Por que o espaço é preto?
O espaço é preto por duas razões principais – o número finito de estrelas no universo e porque nossa capacidade de ver é limitada ao espectro visível da luz.
Olhar para um céu noturno cheio de estrelas é uma das experiências mais humildes e poderosas que temos como seres humanos; é uma visão que nos inspirou por dezenas de milhares de anos. Enquanto o olho nu podevermenos de 4.500 estrelas em qualquer ponto da Terra, sabemos que existem pelo menos 100 bilhões de estrelas apenas na Via Láctea (nossa galáxia).Se isso não prejudicou completamente seu senso de perspectiva, considere isso – estima-se que existam mais de 170 bilhões degaláxiasem nosso universo, muitas das quais são muito maiores que a nossa galáxia.
Isso significa que existem trilhões de estrelas no universo, cada uma delas uma máquina de radiação pulsante que pode iluminar o espaço ao seu redor por milhões de quilômetros.
Dados esses números incalculáveis, não surpreende que uma pergunta comum ao longo da história tenha sido sobre a aparente falta de luz no céu. Mais especificamente,por que o espaço parece ser preto?
Um universo finito
Quando os telescópios mais poderosos de todos os tempos contemplam a vastidão do espaço, eles estão basicamente olhando para trás no tempo. Podemos ver 46 bilhões de anos-luz em todas as direções, enquanto qualquer fonte de luz além dessa distância não teve tempo suficiente para chegar até nós.
Mesmo quando focamos esses telescópios incrivelmente poderosos em um pequeno ponto no espaço, um que parece ser completamente preto, a luz ainda chega ao nosso equipamento de observação e encontramos ainda mais estrelas e galáxias. O número de estrelas e galáxias é impressionante e difícil para o nosso cérebro compreender. As distâncias galácticas são quase inconcebíveis; portanto, para todos os efeitos, o universo parece infinito.
No entanto, como muitos especialistas notaram, e como as experiências de pensamento revelaram, se o nosso universo fosse verdadeiramente infinito, se você parecesse longe o tempo suficiente em qualquer ponto do espaço, acabaria pousando em uma fonte de luz, mesmo que fosse do outro lado do universo. No entanto, vemos que esse não é o caso e, dada a nossa compreensão doBig Bang, acelerando a expansão e o Fundo Cósmico de Microondas, a crença predominante é que o universo é, de fato, finito. Se o universo fosse infinito, nunca veríamos o espaço vazio (a cor preta) entre galáxias e estrelas. Cada ponto da escuridão seria preenchido com estrelas ou galáxias, em uma faixa infinita de distâncias e profundidades.
No caso de umuniverso infinito, nosso céu noturno seria permanentemente iluminado, o que sabemos que não é o caso. Novamente, com base nas proporções maciças e desagradáveis do universo, mesmo estando repleto de trilhões de estrelas e centenas de bilhões de galáxias, agrandemaioria está completamente vazia. Embora isso possa ser difícil de conceituar, alguns especialistas acreditam que a densidade da matéria no universo é de aproximadamente um átomo de hidrogênio por metro cúbico! Se imaginarmos o universo inteiro em um cubo do tamanho de uma caixa de papelão, e todas as estrelas, galáxias, planetas, asteróides e luas seriam equivalentes a um único átomo de hidrogênio nessa caixa, você poderá começar a entender como o espaço vazio é e, portanto, “sem luz”.
Embora haja, sem dúvida, um universo “mais” além do limite do que podemos observar atualmente, não houve tempo suficiente para que a luz desses corpos celestes nos alcançasse desde o Big Bang. Mais interessante, devido à expansão acelerada do universo, não apenas os corpos celestes e galáxias se afastam de nós quase na velocidade da luz (nas extremidades mais distantes do universo), mas o espaço entre esses corpos também está se expandindo taxa rápida. O que isto significa é que a borda do universo está sempre se afastando de nós e está, de fato, se movendomais rápidoque a velocidade da luz! O que isso significa é que, mesmo bilhões de anos a partir de agora, o céu noturno ainda estará preto, pois nossa visão nunca será capaz de alcançar os pontos mais distantes do universo.
Limitações humanas
Além dos aspectos físicos do universo (por exemplo, densidade da matéria, velocidade de expansão) que afetam a escuridão geral do espaço, também existem as limitações de nossa visão. Por exemplo, os seres humanos podem ver apenas a luz no espectro visível. No espectro eletromagnético, no entanto, o espectro visível é uma banda estreita, delimitada por um lado porraios gama, raiosX e raiosultravioleta, e delimitada por outro porinfravermelho,radar,microondase ondas de rádio.
Esses diferentes tipos de radiação (formas de luz) são criados em todo o universo e bombeados entre as estrelas, mas somos incapazes de ver fisicamente essa luz sem sensores especializados. Mais importante, no início do universo – o Big Bang – a totalidade da massa agora presente estava contida em densidade e temperatura quase infinitas, antes de começar a se expandir rapidamente para fora. Inicialmente, o universo era tão instável que os átomos nem eram capazes de se formar. Toda essa radiação, calor e energia, em teoria, seria distribuída igualmente no universo à medida que se expandisse, o que significa que deveríamos estar experimentando e testemunhando isso de todas as direções, o tempo todo.
Acontece que, nos últimos 13,8 bilhões de anos, grande parte dessa radiação “esfriou”, mas não desapareceu. Como mencionado anteriormente, existe algo chamado Fundo Cósmico de Microondas, que é essencialmente o resplendor do Big Bang, e está quase uniformemente presente em todo o universo. Essa radiação é muito fria, com baixas quantidades de energia e, portanto, não está no espectro visível da luz. Se os humanos pudessem ver ondas de rádio de tão baixa intensidade da mesma maneira que vemos a luz visível, o céu seria infinitamente iluminado para nós. No entanto, a maneira como nossos poderes de visão se adaptaram, com base na qualidade da luz gerada por nossa estrela, não nos permite ver esse tipo ou faixa de radiação específica.
Uma palavra final
O negro aparentemente interminável do espaço pode parecer isolado, mas lembre-se de que o que você pode ver a olho nu é apenas uma fração infinitesimal das estrelas e galáxias que se encontram nos confins do espaço sideral. Mesmo assim, a grande maioria do espaço é um vácuo, desprovido de qualquer objeto que gere luz visível para testemunharmos. Finalmente, se o vazio vazio o abater, lembre-se de que ele é, de fato, cheio de luz … exatamente do tipo que não podemos ver!
