Até onde teremos de ir para escapar à força da gravidade? — Rene Laufer

Ver a lição completa em: https://ed.ted.com/lessons/how-far-would-you-have-to-go-to-escape-gravity-rene-laufer

Cada estrela, cada buraco negro, cada ser humano, cada smartphone e cada átomo estão constantemente a atrair-se uns aos outros, devido à força da gravidade. Então, porque é que não nos sentimos puxados em milhares de milhões de diferentes direções? Haverá algures no universo um local onde estejamos livres desta atração? Rene Laufer explica a impossibilidade de escaparmos à gravidade.

Lição de by Rene Laufer, direção de TED-Ed.

A mais de seis mil anos-luz

da superfície da Terra,

uma estrela de neutrões
a girar rapidamente,

chamada pulsar Viúva Negra,

atinge a sua companheira
anã com radiações

sempre que as duas cruzam as órbitas
de nove em nove horas.

Enquanto habitantes do nosso planeta

podíamos pensar que somos apenas
observadores deste bailado violento.

Mas, na verdade, ambas as estrelas
estão a puxar-nos para elas.

E nós puxamos para trás,

ligados a biliões de quilómetros

pela gravidade.

A gravidade é a força de atração
entre dois objetos com massa,

quaisquer dois objetos com massa.

Ou seja, todos os objetos no universo
atraem todos os outros objetos:

cada estrela, cada buraco negro,

cada ser humano,
cada smartphone e cada átomo

estão constantemente
a atrair-se uns aos outros.

Então, porque é
que não nos sentimos puxados

em milhares de milhões
de diferentes direções?

Por duas razões: a massa e a distância.

A equação original que descreve
a força gravitacional entre dois objetos

foi escrita por Isaac Newton em 1687.

Desde então, a compreensão
dos cientistas quanto à gravidade evoluiu

mas a Lei da Gravitação Universal
de Newton

ainda é uma boa aproximação
na maioria das situações.

É assim:

A força gravitacional entre dois objetos

é igual à massa de um deles
vezes a massa do outro.

multiplicada por um número
muito pequeno

chamado a constante gravitacional

e dividido pela distância entre eles
ao quadrado.

Se duplicarmos a massa de um dos objetos,

a força entre eles também duplica.

Se a distância entre eles duplicar,

a força reduzirá para um quarto.

A força gravitacional entre nós
e a Terra puxa-nos para o seu centro,

uma força que sentimos
como o nosso peso.

Digamos que esta força
é de cerca de 800 newtons

quando estamos ao nível do mar.

Se formos até ao Mar Morto,

a força aumentará numa pequena
fração de 1%.

Se subirmos ao cume do Monte Evereste,
a força diminuirá

também numa minúscula quantidade.

Se viajarmos mais alto,

haverá uma redução maior
na influência da gravidade,

mas não nos livraremos dela.

A gravidade é gerada por variações
na curvatura do espaço-tempo

— as três dimensões
do espaço mais o tempo —

que se curva em volta de qualquer objeto
que tenha massa.

A gravidade da Terra chega
à Estação Espacial Internacional,

a 400 km acima da superfície da Terra

com quase toda a sua intensidade original.

Se a estação espacial estivesse parada
no topo duma coluna gigantesca,

ainda sentiríamos 90%

da força gravitacional
que sentimos no solo.

Os astronautas sentem falta de peso

porque a estação espacial
está sempre a cair na direção da Terra.

Felizmente, está a orbitar o planeta
tão depressa que nunca chega ao solo.

Quando chegamos à superfície da Lua,

a cerca de 400 000 km de distância,

a atração gravitacional da Terra

será menos 0,03%
do que a que sentimos na Terra.

A única gravidade que sentiríamos
será a da Lua

que é cerca de um sexto
da gravidade da Terra.

Se nos afastarmos ainda mais

a força da gravidade da Terra`
sobre nós continua a diminuir

mas nunca chega a zero.

Mesmo presos à Terra,
com toda a segurança,

estamos sujeitos ao leve puxão
de corpos celestes distantes

e de outros mais próximos da Terra.

O Sol exerce uma força sobre nós
de cerca de meio newton.

Se estivermos a poucos metros
de distância dum smartphone,

sofremos uma força mútua
de uns piconewtons.

É sensivelmente a mesma força
da atração gravitacional

entre nós e a Galáxia de Andrómeda,

que está a 2,5 milhões
de anos-luz de distância,

mas tem uma massa um bilião
de vezes maior do que o Sol.

Mas, no que respeita a fugir à gravidade,

há uma falha.

Se todas as massas à nossa volta
estão sempre a atrair-nos,

como é que a gravidade da Terra mudaria

se perfurássemos a superfície
profundamente,

assumindo que o podíamos fazer
sem ficarmos cozidos ou esmagados?

Se escavássemos um túnel
até ao centro da Terra,

numa Terra perfeitamente esférica

— que não é, façamos de conta que é —

sentiríamos uma atração idêntica
de todos os lados.

Ficaríamos suspensos, sem peso,

sentido apenas as diminutas forças
dos outros corpos celestes.

Conseguiríamos escapar
à gravidade da Terra

neste exercício intelectual

mas só enfiando-nos
mesmo no seu centro.