Por que a gravidade nos puxa sempre para baixo aqui na Terra?

Por que a gravidade nos puxa sempre para baixo aqui na Terra?

Por Daniele Cavalcante | Editado por Patrícia Gnipper | 10 de Agosto de 2021 às 09h30
Pexels/Pixabay

Quando se trata de objetos muito massivos, como planetas, nuvens densas de poeira, estrelas e buracos negros, a gravidade pode agir de modo um tanto inusitado. Ela faz a poeira se aglutinar até que se transformem em rochas, torce o caminho percorrido pela luz e, em alguns casos, faz com que determinados corpos sejam ejetados de suas órbitas. Será que algo parecido pode acontecer aqui, na Terra? Poderíamos ser "chutados" pela gravidade?

Isaac Newton, o pai da lei da gravitação universal, já sabia que a força de atração gravitacional dependia diretamente da massa dos corpos em interação. Aliás, essa foi uma das grandes contribuições de Newton: ao observar a queda da famosa maçã, ele percebeu que a Lua, por exemplo, estava em constante queda em direção à Terra, e não "presa" no céu. Como o planeta tem superfície curva, a queda nunca ocorre de fato.

Claro, a matemática é um pouco mais complexa que isso, e Newton conseguiu demonstrar suas ideias com precisão. Isso foi importante, pois na época alguns físicos defendiam que os planetas giram ao redor do Sol devido a alguma força magnética. A gravitação universal foi útil para derrubar essas ideias, mas, na virada do século XX, as descobertas sobre o universo exigiam outro conjunto de regras para explicar a gravidade. É aí que Albert Einstein entra em ação com a Teoria da Relatividade Geral.

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De acordo com a nova teoria, a gravidade não é uma força que atrai objetos, e sim uma distorção no espaço-tempo. Quanto mais massivo um objeto, maior a distorção. Quando vemos um planeta orbitar sua estrela, estamos observando a trajetória criada por essa distorção. Parece coisa de ficção científica, mas essa teoria foi colocada à prova inúmeras vezes, e passou em todos os testes.

Na demonstração acima, Dan Burns usa um simulador feito com lycra para explicar como a gravidade funciona no universo, segundo a Relatividade Geral. A distorção cria um caminho do qual é impossível escapar, a menos que se atinja uma determinada velocidade — conhecida como velocidade de escape. Essa velocidade também é determinada pela massa do objeto, ou seja, quanto mais massivo, maior a velocidade necessária para escapar dele.

Tomemos como exemplo o Sol. Sua massa é de 1,989 × 10^30 kg (bastante coisa), muito maior que a de todos os planetas do Sistema Solar. Por isso, todos os objetos giram em torno do Sol, por mais que cada corpo também faça nossa estrela se mover ligeiramente. A aceleração gravitacional do Sol é de 274 m/s², isso significa que se algo cair nele, sua aceleração terá essa taxa.

Na Terra, acontece o mesmo, mas com números bem menores. A aceleração gravitacional do planeta é de 9,807 m/s², ou seja, não importa o quão alto você pule, sua queda será inevitável e sua aceleração será de 9,807 m/s². Mas há outro fator importante que nos faz sempre cair: a distorção no espaço-tempo causada pela massa da Terra é a mesma em qualquer lugar do planeta (com exceção de algumas anomalias), por isso temos a impressão de sermos "puxados" em direção ao centro do globo terrestre.

Para escapar da distorção no espaço-tempo causada pela Terra, precisamos acelerar a uma velocidade de 11,2 km/s, o que é cerca de 30 vezes mais rápido do que a velocidade do som. Para enviar foguetes ao espaço, eles devem superar essa velocidade, ou não conseguirão deixar a curvatura no espaço-tempo, assim como a bolinha na demonstração de Dan Burns.

A analogia bidimensional não retrata exatamente a realidade, que é em quatro dimensões, mas ajuda a compreender como os objetos seguem a distorção criada no espaço-tempo (Imagem: Reprodução/NASA)

Mas e quanto aos "chutes" gravitacionais? É verdade que alguns objetos são ejetados de suas órbitas originais, mas isso só acontece quando a interação com outros corpos massivos é muito extrema. Por exemplo, uma estrela que se aproxima demais de um sistema binário pode ser acelerada pela distorção, como se Dan Burns arremessasse a pequena esfera com mais força sobre o tecido de lycra — ela escaparia da superfície e cairia no chão. Mas não há nenhum mecanismo que faça isso conosco aqui na Terra. Você pode conferir a apresentação completa de Burns aqui.

Para simplificar, podemos dizer que a gravidade é uma distorção que cria um "poço" no espaço-tempo, por isso sempre caímos. Por outro lado, ela nunca criará uma "montanha", logo, nunca seremos empurrados pela gravidade. A única exceção é a energia escura, que parece empurrar os objetos em grande escala, como galáxias distantes, para ficarem cada vez mais distantes.

Ainda não sabemos o que é a energia escura, mas parece não ser nenhuma força gravitacional exótica. Por outro lado, há objetos hipotéticos que poderiam criar "montanhas" gravitacionais, ou seja, repelir outros corpos que se aproximam. Um deles é o buraco branco, um lugar onde nunca conseguiríamos pousar uma nave, mas ainda não foi confirmada a existência de algo assim.

Fonte: Space.com

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