Por Que o Espaço é Tão Frio Se o Sol é Tão Quente?

o espaço está cheio de estrelas com milhões de graus Então por que o universo é tão absurdamente frio se o Sol bem no centro do nosso sistema tem mais de 5500º na superfície por fora da Terra reina um frio quase absoluto não parece contraditório Estamos cercados por fontes intensas de calor mas se você saísse da atmosfera agora congelaria no espaço Hoje vamos explorar esse paradoxo fascinante Por que o universo é gelado mesmo banhado pela luz de bilhões de estrelas e como os cientistas mediram essa temperatura com precisão bom os cientistas conseguiram medir a temperatura do universo graças ao satélite COB que detectou uma média de cerca de 2,7 Kelvin o que equivale a aproximadamente [Música] -270ºC um frio quase absoluto mas nem sempre foi assim No começo do universo tudo era muito mais quente e denso Com o tempo formaram-se corpos celestes como estrelas galáxias e quazares Eles liberavam quantidades imensas de energia no espaço Com o passar de mais tempo o universo foi se expandindo e como consequência sua temperatura caiu Mas aí surge uma dúvida intrigante Como pode o espaço ser tão gelado e ao mesmo tempo estrelas como o Sol terem temperaturas acima de 5500ºC em sua superfície se estamos mergulhados nesse vazio congelante não deveríamos também estar congelando parece estranho especialmente se considerarmos que quanto mais subimos uma montanha mais frio faz Isso contradiz o senso comum de que ao estarmos mais próximos do Sol deveríamos sentir mais calor A verdade é que não existe uma temperatura universal fixa no espaço Tudo depende de onde se está e do que está ao redor Alguns objetos esquentam outros não E isso tem tudo a ver com a forma como o calor é transmitido Vale lembrar que o espaço é praticamente um vácuo ou seja não há partículas suficientes para transmitir calor da forma como estamos acostumados aqui na Terra O calor na física nada mais é do que o movimento ou vibração das moléculas e átomos E se quase não há moléculas quase não há calor Grande parte do calor que existe no universo vem das estrelas Os planetas e outros corpos celestes também emitem calor mas em quantidade muito menor E aqui entra um ponto importante O sol não é uma bola de fogo como muita gente pensa Fogo precisa de oxigênio e no espaço não tem oxigênio Então do que realmente é feito o Sol o sol é uma imensa esfera de plasma e gás onde ocorrem reações de fusão nuclear principalmente a fusão de átomos de hidrogênio que geram hélio No núcleo do Sol as temperaturas chegam a impressionantes 15 milhões de graus C Mas aí vem outra pergunta: Como o calor do Sol consegue chegar até a Terra se entre nós e ele não há ar ou partículas em quantidade suficiente para conduzir esse calor a resposta está nos três tipos de transferência de calor que existem condução convecção e radiação A condução acontece quando o calor passa de um objeto quente para outro mais frio por contato direto como quando você encosta uma colher de metal quente A convexção ocorre através de fluidos como por exemplo o ar e a água Já a radiação é o único tipo de transferência que funciona no vácuo e é por meio dela que o Sol aquece a Terra Essa radiação acontece em forma de ondas eletromagnéticas como a luz e os raios infravermelhos Quando essas ondas encontram um objeto como um planeta ou uma nave espacial elas são absorvidas e aí sim esse objeto aquece Mas isso não significa que o espaço ao redor fique quente Só os objetos diretamente atingidos pela radiação solar é que esquentam E quanto mais longe da fonte mais fraco o efeito Para se ter uma ideia os astronautas em órbita da Terra registraram temperaturas de -180º na sombra e de 122º sob a luz solar direta Por isso os trajes espaciais são brancos Essa cor reflete a maior parte da radiação do sol e mesmo assim quando eles entram na sombra não congelam imediatamente porque o calor acumulado no corpo e no trage vai sendo liberado aos poucos por radiação Nesse momento é o astronauta que começa a emitir calor para o ambiente No entanto comparado com o sol essa radiação humana é praticamente insignificante O que importa é que graças à tecnologia dos trages espaciais que isolam e regulam a troca de calor os astronautas não congelam nem se queimam no espaço A temperatura só pode ser medida a partir da radiação infravermelha emitida pelos objetos Sem isso o espaço pareceria um vácuo absoluto frio e silencioso Vamos dar uma olhada em alguns exemplos do sistema solar que mostram como o calor se comporta de formas bem diferentes dependendo do planeta Começando por Mercúrio o planeta mais próximo do Sol Por lá as temperaturas variam drasticamente Na parte iluminada que recebe diretamente os raios solares o solo pode atingir 427º Já na parte em sombra a temperatura despenca para impressionantes -10º aproximadamente Isso acontece porque Mercúrio praticamente não tem atmosfera ou seja não há nada que distribua o calor pelo planeta Tudo o que existe por lá é uma superfície sólida recebendo diretamente a radiação solar Agora Vênus é um caso à parte Apesar de estar mais distante do Sol que Mercúrio é ainda mais quente Sua temperatura média é de [Música] 462º constante em praticamente toda a superfície Mas por quê a resposta está em sua atmosfera 90 vezes mais densa do que a da Terra composta principalmente por dióxido de carbono A radiação solar chega à superfície em forma de luz aquece o solo e tenta escapar de volta ao espaço em forma de radiação infravermelha mas essa energia acaba ficando presa na atmosfera O calor é redistribuído por convexão e condução entre moléculas criando um efeito estufa super intenso que impede que qualquer região do planeta esfrie significativamente Em Vênus é como viver dentro de uma panela de pressão gigante E o nosso planeta a Terra como se encaixa nesse cenário aqui o calor do sol também chega em forma de radiação principalmente radiação infravermelha e luz visível Mas o que nos salva do destino de Vênus é o equilíbrio quase perfeito entre vários fatores Uma atmosfera com a densidade certa a presença da camada de ozônio e a gravidade ideal que impede que percamos calor demais ou fiquemos com calor de mais preso A atmosfera da Terra funciona como um filtro natural Ela deixa passar a luz necessária para aquecer o planeta mas bloqueia grande parte das radiações nocivas É essa combinação que torna a vida possível aqui Além disso o calor se move dentro da atmosfera de forma complexa Ele chega por radiação se espalha por convecção através do movimento do ar e também por condução entre as moléculas de gás Com isso temos uma temperatura média global de cerca de 15º À noite essa temperatura cai mas não tanto quanto se poderia imaginar graças à retenção de calor da atmosfera E não podemos esquecer a Terra também emite calor de dentro para fora Seu núcleo com cerca de 6000º mais quente até que a superfície do Sol libera uma pequena mas constante quantidade de energia geotérmica transmitida por condução e convecção através das camadas internas do planeta E o mais incrível é esse núcleo ativo ao lado da atmosfera que garante nossa proteção Sem ele não teríamos o campo magnético que nos protege da radiação solar O calor do sol aquece o solo e é o próprio solo que aquece o ar acima dele quando há pressão suficiente Por isso quando subimos uma montanha a pressão atmosférica cai e a transferência de calor para o ar fica mais difícil e aí sentimos mais frio Vivemos literalmente dentro de um mar de ar que regula a temperatura da superfície A pressão ao nível do mar é mais que o dobro da pressão no topo de uma montanha de 5.500 m E quanto menor a pressão mais difícil é aquecer o ar É verdade que a Terra também tem um efeito estufa natural e isso é bom Sem ele o planeta seria frio demais para sustentar a vida O problema é que com o passar dos anos temos intensificado esse efeito Gases como dióxido de carbono metano e vapor d’água retém o calor Eles deixam passar a luz visível do sol mas bloqueiam a saída da radiação infravermelha O resultado mais calor retido na atmosfera E com a queima de combustíveis fósseis estamos desequilibrando esse sistema delicado fazendo com que o planeta aqueça mais e mais a cada década É importante entender que os gases do efeito estufa vilões por natureza Sem essa camada protetora que retém parte do calor do sol a temperatura média da superfície terrestre seria de cerca de -1º Seríamos um planeta congelado Basta olhar para a lua que não tem atmosfera Durante o dia sua superfície chega a 122º mas a noite despenca para -170º Sem uma atmosfera o calor simplesmente não é distribuído nem retido A Terra por outro lado conta com um sistema extremamente complexo e delicado em que a distância do Sol 150 milhões de quilômetros e a pressão atmosférica trabalham juntas para criar as condições climáticas que conhecemos Mesmo que uma montanha tenha 5.000 m de altitude essa diferença de altura é insignificante diante da distância até o sol O que realmente afeta a temperatura nesses casos é a pressão do ar Quanto maior a altitude menor a pressão e menos eficiente é a transmissão de calor para o ar Por isso sentimos mais frio no topo das montanhas como já explicamos A atmosfera da Terra é formada por várias camadas e cada uma interage com a radiação solar de forma diferente Conforme subimos a temperatura não diminui de forma contínua mas segue uma espécie de padrão em S com zonas de aquecimento e resfriamento alternados Por exemplo temos a estratosfera que vai de cerca de 10 a 50 km de altitude Nela os raios ultravioleta do Sol transformam oxigênio em ozônio e esse processo libera calor aquecendo essa camada específica Já a termosfera que começa por volta dos 100 km de altitude e pode chegar até os 1000 km quase não tem moléculas de ar Mesmo assim a radiação solar ali é tão intensa que as temperaturas podem alcançar os 122º E é exatamente nessa região que está a estação espacial internacional Bom como espero que tenha ficado claro no espaço não faz nem calor nem frio porque o calor como já vimos não existe no vazio a menos que haja matéria para absorver ou emitir radiação As ondas eletromagnéticas viajam a 300.000 1000 km/ segundo mas se não encontram nada pelo caminho simplesmente continuam pelo vazio como se nem estivessem lá A famosa temperatura de -270º do espaço profundo é uma estimativa baseada em como um objeto imaginário se comportaria nesse ambiente se estivesse lá para absorver e emitir energia Sem um corpo presente não há medição não há interação e portanto não há temperatura no sentido convencional Por exemplo imagine que você coloca um objeto no espaço se ele estiver acima do zero absoluto que é [Música] -273,15º ele vai começar a emitir calor em forma de radiação infravermelha conforme sua temperatura E se não houver uma fonte de energia próxima como o sol ele vai continuar perdendo calor até esfriar muito Mas se esse mesmo objeto estiver perto de uma estrela ele vai absorver os fótons emitidos por ela e esquentar Quanto mais próximo da fonte mais rápido e mais intenso será esse aquecimento E é assim que funciona a temperatura no espaço Corpos mais quentes irradiam energia para os mais frios mesmo através do vácuo Esse processo é uma espécie de balança cósmica que busca constantemente o equilíbrio térmico mas vale reforçar O espaço em si não tem temperatura O vácuo não possui partículas suficientes para manter ou transmitir calor da forma como conhecemos A temperatura só existe quando há algo para absorver ou emitir energia É nesse cenário hostil que a Terra se destaca como uma exceção espetacular Nosso planeta é um verdadeiro milagre térmico uma joia com equilíbrio tão preciso que consegue distribuir o calor recebido do sol de maneira eficiente Nem nos assamos nem congelamos Nossa atmosfera age como um filtro inteligente regulando a quantidade certa de energia que entra e sai garantindo as condições ideais para a vida florescer Quer aprender ainda mais sobre o sistema solar conheça nossos e-books incríveis que podem aprofundar ainda mais sua jornada pelo universo O guia definitivo do sistema solar Neste guia exclusivo você vai encontrar imagens impressionantes curiosidades fascinantes e explicações claras sobre os planetas suas luas o sol e claro a nossa casa a terra Uma leitura fácil e imperdível para quem ama ciência e quer explorar ainda mais o cosmos Temos também o Explorando o Cosmos um guia para iniciantes na astronomia Está começando agora no mundo da astronomia esse ebook é perfeito para você Ele traz os conceitos básicos explicados de forma simples e envolvente além de abordar estrelas constelações galáxias e os fenômenos mais incríveis que o universo tem a oferecer Os links para adquirir ambos os e-books estão aqui na descrição e também no comentário fixado deste vídeo E não se esqueça de se inscrever no canal Aproveite também para ativar o sininho deixar seu like e comentário Por hoje é só A gente se vê no próximo vídeo e lembre-se o conhecimento é um investimento com lucros inesgotáveis