Velocidade de escape

Velocidade de escape no sistema solar

Gravitas (profundidade da personalidade) era uma das virtudes romanas, junto com Pietas (dever, devoção), Dignitas (carisma, autoestima) e Virtus (excelência moral); o oposto da virtude é o vício.

Na astronomia, gravidade é um termo que data da Idade Média e foi utilizado por Isaac Newton (1643-1727) para falar da atração terrestre exercida sobre qualquer massa em sua proximidade. É a força do campo gravitacional que nos mantém na superfície da Terra. Na realidade, nos faz cair constantemente em direção ao centro da Terra, mas somos retidos pela superfície sólida do nosso planeta.

A gravitação age a grandes distâncias em todas as direções, sobre todos os objetos dotados de massa; em outras palavras, é uma força de atração invisível e universal da matéria diretamente relacionada à sua massa. A gravitação é inescapável, ou seja, não se pode escapar dela. Este conceito é fundamental na astronomia, pois explica todas as trajetórias das órbitas espaciais.

Como um corpo pode se desconectar e escapar da atração de outro corpo?

A velocidade de escape permite que um corpo escape definitivamente da atração gravitacional de outro corpo; esta velocidade depende da massa e do raio do astro.

Em um corpo muito pequeno como Deimos (lua de Marte) com dimensões de ≈8×6×5 km, seria suficiente correr a 20 km/h (5.556 m/s) para deixar o solo e escapar definitivamente de Deimos. Mas para a Terra, que possui uma massa de 5.972E24 kg e um raio de 6371 km, esta velocidade de escape é mais difícil de alcançar; é de 11.186 km/s ou 40.270 km/h. Em um astro mais massivo que a Terra, a velocidade de liberação será ainda mais difícil de alcançar. Este é o caso do Sol, 333.000 vezes mais massivo e 109 vezes maior que a Terra. A velocidade de escape do Sol é de ≈617 km/s.

Exemplos de velocidades de escape

Velocidade de escape das estrelas

Uma grande parte das estrelas da Galáxia possui uma velocidade de escape de algumas centenas de km/s. Para medir velocidades de escape muito mais importantes, é necessário observar anãs brancas, pois uma anã branca de 1 massa solar tem um raio da ordem do da Terra. Assim, um objeto próximo à sua superfície terá grande dificuldade para escapar; a velocidade de escape na superfície das anãs brancas é de alguns milhares de km/s.

Nas estrelas de nêutrons, as velocidades de escape são ainda mais elevadas. De fato, as estrelas de nêutrons são muito pequenas e muito densas. Concentram a massa de uma estrela como o Sol em um raio de cerca de 10 km. Como o raio é muito pequeno, o campo de gravidade na superfície é ainda mais elevado e é ainda mais difícil escapar. A velocidade de escape pode atingir 200.000 km/s, ou seja, 66% da velocidade da luz.

Velocidade de escape dos buracos negros

É com os buracos negros que se alcança o limite da velocidade de escape, que é a velocidade da luz. Os buracos negros são objetos massivos cujo campo gravitacional é tão intenso que impede que qualquer forma de matéria ou radiação escape. A teoria dos buracos negros afirma que são objetos tão densos que sua velocidade de escape excede a velocidade da luz (300.000 km/s).