Desvio para o vermelho

RKA4JL - Vamos dizer que eu estou aqui e eu vou desenhar dois cenários. Então esta sou em um primeiro cenário. O que eu estou desenhando é o meu olho, e esse é o meu olho em um segundo cenário. Nos dois cenários eu tenho uma fonte de luz. Aqui nos dois cenários eu estou representando a fonte de luz, mas nesse cenário essa fonte de luz está parada em relação a mim e nesse cenário ela se move para longe de mim com uma velocidade de metade da velocidade da luz. Vamos imaginar o que vai acontecer. As duas fontes emitem luz e elas vão começar a fazer isso ao mesmo tempo. Quando começarem a emitir luz, elas estarão a uma mesma distância do meu olho. A única diferença é que essa é estacionária em relação a mim enquanto essa se distancia com metade da velocidade da luz. Vamos dizer que, após um período de tempo, a onda de luz dessa fonte chegue ao meu olho, mais ou menos assim, da forma como eu estou representando. Então ela vai chegar mais ou menos assim. A frente da onda chega ao meu olho e à medida que vai passando pelo meu olho, ele percebe algum tipo de comprimento de onda, ou de frequência em forma de cores, assumindo que estamos no meio visível do espectro eletromagnético. Agora, pense no que vai acontecer com essa fonte. Primeira coisa: a frente da onda irá me alcançar no mesmo momento. Uma das coisas mais fascinantes sobre o percurso da luz é que ele geralmente acontece no vácuo, por isso não importa se essa fonte se distancia de mim com metade da velocidade da luz, pois a luz continuará avançando em uma mesma velocidade. A velocidade da luz é absoluta. Não importa se ela se distancia 90% da velocidade da luz, ela ainda chegará até mim com a velocidade da luz. Isso não é muito intuitivo, pois, na nossa percepção, se eu me afastar de você com metade da velocidade de uma bala e atirar essa bala, ela chegará até você, metade da velocidade é subtraída, então ela vai chegar com metade da sua velocidade relativa normal. Esse não é o caso da luz. Vamos pensar em como isso aconteceria com a luz. Então eu vou desenhar aqui embaixo como isso aconteceria. Aqui é o meu olho, de novo. Quando a luz chegar ao meu olho, essa fonte vai ter viajado metade da distância. Considerando que a luz leva um certo tempo para se distanciar, essa fonte levará metade desse tempo. Então, no momento que a luz atingir o meu olho, essa fonte terá percorrido metade da distância. Assim ela terá percorrido uma boa distância. Mas elas começaram a emitir luz ao mesmo tempo. Logo o primeiro fóton, considerando a luz como partícula, chegará ao meu olho ao mesmo tempo que o primeiro fóton dessa fonte. Então a onda será essencialmente esticada. Mas nós ainda teremos a mesma quantidade de comprimentos de onda. Então aqui nós temos um, dois, três, quatro, cinco. Eu vou tentar representar isso aqui. Então nós temos um, dois, três, quatro (deixe-me afastar um pouquinho mais a fonte) e cinco. Aqui está, será parecido com isso. Quando a onda atingir o meu olho, ele perceberá que ela possui comprimentos mais longos, embora a perspectiva de cada um desses objetos, a frequência e o comprimento de onda emitidos pela luz sejam iguais. A única diferença é que essa fonte está se distanciando de mim, ou eu estou me distanciando dela, dependendo de como você vê a situação. Se eu estou parada, ou se ela está. No primeiro caso, o observador e o objeto estavam parados. Agora, nesse caso, o que meu olho vai dizer? Bem, ele vai perceber cada um desses pulsos, ou dessas ondas sucessivas, e vai dizer: Olha, os comprimentos de onda são mais perceptíveis. Aqui a frequência é menos perceptível. Meu olho vai perceber uma menor frequência. E o que aconteceu com a percepção da luz? Vamos imaginar que isso aqui é uma luz verde. Se estivermos parados, como observadores, isso será uma luz verde. Vamos dar uma olhada no espectro eletromagnético. Se estivesse parada como observadora, eu estaria na parte da luz verde do espectro, mais ou menos 500 nanômetros de comprimento. Mas se, de repente, o objeto se distancia de mim a uma enorme velocidade, o comprimento de onda perceptível se torna maior. Então, na minha percepção, a onda vai ter um comprimento maior. Você pode ver o que está acontecendo. A onda vai parecer mais vermelha e irá se mover para a parte vermelha do espectro. Esse fenômeno é conhecido como "desvio para o vermelho". É a mesma ideia do efeito Doppler. Temos o efeito Doppler aplicado na luz. A razão do efeito Doppler funcionar para a luz, viajando pelo espaço, e para o som, viajando pelo ar, está no fato de que uma onda sonora no ar, independentemente se a fonte está se afastando ou se aproximando de você, a onda se move com a mesma velocidade do som no ar a uma certa pressão e tudo mais. Com a luz é a mesma coisa, mas no vácuo, independentemente do que a onda seja fazendo, a onda de luz sempre viajará a uma mesma velocidade. A única diferença é que a frequência perceptível e o comprimento vão mudar. Agora, a razão principal para eu falar sobre isso é que você pode usar essa propriedade, que se aplica a esse desvio, para ver se as coisas estão se distanciando ou se aproximando de você. Fala-se no desvio para o vermelho porque, francamente, a maioria das coisas se distancia de nós. Essa é uma das razões que nos levam a acreditar no Big Bang. Do contrário, se algo estiver se aproximando de mim com alta velocidade, então teremos algo chamado de "desvio para o violeta". Logo, a frequência aumentaria e a onda tenderia mais para o azul ou para o violeta. Uma outra coisa: a ideia do desvio para o vermelho não se aplica apenas para a luz visível. Ela pode ser aplicada em coisas que nem podemos ver. Vamos olhar o espectro novamente. Ela pode ficar cada vez mais vermelha. Assim, você não conseguiria ver. A ideia poderia ser aplicada a alguma coisa mais vermelha do que o vermelho, talvez seja uma micro-onda emitida, pois a fonte está se distanciando tão rápido de nós que ela pode ser percebida em micro-onda. Ela pode ser percebida até mesmo como onda de rádio. Espero que eu tenha te dado uma boa ideia do que é o desvio para o vermelho. Podemos usar essa ferramenta para explicar por que pensamos que muitas coisas estão se distanciando de nós. Agora, só para ter certeza de que você captou a ideia: se eu pegar dois objetos, digamos que sejam dois sóis, ou até mesmo duas galáxias. Por causa de outras propriedades, que eu não vou falar agora, elas estão provavelmente emitindo luz de uma mesma cor, pois conhecemos outras propriedades dessa estrela ou galáxia. Agora, o que realmente percebemos, é que esta aqui nos parece mais vermelha do que esta, então sabemos que ela está se distanciando de nós. Quanto mais vermelha, mais expandido é o comprimento em relação a outra estrela, mais rápido sabemos que ela está se distanciando de nós.