Debate Nerd Ciência #8 - Por que os astronautas flutuam no espaço?

Olá, Olá Nerds, o assunto de hoje é de grande gravidade (sacaram?? rs). Se perguntarmos o porquê do astronauta flutuar no espaço à maioria das pessoas, elas prontamente vão responder que é porque no espaço não tem gravidade, ou que a gravidade é baixa. Mas será que essa é a resposta certa?

Bom, vamos entender o que é gravidade. Primeiramente, ela é considerada a mais fraca entre as quatro forças fundamentais da natureza (farei um post sobre essas forças em outra ocasião), mas também a mais expansiva, a de maior alcance. Em segundo lugar, para compreendê-la melhor, vamos entender um pouco a teoria de dois dos maiores físicos de todos os tempos: Sir Isaac Newton e Albert Einstein.

Para Newton todo objeto tem atração sobre outros objetos e a força é proporcional ao produto das suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distancia entre eles. Explicando melhor: Vamos supor que você, amigo Nerd, esteja próximo àquela pessoa especial, então vocês tem entre vocês uma força de atração (e não é o tesão não viu?), essa força é dada pela multiplicação do “peso” dos dois, dividido pela distância entre vocês elevada ao quadrado, multiplique tudo isso pela constante gravitacional universal e você terá a força de atração entre vocês. Ou como diria Newton:

Fg = G(m1 * m2) / r².

Sendo que :

· Fg é a força gravitacional

· m1 e m2 são as massas dos dois objetos (seu peso e o da pessoa especial)

· r é a distancia entre os objetos

· G é a constante gravitacional universal, ou 6,67408 × 10^-11 m³ kg^-1 s^-2

Ainda para o Sir Newton, essa lei é válida para todos os objetos, inclusive os que estão no espaço em órbita, ele diz ainda que toda órbita é uma queda livre que nunca chega ao chão.

Para Einstein a gravidade é uma deformação no Espaço-Tempo, na Teoria da Relatividade Geral entendemos que os objetos com massa, como o sol, por exemplo, causa tanta deformidade no Espaço-Tempo que mantém os objetos em órbita. Sabe aqueles brinquedos dos parques de diversão que giram em alta velocidade e mantém você preso na cadeira por conta da força centrífuga? A ideia é por aí...

Deem uma olhada na figura abaixo:

Ok, mas o que isso tem a ver com o fato do astronauta flutuar no espaço?

Os astronautas flutuam por estarem em uma condição de imponderabilidade, que é um estado em que não da pra saber se está em gravidade zero ou em queda livre. Mas então como vamos saber?

Bom, agora vamos juntar tudo:

Se a gravidade é a força de atração entre dois objetos com massa (Newton), então NÃO existe gravidade zero concordam? Até porque as naves espaciais se mantém em orbita por causa da deformação do espaço-tempo causada pela Terra (Einstein) ou seja, gravidade terrestre. O que faz os astronautas flutuarem não é a ausência de gravidade, mas sim ao fato de estarem em QUEDA LIVRE.

Mas se estão em queda livre como eles não caem em direção à superfície da terra?

À medida que eles caem (lembrando que a Terra está em órbita e, portanto TAMBÉM está em queda livre), a velocidade tangencial, que é de aproximadamente 28.800 km/h, faz com que eles nunca cheguem ao chão. Como mostra a figura abaixo: