Se quase por "magia" o Sol desaparecesse de forma instantânea, que efeitos teria na Terra?

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perguntou Jan 2, 2015 em Astrofísica por Ricardo Teixeira AstroCurioso (1,500 pontos)
Sei que não é possível, mas aqui a minha questão prende-se mais no efeito de gravidade. O que aconteceria à Terra? Seria atirada para fora do sistema solar ou orbitaria um planeta gasoso como Jupiter? Se a Terra fosse atirada seria ao mesmo tempo que o desaperecimento do Sol ou 8 ou mais minutos depois?
  

2 Respostas

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respondida Jan 2, 2015 por Guilherme de Almeida Super-Nova (24,440 pontos)
editado Jan 4, 2015 por Guilherme de Almeida

Boa pergunta.

A luz demora aproximadamente 500 s para se propagar do Sol à Terra e este intervalo de tempo é, em Astronomia, conhecido como "Equação da Luz". A gravidade propaga-se à velocidade da luz, que no vácuo vale precisamente 299 792 458 km/s. Muitas vezes arredonda-se este número para 300 000 km/s.

Para efeitos práticos, do ponto de vista da propagação da luz, podemos considerar que entre o Sol e a Terra temos vácuo como meio de propagação da luz.

Se o Sol desaparecesse  por "artes mágicas", supondo-se esse desaparecimento instantâneo no instante " t ", os efeitos da luz solar na Terra e o desaparecimento do campo gravítico solar sobre a Terra  far-se-iam sentir no instante t + 500 s. No instante t +500 s veríamos o Sol a apagar-se e a Terra passava a mover-se tangencialmente à sua órbita, com a velocidade que tivesse no instante t+500 s. Com pouca variação, essa velocidade vale cerca de 30 km/s, ou, em média, 29,8 km/s. Esse momento deveria originar uma pequena oscilação (com alguns cataclismos), pela aceleração que implica (desaparecimento súbito de uma força que encurvava a trajectória da Terra). A aceleração da Terra passaria de 0,00592 m/s^2 para  0 m/s^2.

É claro que os outros planetas, os planetas-anóes, cometas e asteróides  também deixariam as suas órbitas e passariam a mover-ne na direcção tangencial às suas órbitas no momento em que o efeito da gravidade se deixasse de sentir sobre eles. Só que esse instante não é obviamente simultâneo. O primeiro a sentir a ausência de força gravitica do Sol seria Mercúrio. Por exemplo Júpiter, a uma distância média do Sol de 5,2 UA, deixaria de sentir os efeitos gravitacionais solares no instante t +43 minutos (se nesse momento se encontrasse à sua distância média do Sol). Saturno, a uma distância média do Sol de aprox 9,58 UA deixaria de orbitar o Sol (o "ex-Sol", dizendo melhor) no instante  t +79,8 minutos.

Se no Sistema Solar  apenas existissem a Terra e o Sol, o nosso planeta seguiria aproximadamente em linha recta***, à velocidade de aprox 30 km/s por alguns séculos de anos até acelerar à aproximação de uma estrela longínqua, com a qual poderia constituir um novo sistema "solar" viável (se a estrela fosse do tipo adequado e o raio orbital conveniente à vida). Mas a Terra não teria já vida humana. E a vida em geral estaria quase completamtne extinta, salvo algumas (muito poucas) espécies  capazes de resistir a situações extremas. Ou então, a Terra poderia encurvar a trajectória e continuar viagem, como planeta praticamente morto...

Porém, o Sistema Solar é muito mais do que a Terra e o Sol. Por isso, a Terra, inicialmente "disparada" com uma velocidade de 30 km/s, tangencialmente à sua órbita, veria a sua trajectória logo encurvada pelos campos gravíticos de Júpiter e Saturno, principalmente. Dependento do sentido (de "orientação") da velocidade da Terra no instante t+500 s, a Terra poderia:

a) encurvar a sua trajectória em resposta a essa solicitação gravitacional e sair do Sistema Solar (agora já sem Sol);

b) ou poderia, remotamente, vir a ser uma lua de Júpiter, ou de Saturno, se a sua velocidade no instante t+500 s a fizesse, com a ajuda do encurvamento, vir a aproximar-se de um dos dois planetas gigantes;

c) com um grande azar e muito remota probabilidade, a Terra poderia vir a chocar brutalmente com um dos dois gigantes gasosos (com Júpiter ou com Saturno).

Além disso, as nossas hipóteses de sobrevivência (humana), mesmo sem a opção c) seriam quase nulas, pela perda de calor, pela falta de energia solar disponível (que muito dificilmente o nuclear suplantaria) e pela quebra de produção vegetal e animal.

A breve prazo, provavelmente  de um ano ou pouco mais, e do ponto de vista humano, a Terra seria um planeta morto, quer como lua de um dos gigantes gasosos, ou  viajando no espaço como sonda espacial moribunda...

NOTA

*** Se o Sol e a Terra existissem isolados (sem mais nada), com o desaparecimento do Sol a trajectória da Terra seria mesmo rectilínea, com velocidade constante. Na verdade, a Terra continuaria sob o efeito do campo gravítico da Via Láctea, em especial do seu núcleo, e a trajectória seria ligeiramente encurvada.

Nada de recomendável ou prometedor, portanto. (GA)

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respondida Jan 3, 2015 por Filipe Dias Astrónomo Avançado (6,410 pontos)
Na sequência da reesposta anterior, se o pensar que a lua demora tempo a propagar-se já fizer confusão imaginar como em dado instante vemos um Sol 500s desactualizado, e uma Lua 1s só desactualizada, e Júpiter cerca e 40 minutos depois; então pensar que estamos a sentir a força de Júpiter na posição em que ele estava 40 minutos antes deve ser ainda mais estranho!
Em 40 minutos, Júpiter move-se aproximadamente um quarto do seu diâmetro, não é assim "muito".. Mas acho que a melhor hipótese de sermos capturados por Júpiter é se isto acontecer quando ele estiver em oposição (ao ex-Sol). Ele move-se a 13km/s, e a Terra vai a 30 km/s na mesma direcção, e aí fica uma Terra a "orbitar" Júpiter a 17 km/s no sentido contrário ao que orbitava antes o Sol.. Isto acho que é demaisado rápido para uma órbita circular bonitinha em torno de Júpiter :-(

Por outro lado, imaginar uma gravidade a propagar-se ao longo do diâmetro da Terra também tem a sua curiosidade.. A 300 000 km/s, percorre-se um diâmetro terrestre em 42 milissegundos..

Noutro registo, iamos deixar de ter marés vivas e marés mortas.. Se calhar as marés passavam a ter praticamente o mesmo tamanho...

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