Por que o céu noturno é escuro se o Universo é cheio de estrelas?

Por que o céu noturno é escuro se o Universo é cheio de estrelas
Se podemos encontrar uma estrela em cada direção do céu que apontamos, então por que a noite é escura?


Você já ouviu falar no Paradoxo de Olbers, também conhecido como paradoxo da noite escura? Ele foi descrito primeiramente pelo astrônomo alemão Heinrich Wilhelm Olbers, em 1826, e indaga a seguinte questão:

"Se o Universo é repleto de estrelas (em qualquer direção que apontamos) então por que o céu noturno não é claro como o Sol?"

Parece uma pergunta simples e inofensiva... mas sua resposta contradita a afirmação de que o Universo seria infinito e estático, afinal, a escuridão do céu noturno é uma das provas de que o Universo é dinâmico. E acredite se puder: a simples escuridão da noite é uma das evidências do próprio Big Bang. Entenda...


A expansão do Universo

Se o Universo fosse estático, populado por uma quantidade enorme de estrelas divididas de forma homogênea, qualquer ponto do céu deveria ter uma estrela visível. Portanto, o céu noturno deveria ser tão claro quanto o nosso Sol, como mostra a animação abaixo:

O paradoxo de Olbers em ação. Créditos: Kmarinas86 / Wikimedia Commons

Basta olhar para o céu noturno para saber que isso não é a realidade. E isso se deve, principalmente, ao fato do Universo estar em expansão contínua. Vale lembrar ainda que todas as estrelas que vemos no céu noturno, sem exceção, estão contidas em nossa própria galáxia, a Via Láctea. Outros pontos de luz difusos que vemos, são nebulosas (também dentro da Via Láctea) e galáxias, que possuem seu próprio agrupamento de estrelas. Milhões delas...

Embora o espaço pareça não ter limites, o Universo que conhecemos tem um fim, e um começo. E não apenas uma fronteira espacial, como também, temporal.




Até onde sabemos, o Universo teve seu início com o Big Bang, há cerca de 13,7 bilhões de anos. E a luz de grande parte das estrelas (e de suas galáxias) não teve tempo suficiente para nos alcançar. É como se estivéssemos observando um raio de uma tempestade, e estivéssemos aguardando pelo som do trovão que ainda não chegou.

Quando apontamos um telescópio super potente para uma região muito distante do Universo, estamos observando o passado. Por exemplo: se olharmos para uma distância de 13,5 bilhões de anos-luz, estamos vendo o início do Universo, e não veremos estrelas, pois elas ainda não tiveram tempo suficiente para se formar.




Mas espera aí! Tem alguma coisa errada, afinal, se contarmos apenas com as galáxias que conhecemos no Universo observável (e estudos recentes mostram que seu número chega a 2 trilhões) deveríamos ver o brilho de uma estrela em qualquer ponto ínfimo do céu. E por que isso não acontece? Primeiramente, porque não temos visão infravermelha.


De fato, existe ao menos uma estrela em qualquer ponto minúsculo do céu, mas como o Universo está se expandindo, o efeito Doppler faz com que elas se tornem avermelhadas. Revisando rapidamente o efeito Doppler, de forma sucinta, ele explica que tudo que se move em nossa direção tende a ficar com tons azulados, e o que se distancia, fica com tons avermelhados.

Portanto, se uma galáxia está muito distante do nós, ela tende a ficar muito mais avermelhada, já que ela se distancia mais rapidamente do que as outras mais próximas. E quando essas galáxias estão muito distantes mesmo, elas se tornam "infravermelhas" para o nosso ponto de vista, e como não enxergamos no infravermelho, elas se tornam invisíveis para nós. Por isso o céu noturno parece tão escuro.




Se olharmos bem profundamente, a uma distância enorme, além das estrelas e galáxias, podemos detectar a famosa "radiação cósmica de fundo", que nada mais é do que a luz que restou do Big Bang. Mas ela também está se distanciando de nós, e por isso, só pode ser vista através do infravermelho, graças ao efeito Doppler.

Portanto, nossa visão do Universo é limitada, e só conseguimos enxergar uma porção de tudo aquilo que nos rodeia.




Outros fatores também contribuem para que estrelas e galáxias relativamente próximas se tornem invisíveis para o olho humano, como a absorção da luz pela poeira e pelo gás intergalático. E combinando essa poeira cósmica com a expansão do Universo + efeito Doppler, temos de presente um céu bem escuro, com belíssimas estrelas cintilantes que ornamentam nosso firmamento...









Imagens: (capa-divulgação) / Kmarinas86 / Wikimedia Commons / Vimeo / Tom Rassuchine / YouTube / divulgação
16/12/16


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13 comentários:

  1. Quando li o título não dei muito interesse pro artigo por ter achado óbvio demais, mas me equivoquei, foi uma boa leitura. Parabéns à redação do site, que embora não poste conteúdos com frequência, sempre coloca textos de qualidade.

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    1. Muito obrigado Elias! Apesar que postamos uma nova matéria todos os dias, exceto nos finais de semana. Já fazemos assim há muitos anos...

      Abraços! Obrigado mais uma vez! :)

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  2. Mesma coisa. Parecia óbvio, mas aprendi mais.

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  3. Bom dia! Eu queria agradecer, de todo o meu coração, pela discreta divulgação de um site de Física, evidentemente em inglês: http://translate.minutephysics.com/ que foi uma das coisas mais lindas que eu vi na internet. Ele é espirituoso, riquíssimo, simples, enxuto e objetivo. O Brasil deveria se empenhar em produzir material científico para as grandes massas populares. Infelizmente tudo o que vemos é escândalos sociais e corrupção política. Produtividade científica é sempre abaixo de zero. As pessoas deveriam ter acesso à riqueza científica de ponta e não a embustes religiosos, que servem para nos conformar com o sofrimento, sem nos levantarmos para lutar pela verdade. Dia chegará!
    Mais uma vez, obrigado.

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    1. Muito bom seu comentário. No meu dia a dia, tenho somente 2 pessoas pra trocar ideias científicas. Isso é ruim.

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  4. Bela matéria, sempre aprendendo mais e mais com o GDM. Ainda bem que existem noites.\o/

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    1. Obrigado Mario Farias! Sim, ainda bem que existem noites! Se vivêssemos em um planeta que tivesse rotação sincronizada, ou seja, um lado sempre dia e o outro sempre noite, provavelmente a nossa história seria bem diferente. Teríamos que habitar uma região clara, com luz solar, mas próximo do eterno entardecer ou amanhecer... e sem ter a noção de que existem estrelas, talvez nunca teríamos a curiosidade de entender sobre o Universo...

      Abraços!

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  5. Belo Texto. Realmente é muito difícil para nós humanos entender a lógica do universo. E principalmente, alinhar a nosso pensamento à velocidade da luz e espaço tempo. Olhar para algo distante e pensar que estamos observando O Passado. Eu não uso telescópio. Sei que alguns usam por gostar outros para estudos. Mas descobri algo fascinante. Apontei a Camêra do meu celular um LG para o céu para fotografar marte que estava mais próximo. Ao ampliar a foto no meu PC vi coisas inacreditáveis em 3D. Vi Galaxias, Sistemas Solares, Planetas e até Buracos Negros. Claro em Miniatura e em Relevo. E não importa seu seja noite ou dia, com céu claro ou nublado ou limpo ou com nuvens. Tenho várias foto. A luz das Estrelas aparecem em branco e percebe-se que realmente há trilhões. Só há imagem tridimensional quando um corpo ocupa um espaço. Isso é fantástico. se alguém quiser tirar a prova é só fotografar, mas sugiro usar um aparelho LG e ampliar no Notebook ou PC. Fotografei O Telescópio Hubble. Foi sem querer. Mas aviso meu óculos é Multifocal e Lente digital, então minha visão é pra lá de boa. Falando disso para dizer que percebi a luz distante das estrelas e com muitas já nem existem mais. Isso é maravilhoso.

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