Reflexões sobre a beleza do movimento planetário

Por que a visão da lua atrai nossos olhos e silêncio? O que há nos planetas, esses pontos incomumente brilhantes do mundo se movendo entre as estrelas que instintivamente parecem tão bonitas para nós? Talvez eles nos façam sonhar com lugares distantes e inatingíveis? Talvez o fato de servirem como faróis à noite, línguas naturais de velas, nos permita afastar o medo e nos dar esperança no escuro? Ou talvez eles pareçam estar flutuando no ar - e gostamos de coisas como folhas caídas, bolas, nuvens ou pássaros - suspensos no ar, como se negando a força da gravidade que nos mantém na Terra?

Este último pensamento contém uma ironia interessante, porque, de fato, os planetas e a lua, viajando acima de nossas cabeças, obedecem às leis da gravidade.

Ocasionalmente, acontece que nosso satélite natural, em sua jornada mensal pela Terra, passa perto de três planetas brilhantes no céu, criando uma visão maravilhosa. Naturalmente, a Lua não passa fisicamente perto desses planetas, assim como a palma da mão estendida que cobre a Lua não passa perto da Lua. É tudo sobre perspectiva - ou geometria, o jogo da luz e a elegante coreografia do nosso sistema solar. Mas essa perspectiva é tão fácil de não sentir. Nossos olhos são incapazes de perceber a profundidade de objetos que estão tão distantes, então nosso cérebro forma uma imagem bidimensional das três dimensões do Universo e projeta a Lua, planetas, estrelas, extremamente distantes, em uma tela preta psicologicamente plana do céu noturno. Você precisa esforçar muito o cérebro para ver tudo como realmente é, e não como parece. E esse fato também vale a pena considerar.

A cada duas semanas, os espectadores do céu noturno vêem uma lua frágil que se parece com a ponta de uma unha - fina como se estivesse pronta para quebrar com o toque. Isso acontece duas vezes em quatro semanas, uma vez imediatamente antes do nascer do sol e, dois dias depois, imediatamente após o pôr do sol. Porque Geometria simples e luz refletida. [As datas e eventos indicados são característicos de observadores localizados na latitude dos Estados Unidos continentais / aprox. perev.]

A lua e os planetas não brilham por si mesmos; eles simplesmente refletem a luz do sol. O que vemos, seu brilho - tudo isso é determinado pela quantidade de luz solar que eles refletem em nossa direção. E essa quantidade também é uma questão de geometria simples, uma consequência de onde a lua e os planetas estão em relação ao sol e à terra. Se você pensar sobre isso e se armar com um pequeno telescópio, poderá até, para sua plena satisfação, descobrir que o conhecimento que recebeu na escola é verdadeiro: a Lua se move em órbita ao redor da Terra e os planetas ao redor do Sol, e dois deles estão mais próximos. ele do que a Terra, e o resto - ainda mais.

Para garantir que a lua se mova ao redor da Terra e que não seja necessário um telescópio; você só precisa examinar mais de perto alguns fatos já conhecidos que talvez não tenham sido justapostos. Todos sabemos sobre as "fases" da lua - períodos durante as quatro semanas do ciclo lunar, quando está cheio, meio ou aparece na forma de uma foice. Mas você percebeu que essas fases seguem uma sequência muito clara e simples? O crescente da lua é sempre visível imediatamente após o pôr do sol ou antes do nascer do sol; nessa noite, a lua é visível por apenas uma ou duas horas. Metade da lua está acima da sua cabeça, ao pôr do sol ou ao nascer do sol, e é visível à meia-noite. A lua cheia é visível a noite toda, nasce ao pôr do sol, se põe ao nascer do sol e fica acima da cabeça à meia-noite.


As fases da lua vêm da sobreposição da metade da lua voltada para o sol (iluminada pela luz e marcada com uma cor mais clara) e a metade da lua voltada para a terra (a parte que podemos ver fica a leste das linhas vermelhas). Quando a Lua está aproximadamente entre a Terra e o Sol, você pode ver uma parte muito pequena da metade iluminada da Lua, e a Lua parece uma foice; quando a Terra está aproximadamente entre a Lua e o Sol, as partes destacadas e visíveis coincidem e a Lua está cheia. Na fig. distâncias não estão à escala.

Você já reparou que a parte iluminada da lua está sempre do lado mais próximo do sol? Se for tarde e a lua estiver visível, a parte iluminada da lua sempre parecerá oeste (em direção ao horizonte onde a lua se põe) e, se a lua estiver visível depois da meia-noite, sua parte iluminada sempre parecerá leste (quando a lua se eleva).

O tamanho aparente da lua no céu nunca muda realmente (com exceção da ilusão de ótica, quando se aproxima do horizonte e parece maior - se você tirar uma foto, será visto que, na verdade, não é maior). Os pontos superior e inferior da lua crescente são separados um do outro pela mesma distância que o topo e o fundo da lua cheia. Isso também pode ser confirmado se você tiver a sorte de ver o belo fenômeno da “luz cinzenta da lua”, que é mais fácil de ver antes que a lua fique muito brilhante - ela ocorre alguns dias após a lua crescente. A luz das cinzas é a luz refletida na parte iluminada da Terra, que atinge a parte apagada da Lua, e depois de volta às partes escuras da Terra, onde você pode apreciá-lo - o brilho fraco da parte escura da Lua, que mostra que a lua crescente ainda é uma esfera e o mesmo tamanho da lua cheia.



Tais fenômenos podem indicar que a distância da lua à terra nunca muda realmente; e que durante a lua cheia a Terra está entre a Lua e o Sol, e quando a Lua tem a forma de uma foice, está entre a Terra e o Sol. Isso significa que a lua orbita em torno da Terra a uma distância quase constante da Terra, com um ciclo de cerca de quatro semanas. E o fato de a estreita faixa da parte iluminada da lua ter a forma de uma foice confirma a esfericidade da lua.

Ao contrário deste sistema, o comportamento de Vênus e Mercúrio no céu a princípio parece bastante estranho. Eles nunca estão diretamente acima da cabeça; e geralmente, à meia-noite, nenhum deles será visível no céu.

Você já viu Mercúrio ? A menos que você esteja procurando de propósito, provavelmente não. Para ver Mercúrio, você precisa vê-lo imediatamente após o pôr do sol ou pouco antes do nascer do sol - mas não no mesmo dia e nem no mesmo mês. Por exemplo, 22 de fevereiro [data logo após a publicação do artigo original / aprox. transl.], se você olhar logo após o pôr do sol, não mais de 30 minutos depois, com um horizonte claro, sem árvores ou edifícios obscurecendo-o, nuvens ou montanhas a oeste, você encontrará um pequeno feixe de luz à distância de vários tamanhos visíveis da lua à esquerda da lua poente aponte sozinho. Isso é Mercúrio - e realmente parece mercúrio [Mercúrio - Mercúrio, mercúrio - mercúrio, mercurial - ao vivo, movendo / aprox. transl.], porque é pouco visível ao entardecer e entra muito rapidamente.


Mercúrio e Vênus, cujas órbitas estão mais próximas do Sol do que a órbita da Terra, não podem aparecer à noite acima de suas cabeças; eles se põem logo após o sol, ou se levantam logo antes dele. O ângulo entre eles e o horizonte durante o pôr do sol ou o nascer do sol não é maior do que o mostrado na figura (sem escala). Na posição mais alta, Vênus será muito maior que Mercúrio, o que indica que o último está mais próximo do Sol. As distâncias e os ângulos são aproximados; os tamanhos dos planetas e do Sol não estão em escala.

Por que Mercúrio é tão difícil de ver? Sua órbita ao redor do Sol está muito mais próxima do Sol do que a órbita da Terra, por isso nunca se afasta do Sol no céu, e deve ir logo depois ou ficar em frente a ele. Em sua órbita, ele (como a Terra), do nosso ponto de vista, se move de tal maneira que deixa para trás o Sol (onde não o veremos em princípio) daquele lado que é visível no céu noturno ao pôr do sol; depois passa entre o Sol e a Terra (e por causa do brilho do Sol, não pode ser visto), e depois aparece no céu da manhã, mas não muito longe do Sol, e depois se retrai por trás e o ciclo se repete novamente.

Vênus é mais fácil de ver por várias razões. Em primeiro lugar, é maior que Mercúrio, comparável em tamanho à Terra. Em segundo lugar, se Mercúrio é acinzentado, Vênus é branco brilhante; sua atmosfera (com o efeito monstruoso dos gases de efeito estufa, mantendo sua temperatura mais alta do que no fogão), coberta de nuvens brancas o tempo todo, tem uma superfície bem refletida. Terceiro, sua órbita está mais distante do Sol do que a órbita de Mercúrio, e isso tem duas consequências: Vênus se aproxima da Terra que Mercúrio, o que a faz parecer maior e mais brilhante, e se eleva mais alto no céu do que Mercúrio, que significa que às vezes pode ser observado por várias horas seguidas após o pôr do sol ou antes do nascer do sol (embora pelos mesmos motivos que Mercúrio, não ao mesmo tempo). Graças a isso, pode ser observado sem muito esforço. E, inevitavelmente, toda vez que esse ponto brilhante se torna visível, a polícia recebe reclamações sobre OVNIs - para um objeto voador surpreendentemente brilhante, também conhecido como Vênus.

O argumento decisivo a favor do fato de que Vênus e Mercúrio se movem em órbitas ao redor do Sol, e não da Terra, é que eles, como a Lua, têm suas fases - embora com diferenças importantes. Passando pelas fases, elas mudam de tamanho, diferentemente da Lua, e as mais brilhantes não estão na fase completa, como a Lua, mas na fase da foice larga. O seguinte acontece: primeiro Vênus aparece no céu noturno, escuro, mas completamente iluminado. Então, nas semanas seguintes, ela se eleva no céu noturno, torna-se maior, mais brilhante, mas não completamente iluminada. Depois começa a passar a noite no horizonte, mas fica mais brilhante e maior, aproximando-se da forma da foice e, depois, com uma foice fina, mas de grande diâmetro, desaparece no crepúsculo após o pôr do sol.



Aparece alguns dias depois, no crepúsculo, antes do nascer do sol, sob a forma de uma foice fina, e a segunda metade do ciclo ocorre, quando é visível no início da manhã, na sequência inversa às celebrações da noite.


Um planeta com uma órbita menor que a Terra tem fases semelhantes às lunares, mas cresce e se contrai durante seu movimento na órbita devido a uma mudança na distância da Terra. A parte do planeta que é visível da Terra fica à esquerda das linhas tracejadas; a parte iluminada é mostrada em amarelo.

Infelizmente, isso não pode mais ser confirmado a olho nu - e é provavelmente isso que atrasou o reconhecimento do fato de que Vênus está se movendo em órbita ao redor do Sol há milhares de anos. Somente o telescópio Galileu, há quase 400 anos, descobriu as fases de Vênus descritas acima.


Do caderno de Galileu

Para fazer isso, você precisa de um telescópio muito pequeno, capaz de ampliar objetos pelo menos 20 vezes, ou até de binóculos (se você tiver uma boa visão, o céu está claro e você pode esperar pacientemente até que seus olhos se acostumem ao escuro).


Fotos de Vênus

Em 21 de fevereiro, Vênus estará no meio da parte noturna do ciclo. Será iluminado mais da metade, seu tamanho aumentará, o sol o iluminará menos e subirá cada vez mais alto em relação ao horizonte da tarde - essa visão é interessante por si só e se tornará ainda mais interessante nos próximos meses. Se você o seguir de uma semana para a outra, verá como Vênus atinge seu ponto mais alto em relação ao horizonte em cerca de um mês, depois ele se vira e se aproxima do Sol do nosso ponto de vista. 5-6 de julho [2012] Vênus passará diante do disco do Sol.

Em 25 de fevereiro, a Lua estará localizada perto de Vênus. Esta semana será a visão mais interessante. Quando vir esses dois balões brilhantes no céu, a esposa da Terra e sua irmã, pense no que seu cérebro não quer lhe dizer. Apesar do tamanho aparente da Lua e do fato de Vênus parecer um pequeno ponto, este planeta é na verdade cinco vezes o tamanho da Lua (aproximadamente igual à Terra), e parece menor e mais escuro apenas porque agora é 400 vezes mais distante.

Pense mais uma coisa. A luz da lua vem do sol (e leva cerca de 8,5 minutos, essa distância é tão grande), é refletida pela lua e vem para a terra (leva cerca de 1,5 s), enquanto a luz de Vênus deve passar pelo sol (quase seis minutos), salte de Vênus e ande mais oito minutos [na localização dos planetas em fevereiro de 2012] para a Terra. Isso é como um atraso de eco; quando você ouvir um trovão causado por um raio nas montanhas, poderá ouvi-lo diretamente e depois novamente quando o som refletir no pico distante. Se alguém pudesse desligar o Sol, você veria a Lua sair após oito minutos, e Vênus brilharia por mais seis minutos em cima disso.



E quanto a Júpiter? O maior planeta do sistema solar continuará a brilhar por mais uma hora! É o quanto é necessário para que a luz do sol chegue a Júpiter pela primeira vez (é cerca de cinco vezes mais distante do Sol que a Terra) e depois reflete a partir dela e alcança a Terra (em fevereiro de 2012, essa distância é cinco vezes maior que a da Terra até Vênus) .

No final de fevereiro, Júpiter subirá no céu acima de Vênus e estará perto do zênite. Em 26 de fevereiro, a Lua passará ao lado deles. Júpiter é muito maior que a Terra ou Vênus - cerca de 10 vezes maior em raio - então, com um telescópio ou bons binóculos (em um onde você pode ver que Júpiter não é um ponto, mas um disco), ele parecerá duas vezes maior que Vênus, apesar de o que é 10 vezes mais. E, no entanto, apesar de parecer maior, ele parece mais sombrio que Vênus. Porque Quanto mais distante do Sol, mais sua luz é dispersa, de modo que o Sol em Júpiter parecerá mais escuro e menor do que na Terra, e em Vênus o Sol parecerá maior e mais brilhante. Isso significa que menos luz é refletida da superfície de Júpiter. Mas não deixe sua mente se enganar quando vir Júpiter em 26 de fevereiro, pequeno e escuro em comparação com a Lua. Lembre-se que dentro deste gigante gasoso, a Terra pode caber mil vezes.

O fato de Júpiter se mover ao redor do Sol e a distância entre ele e o Sol é muito maior do que a Terra, novamente, você pode verificar com um pequeno telescópio ou mesmo binóculo. Diferente de Vênus e a Lua, Júpiter não tem fases; é sempre quase completamente iluminado pelo sol do nosso ponto de vista. O mesmo se aplica a Saturno (assim como Urano e Netuno, que você não pode ver, exceto com binóculos ou telescópio) e, em menor grau, Marte. Todos esses planetas, ao contrário de Vênus e Mercúrio, podem ser vistos à meia-noite, e é nessas noites que eles parecem maiores e mais brilhantes. Eles são os menores e mais monótonos quando são visíveis no céu apenas imediatamente após o pôr do sol ou pouco antes do nascer do sol.

Por que isso está acontecendo? O objeto está no auge da meia-noite, quando a Terra está entre ele e o Sol, como no caso da lua cheia. E isso acontece quando esses planetas estão mais próximos da Terra. Quando são visíveis somente após o pôr-do-sol, estão muito distantes da Terra e o Sol está quase entre nós e eles, portanto são muito fracos devido à grande distância entre eles e nosso planeta. E como nunca passam entre a Terra e o Sol, nunca se parecem com foices, como acontece com a Lua, Mercúrio e Vênus.


A alteração do tamanho visível de Júpiter é mostrada na linha superior das fotografias.



Então, se você encontrar um telescópio, poderá apreciar a dança elegante dos planetas e da lua; observe como os planetas crescem e diminuem à medida que se aproximam e se afastam; observar como eles se erguem e se põem em nosso céu bidimensional e como isso reflete seu movimento (e o movimento da Terra) no espaço tridimensional; observe as fases de Vênus e como elas confirmam o fato de que ele gira em torno do sol. E você pode refletir sobre o fato de que o pequeno progresso técnico de 1609 fortaleceu a visão de Galileu apenas o suficiente para permitir que ele descobrisse tantas propriedades anteriormente desconhecidas da Lua, do Sol e dos planetas, e para sempre mudar a visão da humanidade sobre si mesma e sobre nossos vizinhos celestes.

Mas mesmo sem um telescópio - a olho nu ou com a ajuda de pequenos binóculos - você pode apreciar a beleza do céu estrelado e mergulhar na imensidão de nossa casa.

Observando a Lua e Vênus, lembrarei de um dos meus encontros favoritos com a natureza. Isso aconteceu há alguns anos, durante uma visita de verão à reserva em torno do Monte St. Helens , um vulcão no sul de Washington que explodiu em 1980. Da cordilheira norte, de frente para um buraco na lateral da montanha e para o vale arruinado abaixo dela, vi as pedras ficarem de cor cinza-dourada ao pôr do sol e esperei que as estrelas aparecessem no céu, que era quase preto. Vênus brilhava intensamente no oeste, uma pérola de cima e à esquerda acima do brilhante pingente do crescente lunar e da lua cinza acinzentada. Então ouvi uma fungada, parecia bem perto. Pensei que fosse um animal pequeno nos arbustos atrás de mim, mas quando me aproximei dos arbustos, ouvi novamente esse som, de outro lugar. Surpresa, olhei para cima e fiquei estupefata. Na colina, a menos de cinquenta metros de mim, no fundo do último brilho alaranjado do pôr do sol, as silhuetas de três majestosos alces com chifres eram visíveis.

Eles pastavam preguiçosamente, enquanto acima deles, atrás deles, penduravam a Lua, Vênus e estrelas, seduzindo o abismo.