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Curious Kids é uma série para crianças de todas as idades. Se você tiver alguma pergunta que gostaria que um especialista respondesse, envie-a para curiosakidsus@theconversation.com.
Por que o espaço é tão escuro apesar de todas as estrelas do universo? – Nikhil, 15 anos, Nova Delhi
As pessoas têm perguntado há tanto tempo por que o espaço é escuro apesar de estar cheio de estrelas que esta questão tem um nome especial – paradoxo de Olbers.
Os astrônomos estimam que existam cerca de 200 bilhões de trilhões de estrelas no universo observável. E muitas dessas estrelas são tão ou até mais brilhantes que o nosso sol. Então, por que o espaço não está cheio de luz ofuscante?
Sou um astrónomo que estuda estrelas e planetas – incluindo aqueles fora do nosso sistema solar – e o seu movimento no espaço. O estudo de estrelas e planetas distantes ajuda astrônomos como eu a entender por que o espaço é tão escuro.
Você pode imaginar que é porque muitas estrelas do universo estão muito longe da Terra. Claro, é verdade que quanto mais longe uma estrela está, menos brilhante ela parece – uma estrela 10 vezes mais distante parece 100 vezes mais fraca. Mas acontece que esta não é a resposta completa.
Imagine uma bolha
Finja, por um momento, que o universo é tão antigo que a luz, mesmo das estrelas mais distantes, teve tempo de chegar à Terra. Neste cenário imaginário, todas as estrelas do universo não se movem.
Imagine uma grande bolha com a Terra no centro. Se a bolha tivesse cerca de 10 anos-luz de diâmetro, conteria cerca de uma dúzia de estrelas. É claro que, a vários anos-luz de distância, muitas dessas estrelas pareceriam bastante escuras vistas da Terra.
Se continuarmos a aumentar a bolha para 1.000 anos-luz de diâmetro, depois para 1 milhão de anos-luz e depois para 1 bilhão de anos-luz, as estrelas mais distantes da bolha parecerão ainda mais fracas. Mas também haveria cada vez mais estrelas dentro da bolha cada vez maior, todas elas contribuindo com luz. Mesmo que as estrelas mais distantes pareçam cada vez mais fracas, haveria muito mais delas, e todo o céu noturno deveria parecer muito brilhante.
Parece que voltei ao ponto de partida, mas na verdade estou um pouco mais perto da resposta.
A idade é importante
Na ilustração da bolha imaginária, pedi que você imaginasse que as estrelas não se movem e que o universo é muito antigo. Mas o universo tem apenas cerca de 13 mil milhões de anos.
NASA/ESA/CSA/STScI/Folheto da Agência de Notícias Xinhua via Getty Images
Embora seja um tempo incrivelmente longo em termos humanos, é curto em termos astronômicos. É curto o suficiente para que a luz de estrelas mais distantes do que cerca de 13 bilhões de anos-luz ainda não tenha chegado à Terra. E assim a bolha real em torno da Terra, que contém todas as estrelas que podemos ver, estende-se apenas até cerca de 13 mil milhões de anos-luz da Terra.
Simplesmente não há estrelas suficientes na bolha para preencher todas as linhas de visão. Claro, se você olhar em algumas direções no céu, poderá ver estrelas. Se você olhar para outras partes do céu, não poderá ver nenhuma estrela. E isso acontece porque, nessas manchas escuras, as estrelas que poderiam bloquear a sua linha de visão estão tão distantes que a sua luz ainda não atingiu a Terra. Com o passar do tempo, a luz dessas estrelas cada vez mais distantes terá tempo de chegar até nós.
O deslocamento Doppler
Você pode perguntar se o céu noturno acabará por se iluminar completamente. Mas isso me traz de volta à outra coisa que lhe disse para imaginar: que todas as estrelas não estão se movendo. O universo está realmente em expansão, com as galáxias mais distantes afastando-se da Terra quase à velocidade da luz.
Como as galáxias se afastam tão rapidamente, a luz das suas estrelas é empurrada para cores que o olho humano não consegue ver. Este efeito é chamado de deslocamento Doppler. Então, mesmo que tivesse tempo suficiente para chegar até você, você ainda não conseguiria ver a luz das estrelas mais distantes com os olhos. E o céu noturno não estaria completamente iluminado.
Se esperarmos ainda mais, eventualmente todas as estrelas irão queimar – estrelas como o Sol duram apenas cerca de 10 mil milhões de anos. Os astrónomos levantam a hipótese de que num futuro distante – daqui a mil biliões de anos – o Universo ficará escuro, habitado apenas por remanescentes estelares como anãs brancas e buracos negros.
Mesmo que o nosso céu noturno não esteja completamente repleto de estrelas, vivemos um momento muito especial na vida do universo, quando temos a sorte de desfrutar de um céu noturno rico e complexo, repleto de luz e escuridão.
Olá, crianças curiosas! Você tem alguma pergunta que gostaria que um especialista respondesse? Peça a um adulto para enviar sua pergunta para CuriousKidsUS@theconversation.com. Por favor, informe-nos seu nome, idade e cidade onde mora.
E como a curiosidade não tem limite de idade – adultos, conte-nos também o que você está se perguntando. Não conseguiremos responder a todas as perguntas, mas faremos o nosso melhor.
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