Como a Terra se move explicado de maneira fácil

Rotação é uma coisa engraçada. Não é engraçado de rir, mas um pouco esquisito. Não só você não pode sentir a rotação — como tudo roda junto! De galáxias a átomos, o Universo está nos levando para um “giro”. Estranhamente, foi mais difícil provar que a Terra gira em torno de si mesma do que girando em torno do Sol. Em 1610, Galileu, o pai da ciência experimental, forneceu a primeira prova de que a Terra e todos os outros planetas giram em torno do Sol. Galileu mostrou em seu telescópio que Vênus estava passando por fases como a Lua. A única conclusão possível foi que Vênus estava girando em torno do Sol. Caso encerrado. Planetas giram.

Mas, foi apenas duzentos e quarenta e um anos depois, em 31 de março de 1851, para ser exato, que Leon Foucault provou que a Terra estava girando. Foucault instalou um pêndulo gigante do teto de 67 m de altura do Panteão em Paris. (Isso é um monte de "p“s.) Um grupo de cientistas e jornalistas assistiu enquanto o chão girava sob o pêndulo gigante. “A Terra gira!” Eles gritaram, principalmente em francês.

Outra coisa estranha sobre a rotação é que, embora a Terra esteja girando a uma velocidade constante, a superfície da Terra está se movendo em velocidades diferentes em todas as latitudes diferentes. O mesmo é verdade para todos os planetas e estrelas. No equador, a superfície da Terra está se movendo mais rápido — a 1.670 km/h. Isso é muito mais rápido do que a velocidade do som, que é de apenas 1.225 km/h. No meio caminho entre o Equador e o Polo Norte ou Sul, a 45 graus de latitude, a Terra está girando a 1.180 km/h.

De pé no polo norte ou sul, você levaria 24 horas apenas para se virar uma vez! — e isso é chato e frio. Um resultado dessas velocidades de rotação diferentes na Terra é que ela cria cinturões e bandas não apenas na atmosfera, mas também na superfície da Terra. Júpiter, é claro, é famoso pelos cinturões e bandas em suas nuvens causados pela rápida rotação do planeta gigante de cerca de 45.000 km/h. Normalmente não se fala nos cintos e bandas na superfície da Terra, mas nós também os temos.

Temos gelo branco nos Polos Norte e Sul e, entre os dois polos, temos cinturões alternados e faixas de deserto de areia seca e vegetação verde úmida. Essa geografia essencial pode ser vista mais claramente quando vemos a Terra girando no espaço. As agências espaciais usam a rotação diferencial da Terra a seu favor. Elas lançam seus foguetes o mais próximo possível do equador. A NASA usa o Cabo Canaveral perto do extremo sul da Flórida, e a ASE [Agência Espacial Europeia] usa o Centro Espacial da Guiana na Guiana Francesa, América do Sul, quase exatamente no equador. Como a terra sob um foguete perto do equador está girando a uma velocidade maior, dá ao foguete um impulso maior para o espaço que os locais de lançamento perto dos polos. É sempre bom economizar combustível, não é?

Falando em Júpiter, como fiz cerca de três parágrafos atrás, o eixo de rotação do grande planeta está ainda menos inclinado do que o do Sol. O Sol é inclinado em um ângulo de cerca de 6 graus, enquanto Júpiter é inclinado apenas 3 graus. Júpiter fica quase perfeitamente reto — o que, combinado com a grande velocidade em que Júpiter está girando — faz com que seu dia inteiro seja inferior a 10 horas! — transforma Júpiter em um giroscópio gigante.

A estabilidade giroscópica de Júpiter, combinada com sua gravidade maciça, dá estabilidade a todo o sistema solar. Em outras palavras, Júpiter impede que fatores de caos interrompam as órbitas dos outros planetas. Sem Júpiter girando como um giroscópio estável, o Sistema Solar nunca poderia ter ficado intacto pelos bilhões de anos que tem. Os sistemas solares de exoplanetas estão mostrando sinais de caos em suas órbitas — eles fariam bom uso de algo semelhante a um giroscópio, como Júpiter, para mantê-los juntos. A rotação é o verdadeiro herói aqui.

Quanto ao Sol, sua rotação diferencial tem um grande efeito na atividade de manchas solares. As manchas solares são manchas que aparecem às vezes na superfície do Sol, geralmente em latitudes médias nos hemisférios Norte e Sul do Sol. À medida que a atividade das manchas solares aumenta no Sol, as manchas solares começam a se aproximar do equador. Poucas manchas solares são vistas perto dos postes. Com a rotação diferencial, os gases no equador do Sol se movem mais rápido do que os gases nos polos do Sol. Esse movimento diferencial dos gases afeta as linhas do campo magnético no Sol, fazendo com que elas se encaixem.

Manchas solares são erupções magnéticas que se elevam através da superfície do Sol, lançando gases eletrificados para o espaço e emitindo intensa radiação ultravioleta — muitas vezes na direção da Terra. Uh-oh. Não tenha medo — a rotação diferencial da Terra nos protege! Nossa Terra não apenas gira de maneira diferente em sua superfície — mas também abaixo da sua superfície, no seu centro.

Estudos de leituras sísmicas de ondas de choque de terremotos indicam que o núcleo metálico da Terra está girando um pouco mais rápido do que a superfície do nosso planeta. Os cientistas acreditam que a rotação diferencial do núcleo metálico da Terra dentro do líquido metálico rotativo mais lento cria a magnetosfera decorrente dos polos da Terra e se estende para o espaço. Esta magnetosfera mantém a Terra a salvo dos gases eletrificados do Sol. Viva a rotação!

O megaterremoto de magnitude 9,0 em 2011 ao largo da costa do Japão reorganizou a massa da crosta terrestre — e fez com que a rotação da Terra acelerasse! O dia ficou mais curto. Não muito mais curto, apenas 1,6 milionésimo de segundo, mas estamos acostumados a ver a rotação da Terra desacelerar. A Terra girando através da ação das marés do efeito gravitacional da Lua nos oceanos drena energia cinética da rotação da Terra, fazendo com que o planeta desacelere... cada dia está se tornando mais longo... cerca de dois milésimos de segundo a mais. Bem, eu preciso ajustar meu relógio.

Anos bissextos, todos sabemos, são quando adicionamos um dia ao calendário a cada 4 anos — 29 de fevereiro — para endireitar a revolução anual da Terra em torno do Sol, levando 365 e 1/4 dias. Mas “segundos bissextos” são adicionados aos relógios ocasionalmente para sincronizar nossos relógios com a rotação da Terra e permitir que o planeta alcance nossos relógios. Como se a terra estivesse preocupada com nossos relógios. Vinte e sete segundos bissextos foram adicionados desde 1972. O último segundo bissexto foi adicionado em 31 de dezembro de 2016 e fez com que os relógios lessem 18:59:60. Sim, eu também não notei, mas a rotação da Terra tem se acelerado recentemente de maneira inesperada.

Normalmente, leva 86.400 segundos para a Terra girar — medido por uma matriz de relógios atômicos em diferentes locais da Terra e coordenado por um serviço especial em Paris [Serviço Internacional de Sistemas de Rotação e Referência da Terra]. Sim, pessoas são pagas para fazer isso. 19 de julho de 2020 foi o dia mais curto já registrado — incríveis 1,46 milissegundos a menos do que o habitual de 86.400. Nossa! Se isso continuar por mais 5 anos, eles podem ter que adicionar um segundo bissexto negativo para sincronizar nossos relógios com a rotação acelerada da Terra...

Computadores e satélites não vão gostar de ver seus relógios lerem: 1º de janeiro às 00:00:00! E eles dizem que o tempo não pode retroceder... pelo menos a Terra não começou a girar para trás ou parou de girar completamente. Isso seria catastrófico! Tudo cairia para frente em qualquer velocidade diferencial que estivesse girando na Terra. No entanto, parece ser isso que aconteceu com o planeta mais próximo da Terra, Vênus. Vênus gira muito lentamente para trás, em “retrógrado” e isso é muito incomum.

Como assim você pergunta. Existem várias teorias para explicar por que Vênus gira em movimento “retrógrado”, enquanto todos os outros planetas giram movimento “prógrado” ou para frente. Líquidos dentro de uma esfera rotativa como um planeta têm muita inércia. É por isso que quando você pega um ovo da geladeira, por exemplo, e tenta girá-lo, ele não gira. O líquido dentro está parado. Sua inércia está resistindo à sua tentativa de girá-lo. No entanto, se finalmente, depois de muitas voltas, você conseguir fazer com que o ovo cru gire, é difícil fazê-lo parar de girar. Se você pegá-lo e colocá-lo de volta no chão, o ovo começará a girar novamente... porque a inércia do líquido dentro dele ainda está indo para frente. Você só impediu que a casca girasse. Algo assim pode ter acontecido com Vênus. Espere um minuto... Vênus? Backspin? Tênis? Hum, acho que há uma conexão aqui... em algum lugar.

Sabemos que em Vênus, o planeta, um dia é mais longo que um ano. Leva mais tempo para Vênus girar lentamente para trás uma vez do que Vênus leva para orbitar o Sol uma vez, mas Vênus está desacelerando drasticamente, 6,5 minutos nos últimos vinte e cinco anos. Se ainda houver líquido dentro de Vênus e o movimento continuar, podemos ver Vênus parar completamente de girar para trás e começar a girar para frente novamente. Vamos, Vênus, eu confio no seu potencial.

Este negócio de rotação retrógrada e prógrada tem um pouco de mistério. Parece que tudo tende a girar em movimento prógrado. Se você moldar sua mão DIREITA como uma bola e deixar o polegar para cima para indicar o Norte, gire o pulso em sua direção, isso é movimento prógrado — seus dedos no lado ESQUERDO da sua mão estão se movendo em sua direção. Buracos negros, sistemas solares, galáxias, átomos, estrelas, etc., tudo parecem girar em movimento prógrado — dependendo de qual ângulo você os vê. Experimentos no Grande Colisor de Hádrons indicam que partículas subatômicas giram em direção à esquerda — prógrada. Está começando a parecer que podemos estar em um Universo canhoto. Então por que é tão difícil encontrar um abridor de lata manual ou fita métrica para canhotos? Eu não sei. É um mistério.