Astronomia Ruim

Dimensionando o sistema solar

2024

De vez em quando, em entrevistas e nas redes sociais, me fazem uma pergunta interessante: Se houvesse uma coisa que você gostaria que as pessoas entendessem melhor sobre astronomia, o que seria?

Minha resposta é simples: escala.

As coisas no espaço são muito, muito , muito tão distante. O objeto natural mais próximo de nós, a Lua, está a quase 400.000 quilômetros da Terra. O foguete Saturn V, ainda o foguete mais poderoso a ser usado com sucesso, assumiu três dias para lançar astronautas para a lua. Três dias cruzando nada além de um golfo vazio.

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E essa é apenas a lua. Chegar a Marte e Vênus, os dois planetas mais próximos, leva meses de viagem. Júpiter está a 600 milhões de km de distância, no ponto mais próximo. Você sabia que Saturno está duas vezes mais longe que Júpiter e Urano duas vezes mais longe que Saturno?

O sistema solar está consertado.

É incrivelmente difícil entender essas escalas. Pior, as analogias tendem a falhar. Exemplo: levaria quase dois séculos para chegar ao Sol se houvesse uma estrada até ele (e suas janelas estivessem fechadas mesmo firmemente). Isso visualiza o quão longe isso realmente está?

Fica pior se você tentar usar tamanhos planetários para comparação. Os planetas são minúsculos em comparação com as distâncias que os separam. A Terra tem pouco menos de 13.000 quilômetros de diâmetro, mas tem 150 milhão km do sol. Mais de 11.000 Terras podem caber entre a Terra e o Sol. Oof.

Mas existe um modelo útil: um modelo em escala. Em todo o mundo, existem alguns modelos do sistema solar, e eles tendem a ser bem grandes. Eu me lembrei disso quando vi esse vídeo , onde um cineasta, Wylie Overstreet, criou um modelo em escala do sistema solar no deserto de Nevada.

Impressionante! E isso me lembrou de algo ...

Eu costumava fazer parte de um grupo de educação e divulgação na Sonoma State University . Tínhamos bolsas da NASA para reunir materiais educacionais sobre matemática e ciências básicas. Meu parceiro de trabalho Sarah silva e eu ia para as salas de aula e conversava com as crianças, e um dia decidimos resolver esse problema. Fizemos um exercício mais antigo, chamado Corda do Sistema Solar (você pode encontrar muitas variações disso online) e modificou-o para atender às nossas necessidades. Basicamente, ele usa uma corda de 20 ou 30 metros que representa a distância do Sol a Netuno (ou Plutão). Marcamos para mostrar onde os planetas estavam. Teríamos uma criança sendo o Sol e segurando uma extremidade, depois outra sendo Mercúrio (imprimimos imagens dos planetas e do Sol para eles segurarem também) e segurar a corda no lugar certo, e assim por diante.

Quando terminaram, foi incrível: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte estão todos apertados e amontoados a cerca de um metro do Sol, mas os planetas externos estavam waaaaaay tão distante. Fez um trabalho maravilhoso, impressionando-os com o tamanho do sistema solar e por que a sonda New Horizons levou quase uma década para chegar a Plutão.

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Mas quando estávamos configurando pela primeira vez, eu constantemente me peguei fazendo as contas repetidamente para acertar a escala do modelo. Se o Sol tivesse um centímetro de diâmetro, qual seria o tamanho do sistema solar? E se a Terra fosse tão grande?

Depois de alguns minutos, me cansei disso, então fiz algo sem precedentes^*: Criei uma planilha com todos os números necessários, codificando-a com os tamanhos dos planetas e do Sol, suas distâncias e assim por diante. Basta colocar o tamanho do Sol que deseja e calcular o tamanho do modelo.

Usando isso, você pode criar um modelo em escala do sistema solar com qualquer especificação que desejar. E agora, por um ato de pura magnanimidade, Eu disponibilizo isso para você de graça ! Eu coloquei no Google Docs para você cutucar; lá ele é somente leitura, mas você pode baixá-lo e adaptá-lo ao seu desejo.

Mais Zoom

Um instantâneo da planilha do modelo em escala do sistema solar usando o tamanho padrão do Sol de 100 cm (1 metro). Crédito: Phil Plait

Você não precisa saber muito sobre planilhas para trabalhá-lo. A primeira coluna é o nome do objeto. O segundo e o terceiro são os raios e diâmetros em quilômetros. Na terceira coluna, dividi os diâmetros pelo diâmetro do Sol, então agora você tem todos eles em termos do tamanho do Sol. O Sol tem um diâmetro de Sol, a Terra tem 0,00918. A próxima coluna é a distância do Sol em km, então essa mesma distância dividida pelo diâmetro do Sol.

A sétima coluna é o tamanho do Sol em seu modelo em escala. O padrão é 100 centímetros (1 metro). A próxima coluna então dimensiona os tamanhos dos planetas para isso, e a coluna final é a distância que seu planeta está do Sol. Fácil peasey^†.

Se você quiser um Sol menor, substitua os 100 cm na coluna G por algo menor. Observe o quanto o modelo em escala fica menor. Você também pode ajustá-lo para obter o tamanho de planeta que desejar; se você quiser que a Terra tenha 30 cm de diâmetro, digamos, brinque com o tamanho do Sol até que funcione dessa forma (resposta: O Sol teria cerca de 3300 cm de diâmetro; 33 metros. Isso é ENORME).

Agora volte e verifique o vídeo do modelo em escala do sistema solar novamente. Na marca de cinco minutos, o Sol nasce e eles comparam o tamanho do Sol e de seu modelo de Sol visto do modelo da Terra ... e funciona! O Sol deles tinha mais de um metro de largura e a Terra era um pouco maior do que um centímetro e a 176 metros do sol. Se você verificar minha planilha, isso corresponde.

Mais uma coisa: por curiosidade, adicionei o Cooper Belt para a planilha e até mesmo a distância para Alpha Centauri , o sistema estelar mais próximo. Se você dimensionar o modelo para algo razoável, a que distância fica Alpha Cen? Uma maneira loooooonga. Até agora, mesmo com um modelo em escala, é difícil manter essa distância na própria Terra: se o Sol tem um metro de diâmetro, Alpha Cen está a quase 30.000 km de distância! Isso é quase tão alto quanto os satélites geossíncronos reais acima da Terra^**.

Surpreendente. Se você é um educador, eu mesmo recomendar a atividade com corda. É interessante, leva as crianças para fora (ou em um corredor muito longo), é cinestésico e, acima de tudo, é divertido! As crianças vão adorar fazer parte disso.

E esse é o ponto, não é? Somos todos parte do sistema solar e devemos dedicar um minuto para apreciar isso. Podemos ser pequenos - pequenos demais para ver na maquete! - mas o fato de podermos descobrir tudo isso nos torna grandes.

^* Sem precedentes para mim, quero dizer. Eu odeio planilhas. Os odeio. Odiar. Eu gostaria de poder bani-los todos para o fim da corda do sistema solar, exceto para não escalar.