Capítulo 10: A Teoria da Relatividade e a Cosmologia Moderna

Animação de uma "cefeida", estrela pulsante que ajudou os cientistas a calcular distâncias entre as estrelas e nós.

Mas como podemos saber se uma estrela é, de fato, do mesmo tipo que uma outra? Nem sempre isso é possível. Há, no entanto, estrelas especiais que são utilizadas para isso. Um dos tipos mais importantes são as “cefeidas”. Elas são estrelas pulsantes, que possuem um brilho variável: sua luminosidade aumenta e diminui periodicamente, oscilando. Descobriu-se que as cefeidas que possuem o mesmo tempo de oscilação possuem também o mesmo tamanho, massa e luminosidade. Por isso, se forem observadas duas cefeidas de mesmo tempo de pulsação, mas brilhos diferentes, isso permite comparar as suas distâncias até nós.

        A medida das velocidades dos astros é também indireta. Ela se baseia na medida de um efeito chamado “desvio para o vermelho”, observado no espectro luminoso das estrelas. Vamos explicar esse efeito através de uma comparação com o som.

        Os sons mais “finos” ou agudos possuem uma freqüência maior do que os sons “grossos”, “baixos” ou graves. A freqüência do som que ouvimos não é sempre igual à freqüência do som que está sendo produzido e emitido. Ela depende também da velocidade com a qual o objeto sonoro se afasta ou aproxima de nós. Suponhamos, por exemplo, que uma ambulância vem correndo a alta velocidade por uma rua, com sua sirene ligada. Quando ela está se aproximando de nós, seu som fica mais agudo e, quando ela está se afastando, o som fica mais grave  . Isso é chamado de “efeito Doppler-Fizeau” para as ondas sonoras. Ocorre uma coisa parecida, com qualquer outra onda.

        A luz também muda sua freqüência, quando um objeto luminoso se aproxima ou se afasta de nós. Quando ele se aproxima, a luz que chega até nós tem uma freqüência mais alta e, quando ele se afasta, a luz tem uma freqüência mais baixa. No espectro luminoso, as freqüências mais altas são as correspondentes às cores azul e violeta; e as freqüências mais baixas são as correspondentes ao vermelho. Assim, se um objeto luminoso se aproximar de nós com altíssima velocidade, sua cor tenderá a ficar mais azulada; e, se ele se afastar de nós a uma velocidade muito alta, sua cor tenderá a ficar avermelhada (esse é o “desvio para o vermelho”). Com velocidades relativamente pequenas (de um automóvel, avião ou mesmo foguete), não se nota nenhum efeito significativo para a luz; esse efeito só pode ser notado com velocidades muito grandes, comparáveis à velocidade da própria luz (300.000 km/s).