O Universo observável ao nosso redor assume a forma de uma esfera limitada. Seu limite é definido pela distância percorrida pela luz desde o Big Bang. Agora, suponha que houvesse um objeto massivo muito além do nosso horizonte cósmico que acelerasse gravitacionalmente toda essa esfera como um todo, incluindo nós. Notaríamos essa aceleração uniforme”
A resposta é não. A esfera cósmica não é diferente do elevador em queda livre no experimento mental de Albert Einstein. Se estivéssemos em queda livre com o elevador em um campo gravitacional uniforme, a cabine selada do elevador e nossos corpos estariam se movendo juntos e não sentiríamos a gravidade.
No entanto, se conectarmos um cabo ao elevador, a situação muda. Um passageiro em pé na superfície puxado pelo cabo sentiria que estava sendo puxado para longe daquela superfície, como se houvesse uma força gravitacional negativa em relação àquela superfície. Um passageiro no lado oposto da cabine sentiria uma força gravitacional atrativa que o empurra contra o chão do elevador. Este experimento mental tem implicações interessantes para a dinâmica de objetos interestelares perto do Sol.
O primeiro objeto interestelar `Oumuamua foi descoberto em 2017 quando passou perto da Terra em sua trajetória ao redor do Sol. A trajetória exibiu uma aceleração anômala não gravitacional para longe do Sol, sem nenhum sinal de evaporação cometária. Quando `Oumuamua passou perto da Terra, a magnitude da aceleração anômala para longe foi da ordem de 5 micrômetros por segundo ao quadrado. Um micrômetro (mícron) é um milionésimo de metro ou um milésimo de milímetro.
`Oumuamua também estava caindo com um período de rotação de 8 horas. Com base na curva de luz de seu reflexo da luz solar, `Oumuamua foi inferido como possuindo o formato de um disco plano (panqueca) com um raio da ordem de 100 metros, assumindo um albedo de 10%. Esse tamanho era mil vezes menor para nossos melhores telescópios resolverem sua imagem. A rotação e o tamanho de `Oumuamua implicam uma aceleração centrífuga da ordem de 5 micrômetros por segundo ao quadrado em sua borda externa, surpreendentemente semelhante em magnitude à sua aceleração anômala longe do Sol.
Finalmente, assumindo uma densidade sólida da ordem de um grama por centímetro cúbico, a aceleração gravitacional interna de um objeto esférico de tamanho 100 metros é de 5 micrômetros por segundo ao quadrado, mais uma vez surpreendentemente semelhante em magnitude às acelerações centrífuga e não gravitacional. Essa coincidência em magnitude entre essas três acelerações fornece uma pista importante sobre a composição ou forma de `Oumuamua”
Se `Oumuamua fosse feito de componentes independentes que são mantidos juntos pela gravidade, então a rotação do disco de `Oumuamua poderia ter sido equilibrada por sua autogravidade, explicando a magnitude semelhante das acelerações gravitacional e centrífuga. Mas isso exigiria que uma fração substancial da massa estivesse em uma configuração de protuberância. Uma geometria de disco fino, como inferido pela curva de luz de `Oumuamua, carrega muito menos massa do que uma esfera.
Dada a falta de evaporação cometária e a geometria de disco favorecida, a aceleração não gravitacional poderia ter sido produzida pela pressão de radiação da luz solar no disco, como sugerido no artigo que escrevi em 2018 com meu antigo pós-doutorado, Shmuel Bialy. Nesse caso, a aceleração não gravitacional medida requer uma grande razão entre área de superfície e massa para `Oumuamua, traduzindo-se em uma espessura da ordem de um milímetro na densidade sólida. Essa espessura é uma parte em 100.000 do raio estimado de `Oumuamua.
Isso levanta a possibilidade de que o disco de `Oumuamua fosse na verdade uma fina camada sólida que foi fabricada tecnologicamente, porque não temos conhecimento de um processo astrofísico que produziria uma estrutura em forma de guarda-chuva dessas dimensões extremas. Se de origem artificial, `Oumuamua poderia ter sido uma vela leve ou uma camada de superfície resistente que foi arrancada de uma nave espacial ou um pedaço quebrado de uma esfera de Dyson, como observei em um artigo recente.
Mas por que a aceleração não gravitacional do objeto seria da ordem de sua aceleração centrífuga? Se o disco fino é mantido unido pela gravidade de um núcleo que não é afetado tanto pela pressão de radiação por causa de sua menor área de superfície por unidade de massa, então a aceleração não gravitacional estaria adicionando “gravidade” positiva em direção ao núcleo em um lado do disco e “gravidade” negativa para longe do núcleo no lado oposto, em analogia a um cabo agindo na cabine do elevador. Um disco gasoso fino teria sido despedaçado se a aceleração não gravitacional fosse maior do que a aceleração gravitacional interna que o une.
Para que esse raciocínio se aplique, `Oumuamua deveria ter contido um disco fino de detritos ao redor de um objeto central, assemelhando-se a uma miniatura dos anéis de Saturno. Notavelmente, a proporção de altura de escala (?1 quilômetro) para raio (?100.000 quilômetros) nos anéis de Saturno também é uma parte em 100.000. `Oumuamua se parecia com Saturno”
Provavelmente não. Um disco gasoso não poderia ter permanecido tão fino perto do Sol. No periélio, `Oumuamua estava quatro vezes mais perto do Sol do que a Terra, e então sua temperatura de superfície atingiu cerca de 600 graus Kelvin. Nessa alta temperatura, o movimento aleatório dos átomos teria excedido a velocidade de escape gravitacional de `Oumuamua por um fator de 100.000. Para evitar que os átomos evaporem, é necessária a ligação química de um sólido. A autogravidade não teria sido capaz de manter um disco fino.
Costuma-se dizer que “o que sobe deve descer”, mas isso pressupunha uma forte gravidade, enquanto um disco de gás gasoso ao redor de `Oumuamua não poderia ter mantido sua integridade por autogravidade e teria evaporado perto do Sol. Isso poderia ter sido evitado se `Oumuamua fosse um disco fino sólido fabricado tecnologicamente.
Eclesiastes 1:9 afirma: “não há nada de novo sob o Sol”. `Oumuamua pode ter fornecido uma exceção a essa regra.
Publicado em 06/09/2024 02h31
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