempre vemos Sirius como era há 8,6 anos atrás. Deneb, uma estrela de verão proeminente na constelação Cygnus, está a cerca de 2.500 anos-luz de distância. Seu brilho cintilante já estava a caminho de nós enquanto Aristóteles estava vivo.
E lembre-se, outras galáxias estão ainda mais distantes. Telescópios poderosos como Hubble podem detectar galáxias cuja luz percorre o nosso caminho há bilhões de anos. Assim, essas imagens etéreas de Hubble nos mostram galáxias como eram há bilhões de anos – em alguns casos, de um tempo antes da Terra chegar a ser.
Em resumo, um ano-luz descreve apenas a distância – mas a própria luz fornece uma espécie de máquina do tempo, permitindo-nos observar o cosmos como era há muito tempo.
Como sabemos a velocidade da luz?
A percepção crucial veio de Ole Rømer, um astrônomo dinamarquês do século XVII. Durante os anos 1660, ele estava estudando uma das luas de Júpiter, Io, quando notou algo estranho: Quando Júpiter e a Terra estavam a uma grande distância um do outro, Io deslizava para a sombra de Júpiter alguns minutos mais tarde do que os astrônomos previam. Quando os dois planetas estavam mais próximos um do outro, o evento parecia ocorrer alguns minutos antes.
Rømer percebeu que o atraso não tinha nada a ver com Io. Ao invés disso, foi uma ilusão causada pelo tempo que a luz leva para percorrer a distância extra quando a Terra e Júpiter estão em lados opostos do Sol. Seus cálculos mostraram que a luz viaja 131.000 milhas por segundo – uma estimativa notavelmente boa, considerando que ele estava fazendo esse trabalho apenas 60 anos após a invenção do telescópio.
Quem inventou o termo ano-luz?
“O conceito de velocidade da luz como medida de distância já aconteceu no final do século XVII, na sequência da descoberta da finitude da velocidade da luz por Rømer”, diz Frédéric Arenou, astrônomo e historiador da ciência no Observatório de Paris.
As pessoas se agarraram à idéia tão rapidamente que é impossível creditar qualquer indivíduo com certeza. Arenou aponta para um bom candidato, porém: o estudioso inglês Francis Roberts, que em 1694 disse que “a luz ocupa mais tempo em viajar das estrelas até nós do que em fazer uma Viagem ao Oeste da Índia”.
No início, essas idéias eram necessariamente vagas porque os cientistas tinham apenas uma idéia aproximada de quão longe as estrelas estão. O momento da descoberta veio em 1838, quando o astrônomo alemão Friedrich Bessel mediu a distância exata até a estrela 61 Cygni. Ao descrever o enorme número que conseguiu, Bessel escreveu que “a luz emprega 10,3 anos para atravessar essa distância”. Isso é o mais próximo de um momento específico quando o conceito específico do ano-luz nasceu.
Em algumas décadas, o ano-luz era comum na escrita popular da ciência. Mas Arenou diz que os astrônomos profissionais há muito resistiram ao uso do termo – e por uma razão surpreendente. Eles consideravam o ano-luz insuficientemente científico, já que ele não pode ser medido diretamente.
Como os astrônomos medem distâncias em anos-luz?
Bessel calculou a distância até 61 Cygni observando seu paralaxe, o aparente movimento aparente de vaivém no céu causado pelo movimento da Terra ao redor do sol.
Parallax ainda é uma das ferramentas mais poderosas dos astrônomos para medir distâncias. A Agência Espacial Europeia gastou 650 milhões de euros ($750 milhões) no telescópio espacial Gaia, que está atualmente usando paralaxe para medir as distâncias para mais de um bilhão de estrelas através da nossa galáxia.
Além da Via Láctea, onde paralaxes são muito pequenas até mesmo para Gaia detectar, os astrônomos calculam distâncias observando certos tipos de estrelas variáveis ou explosões de supernovas brilhantes. Essas abordagens ainda dependem das medidas da paralaxe como seu ponto de referência, entretanto.
Porque seu trabalho está tão profundamente enraizado na paralaxe, os astrônomos geralmente usam uma segunda unidade de distância, o parsec (“paralaxe arco-segundo”, um pequeno ângulo). Um parsec equivale a 3,26 anos-luz. Às vezes o parsec é mais relevante cientificamente, mas os pesquisadores frequentemente alternam entre os dois termos por nenhuma razão óbvia exceto estilo.
Felizmente, o “sec” em parsec soa como uma unidade de tempo, levando a mais confusão. No filme “Star Wars: A New Hope” de 1977, Han Solo gaba-se de ter “feito o Kessel Run em menos de 12 parsecs”. Os fãs de Star Wars se amarraram em nós tentando explicar aquele goof óbvio. É melhor ficar com o ano-luz. É toda a astronomia que você precisa – e permite que você se dedique às viagens no tempo também.
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