Por que tantos objetos no espaço têm a forma de discos?
É um dos padrões mais consistentes do universo. O que causa isso?
MICHELLE THALLER: Rick, você notou um dos padrões mais maravilhosos e consistentes em todo o universo. O universo é muito bom em fazer discos giratórios. Nosso sistema solar é um disco, e todos os planetas giram basicamente no mesmo plano, e todos eles giram na mesma direção. Por que deveria ser assim?
Existem discos por todo o lado. Quer dizer, pense nos anéis de Saturno. Os anéis de Saturno também são muito, muito finos e todos giram na mesma direção. Galáxias, galáxias espirais são um grande disco com tudo se movendo em torno de um centro comum. Os discos parecem ser algo que o universo gosta de fazer. E, de fato, isso realmente é verdade. E tem a ver com várias coisas. Tem a ver com a força da gravidade e com algo chamado conservação do momento angular.
Agora, a gravidade é muito boa em juntar as coisas e juntá-las de forma que se tornem cada vez mais densas e comecem a cair no centro. Nosso sistema solar formou-se a partir de uma nuvem gigante de poeira e gás cerca de 4 e 1/2 bilhões de anos atrás. Na verdade, tinha muitos trilhões de milhas de diâmetro no início, mas teve que ficar muito menor para que as densidades aumentassem o suficiente e as temperaturas também esquentassem o suficiente para dar à luz o Sol, na verdade acender uma estrela. Então você tem essa nuvem de poeira em colapso.
OK, bem, você pode meio que entender que a gravidade quer reunir tudo isso, mas por que começa a girar? Existe algo chamado conservação do momento angular. E isso basicamente diz que se algo tem algum spin, mesmo que seja apenas um pouco de movimento, conforme a gravidade o reúne e o torna menor, esse spin é acelerado; está acelerado. E provavelmente o exemplo que a maioria das pessoas conhece melhor de todos - você pode realmente sentir isso se quiser fazer isso - mas um patinador no gelo. Se você já viu um patinador no gelo girar, geralmente o que ele faz é ter os braços estendidos e girar relativamente devagar. E então eles trazem seus braços, e eles giram cada vez mais rápido. É incrível que qualquer pessoa consiga manter o equilíbrio ao fazer isso. Essa é uma aplicação da conservação do momento angular. Você tem um corpo estendido, seus braços estão abertos e você está girando lentamente. Para conservar a energia desse giro, à medida que o corpo fica menor, o giro fica cada vez mais rápido. E então o que acontece nessas nuvens é que uma nuvem geralmente tem apenas um pouquinho de velocidade de deriva. Está dando a volta na galáxia ou talvez uma estrela próxima explodiu, e está meio que se movendo em uma direção. A própria nuvem tem um pouco de velocidade como nuvem, como um todo. As partículas dentro da nuvem podem estar indo em qualquer direção.
Mas à medida que a nuvem começa a se reunir sob a gravidade, qualquer pequeno giro fica acelerado, na verdade se torna mais rápido. E assim que a nuvem entra em colapso, qualquer pequena deriva direcional se torna um giro, e a própria nuvem começa a girar. OK, isso cria uma nuvem giratória. Por que ele desmorona em um disco? E esta é uma parte interessante da física que tem a ver com coisas como colisões. No caso de uma nuvem muito grande que está formando uma estrela, pode nem ser que as coisas estejam colidindo diretamente, mas gravitacionalmente elas estão influenciando conforme você avança. Conforme você passa por diferentes partes da massa, eles se puxam com sua gravidade. Então, toda essa nuvem está girando e as coisas começam a interagir gravitacionalmente. Eles começam a colidir uns com os outros. As partículas têm movimento em todas as direções. Alguns estão subindo e alguns estão caindo. E quando eles começam a se bater, isso fica equilibrado; que para cima e para baixo é anulado, mas tudo tem o mesmo movimento enquanto a nuvem está girando. Então, essa é basicamente a única coisa que resta no final. Tudo é cancelado conforme todas essas coisas colidem e interagem, mas o giro da nuvem ainda está lá. E assim, com o tempo, você desmorona em um disco. Portanto, a única razão pela qual você faz discos é por causa desta lei de conservação do momento angular, e a ideia da gravidade une as coisas. Tenha essas duas coisas trabalhando lado a lado e você terá um disco. E é por isso que nosso sistema solar se formou dessa maneira. Os planetas então se formaram a partir desse disco giratório de gás. Portanto, faz sentido que todos estejam indo na mesma direção. Todos eles se formaram a partir do gás que gira em torno do Sol dessa forma.
- Os discos giratórios estão por toda parte - basta olhar para o nosso sistema solar, os anéis de Saturno e todas as galáxias espirais do universo.
- Os discos giratórios são o resultado de duas coisas: a força da gravidade e um fenômeno em física chamado de conservação do momento angular.
- A gravidade une a matéria; quanto mais perto a matéria fica, mais ela acelera - muito parecido com um patinador no gelo que gira cada vez mais rápido quanto mais perto seus braços chegam do corpo. Então, essa nuvem giratória colapsa devido a colisões para cima e para baixo e diagonais que se cancelam até que o único movimento que têm em comum seja o spin - e voila: Um disco plano.
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