Onde começa o espaço sideral?

Onde começa o espaço sideral?

Por Daniele Cavalcante | Editado por Patrícia Gnipper | 26 de Setembro de 2021 às 18h00
NASA

Se alguém lhe pedisse para indicar onde começa o espaço sideral, o que você faria? A resposta pode variar bastante, dependendo da pessoa a quem perguntamos. Aliás, depende do que se entende por “espaço” e por “começo”. De que início estamos falando? E que definição estamos dando para o termo “espaço sideral”? Bem, vamos tentar destrinchar essas questões nas próximas linhas.

O século XX nos trouxe uma das maiores revoluções da história da ciência humana — a Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein, que não apenas mostrou como funciona a gravidade em grande escala, como revelou que espaço e tempo são intrinsecamente ligados. É impossível desassociar ambos ao falar do universo. Se você viajar para outros planetas, também estará viajando através do tempo.

Logo após a Relatividade Geral, veio outra grande revolução científica: o Big Bang. Até o início do século XX, considerava-se que o universo era estático. Em 1929, no entanto, Edwin Hubble verificou que o universo estava em expansão, ideia que chocou alguns dos cientistas da época, mas “iluminou” a mente de outros. Um desses “outros” era Georges Lemaître, um padre e físico.

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Lemaître sugeriu que se a expansão do universo pudesse ser projetada de volta no tempo (como uma fita VHS retrocedendo do fim ao início), ele ficaria menor. Quanto mais tempo no passado, menor o universo, até que em algum momento toda a massa do universo estaria concentrada em um único ponto, um "átomo primitivo". Eis o “embrião” da ideia do Big Bang, confirmada de várias maneiras.

Linha temporal do Big Bang aos tempos atuais (Imagem: Reprodução/ NASA/ESA/A. Field)

Uma das confirmações do Big Bang veio em 1965, com a descoberta da radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB, da sigla em inglês), uma radiação eletromagnética prevista por cientistas que tentavam demonstrar o modelo teórico do Big Bang. No ano seguinte, o então jovem Stephen Hawking entregou sua tese de doutorado demonstrando que a ideia de universo estacionário é insustentável diante as observações.

Esses conceitos serão úteis, se quisermos compreender onde começa o espaço — ou melhor, para entender essa questão nas várias interpretações que podemos ter da pergunta inicial desta matéria. Quando pensamos no Big Bang, por exemplo, talvez tenhamos a tendência de imaginar que ele ocorreu em algum lugar específico do universo, um local onde não podemos enxergar nem mesmo com grandes telescópios, devido à distância descomunal.

Essa noção pode se intensificar quando lemos notícias sobre objetos como quasar J0313-1806, localizado a mais de 13 bilhões de anos-luz de distância da Terra, e quase tão antigo quanto o universo. Se pensarmos apenas em três dimensões, corremos o risco de concluir que o quasar está localizado perto de onde ocorreu o Big Bang. Entretanto, não poderíamos estar mais enganados. Até porque, veja bem, nossa própria galáxia também tem mais de 13 bilhões de anos!

A luz do quasar J0313-1806 levou mais de 13 bilhões de anos para chegar até nós e, por isso, ele existe há mais de 13 bilhões de anos. Sabemos disso porque a luz tem uma velocidade máxima constante no vácuo do universo, então ela leva um ano para percorrer um ano-luz. A conta é simples assim. Mas temos que considerar uma coisa muito importante: o Big Bang não uma explosão que espalhou matéria pelo espaço — ele é o espaço em si! Ou melhor, o evento que fez o espaço expandir exponencialmente a uma velocidade descomunal.

Cronologia detalhada dos eventos logo após o Big Bang (Imagem: Reprodução/The Ohio State University)

Desde então, ele continua expandindo mais e mais, uma expansão que dura 13,8 bilhões de anos. Isso significa que você, eu, a Terra, o Sol e a Via Láctea estamos apenas em um espaço que já existia no Big Bang, mas que se expandiu o suficiente para caber todos esses objetos cósmicos que nos encantam durante uma noite limpa de nuvens e neblina. É por isso que não podemos apontar a direção onde ocorreu o Big Bang. De certa forma, nós estamos no lugar onde ele aconteceu.

Também é por esses mesmos motivos que a radiação cósmica de fundo (o “fóssil” de luz que restou do Big Bang) é observada em qualquer direção do espaço onde olharmos — com grandes telescópios, é claro. Deste modo, a maneira mais adequada de perguntar sobre o início do universo não é “onde”, mas “quando”. Isso também vale para “onde começa o espaço fora da Terra?”, porque a Terra está mergulhada nesse espaço, que é a própria expansão que resultou do Big Bang.

O espaço onde nosso pequeno “ponto” pálido que chamamos de planeta já existia no Big Bang. Não faz sentido perguntar onde ele começa, porque não temos nenhuma referência externa ao cosmos. Nós estamos nesse mesmo universo, onde o espaço entre as galáxias aumenta, e onde a energia e a matéria se transformam o tempo todo.

Onde está a borda da atmosfera terrestre?

A missão Inspiration4, da SpaceX, que levou civis ao espaço (Imagem: Reprodução/DrSianProctor/Twitter)

Bem, se a sua pergunta for onde termina os domínios da atmosfera terrestre, talvez a resposta possa ser mais objetiva — mas não é! A fronteira entre nossa atmosfera e o espaço sideral (do inglês “outer space”, que significa, literalmente, “espaço externo”) também é bastante relativa. Não bastasse saber que o “espaço externo” é nada mais onde estamos mergulhados, também não há nenhuma definição exata para essa fronteira.

Existem alguns tratados internacionais que definem “espaço” como algo livre para exploração e uso por todos (desde que não se utilize para fins militares), mas isso não se aplica ao espaço aéreo soberano acima das nações, por exemplo. Por isso, os países definem seus próprios limites e as leis que governam o espaço aéreo e o espaço sideral são diferentes. Então, onde termina o espaço aéreo de um país e começa o espaço? Essa é uma questão política, e alguns países, como os EUA, resistiram à ideia de delimitar fronteiras.

Também é difícil definir esses limites através da atmosfera, porque ela não acaba “do nada”, mas diminui gradualmente até se tornar uma fina camada no espaço. Se levarmos essa definição no sentido literal, muitos satélites, e a própria Estação Espacial Internacional estariam ainda na Terra, e não no espaço. Mas as coisas são mais complicadas que isso.

Alguns especialistas podem dizer também que o espaço começa no ponto em que a atmosfera sozinha não é suficiente para sustentar uma nave em velocidades suborbitais. O oposto também pode ser verdadeiro — deve haver um limite onde satélites não podem mais orbitar. Se observarmos o voo de todos os satélites com dados disponíveis publicamente, perceberemos que eles podem orbitar o planeta inúmeras vezes abaixo de uma altitude aproximadamente 100 km, mas aqueles que mergulhavam abaixo de 80 km encontravam um fim rápido e fulminante, na maioria das vezes.

Aparentemente, há poucos efeitos atmosféricos acima dos 80 km de altitude. Mas talvez não haja muito interesse de empresas, organizações e países em estabelecer este limite. Por outro lado, à medida que o turismo espacial se torna cada vez mais real, pode ser que o debate seja amplificado. Afinal, se você pagar uma fortuna para ir ao espaço, provavelmente vai querer garantir que estará realmente fora do planeta Terra.

Até que essa discussão chegue a alguma conclusão concreta, desconfie de quem afirmar com muita confiança que a fronteira de nosso planeta com o “espaço sideral” é esta ou aquela altitude.

Fonte: National Geographic, Astronomy

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