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Velocidade da Luz: O que é e como se mede?
A velocidade da luz no vácuo, simbolizada pela letra c, é, por definição, igual a 299.792.458 metros por segundo. O símbolo c origina-se do latim celeritas, que significa velocidade ou rapidez. Bom, mas tudo isto na realidade como se pode "ver" ou "medir"? De forma simples, vamos mostrar alguns exemplos que poderão elucidar os leitores para esta "unidade de medida" que é usada quando são referidas as distâncias dos astros, nas mais diversas escalas espaciais.
Um dado interessante diz-nos que a luz do Sol demora aproximadamente oito minutos para chegar à Terra, que está a uma distância média de cerca de 150 milhões de quilómetros, o que corresponde a uma unidade astronómica.
A velocidade da luz é rápida…
Com o toque de um interruptor, o seu quarto pode ser instantaneamente inundado de brilho. Na verdade, não há nenhum efeito de atraso percetível. Isso ocorre porque os fotões emitidos viajam a 300.000 km por segundo, o que significa que leva apenas 1/500.000 de segundo para a luz atingir até a parte mais distante de uma sala comum. E, se pudesse atravessar a parede, orbitaria o planeta inteiro 7,5 vezes em apenas um segundo.
Portanto, nas nossas experiências quotidianas, nunca vemos a luz como tendo que “tirar tempo” para fazer qualquer coisa. É inconcebivelmente rápido, iluminando tudo no seu caminho num instante – e com algumas ressalvas estranhas, os cientistas acreditam que a velocidade da luz é o ritmo mais rápido conhecido no universo.
Contudo, se sairmos da nossa bolha e olharmos para a luz de fora dos limites da vida na Terra, como será o conceito?
Para explicar de forma muito simples e visual a velocidade da luz, o cientista planetário James O'Donoghue, deixou uma animação que nos permite contextualizar o que é realmente a velocidade da luz. Isso ajuda-nos lembrar da mecânica deste fenómeno incrível, ao mesmo tempo em que destaca as vastas distâncias entre os corpos celestes – mesmo no nosso pequeno e insignificante canto do sistema solar.
A velocidade da luz é lenta…
Uma das perguntas que os astrónomos recebem do público é: "quanto tempo levaria a luz para ir do objeto X ao objeto Y?" A luz dá-lhes uma maneira muito precisa de medir o tamanho do universo definindo distâncias.
Aqui estão algumas das medidas de distância mais comuns:
- Lua: Leva cerca de 1.255 segundos para a luz ir da Terra à Lua.
- Marte: Marte está a cerca de 150 vezes mais longe do que a Lua – cerca de 54,6 milhões de km na zona mais próxima – então leva 3 minutos para chegar lá da Terra.
- Sol: O sol está a 150 milhões de km de distância, o que significa que leva 8 minutos para ver a sua luz.
Vamos extrapolar mais estes exemplos. Então, se porventura o Sol explodisse agora, nós nem saberíamos disso durante pelo menos oito longos minutos.
Se formos mais além... mais lento parece ser esta luz...
Se a luz leva alguns minutos para chegar aos planetas mais próximos, quanto tempo leva para a luz viajar mais longe da Terra?
- Júpiter: O maior planeta está a 629 milhões de km de distância quando está mais próximo, levando a luz cerca de 35 minutos.
- Saturno: O planeta com anéis é cerca de duas vezes mais longe que Júpiter, o que leva demora à luz 71 minutos.
- Plutão: Leva cerca de 5,5 horas para a luz ir da Terra ao planeta anão.
- Alpha Centauri: O sistema estelar mais próximo está a 4,3 anos-luz de distância, ou 40 biliões de km.
- Galáxia espiral mais próxima (Andrómeda) : 2,54 milhões de anos-luz de distância da Terra
- Estrelas visíveis: A distância média das 300 estrelas mais brilhantes no céu é de cerca de 347 anos-luz.
A ilustração que mostramos a seguir traduz os exemplos anteriores numa amostra gráfica. Então irá ter a sensação de quão “lenta” a luz realmente é.
No vídeo a luz irá viajar do Sol a Júpiter. É feito em tempo real, então leva cerca de 43 minutos:
Pois bem, agora que a escala foi apresentada, quando lhe disseram que o trabalho foi feito à velocidade da luz, cuidado, pode ter sido "em passo de caracol".
Este artigo tem mais de um ano
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“Pois bem, agora que a escala foi apresentada, quando lhe disseram que o trabalho foi feito à velocidade da luz, cuidado, pode ter sido “em passo de caracol”.”
Hahaha, gostei dessa!
+1
Agora imaginem por quantas vezes teríamos que multiplicar essa velocidade para resolver problemas da justiça portuguesa
Um tema (Problema) ao qual me deparo diariamente.
Na física aprende-se que a velocidade da luz, c, é a mesma para todos os observadores inerciais. O problema está que nunca ninguém conseguiu medir na realidade a velocidade da luz visto que esta somente foi medida nas duas direções ida/volta e não apenas numa direção como por exemplo se fazem as medições de velocidade em automoveis. No entanto existem algumas teorias e provas que podem mudar todo o conceito sobre c visto que esta pode ser 2x mais lenta na ida e instantânea na volta ou vice versa, o que traria possibilidades como por exemplo a teletransportação. Para quem se interessar sobre o assunto deixo aqui algumas Referências::
1. Para uma visão geral da velocidade da luz unidirecional: https://en.wikipedia.org/wiki/One-way_speed_of_light
2. Prof. Geraint Lewis, Universidade de Sydney: https://www.youtube.com/c/AlasLewisAndBarnes
3. Prof. Clifford M. Will, Universidade da Flórida: http://www.phys.ufl.edu/~cmw/
4. Einstein, A. (1905). Sobre a eletrodinâmica dos corpos em movimento. Annalen der physik, 17(10), 891-921.
(inglês) https://en.wikisource.org/wiki/Translation:On_the_Electrodynamics_of_Moving_Bodies
5. Greaves, E. D., Rodríguez, A. M., & Ruiz-Camacho, J. (2009). Velocidade da luz unidirecional. American Journal of Physics, 77(10), 894-896. https://aapt.scitation.org/doi/10.1119/1.3160665
6. Resposta a Greaves et al. artigo — https://arxiv.org/abs/0911.3616
Finkelstein, J. (2009). Velocidade da luz unidirecional?. arXiv, arXiv-0911.
7. A Filosofia do Espaço e do Tempo – Reichenbach, H. (2012). Corporação Courier. (Livro)
8. Anderson, R., Vetharaniam, I., & Stedman, G.E. (1998). Convencionalidade de sincronização, dependência de calibre e teorias de teste da relatividade. Relatórios de física, 295(3-4), 93-180. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0370157397000513
9. Um artigo de revisão sobre simultaneidade — Janis, Allen, “Conventionality of Simultaneity”, The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Fall 2018 Edition), Edward N. Zalta (ed.) https://plato.stanford.edu/archives/fall2018/entries/spacetime-convensimul/
10. Will, C.M. (1992). Sincronização do relógio e isotropia da velocidade da luz unidirecional. Revisão Física D, 45(2), 403. https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.45.403
11.Zhang, Y.Z. (1995). Testar teorias da relatividade especial. Relatividade Geral e Gravitação, 27(5), 475-493. https://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02105074
12. Mansouri, R., & Sexl, R.U. (1977). Uma teoria de teste da relatividade especial: I. Simultaneidade e sincronização do relógio. Relatividade Geral e Gravitação, 8(7), 497-513. https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/BF00762634.pdf
Boa Leitura, qualquer descoberta neste ramo contactem a pplware.
Eh lecas . Eu ia só por o video do veritasium para os plebeus como eu https://www.youtube.com/watch?v=pTn6Ewhb27k . Obrigado pelos links.
hahaha…. tiraste-me as palavras da boca! 🙂
Aprendi esse conceito à uns tempos e gostei muito, algo que realmente é quase transparente para nós e possivelmente nunca conseguiremos testar.
Wierd space is wierd…
Português, que é a nossa língua, já não deves gostar tanto. É “há uns tempos” que se diz e escreve, não foste ali à pastelaria comer um bolo, ok?
gostar gosto, mas é mais falar, escrever não é mesmo comigo.
Também gostava de perceber essa do “transparente”, uma coisa que nos ilumina e nos faz ver outras coisas, muito dificilmente seria transparente, não é propriamente um vidro….
Se os fotões refletissem noutros fotões a própria luz seria visível!
usei a palavra transparente no sentido que não importa, neste caso não importa se a velocidade é igual nas duas direções ou não.
Não estava a falar que a luz é ou não transparente.
Brutal, só faltou o link do teu perfil do LinkedIn.
Pois bem, eu consigo medir essa velocidade todos os meses. É desde o momento de entrada do vencimento na conta e o momento que sai!
Gostei da conclusão. Brilhante.
Excelente artigo.Isto sim,isto vale muito a pena. 🙂