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Diferença de 2,5 anos entre núcleo e superfície não tem relação direta com geologia, mas com a relatividade geral, que mostra como a gravidade altera a passagem do tempo dentro do planeta
O núcleo da Terra é cerca de 2,5 anos mais jovem que a superfície: o tempo passa mais devagar nas regiões profundas do poço gravitacional do planeta.
A diferença não ocorre porque o centro tenha se formado depois, mas porque relógios em potenciais gravitacionais distintos não envelhecem no mesmo ritmo. A explicação desloca o tema para a física.
A crosta terrestre muda continuamente, com vulcões, erosão e placas tectônicas criando novas partes enquanto outras são destruídas. Porém, o caso do centro do planeta envolve tempo, gravidade e espaço-tempo.
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A Terra se formou há cerca de 4,5 bilhões de anos, a partir de poeira e rochas que orbitavam o jovem Sol. A gravidade reuniu esses materiais, que colidiram e formaram o planeta.
Núcleo da Terra envelhece mais devagar
A relatividade geral de Einstein derrubou a ideia de um tempo universal. Não existe um metrônomo cósmico que marque igual ritmo em todos os lugares. O tempo depende da posição de um objeto e de seu movimento.
Um relógio submetido a atração gravitacional mais forte funciona mais devagar. Na relatividade geral, a gravidade não é uma força simples puxando objetos, mas alteração na geometria do espaço-tempo.
Massa curva o espaço-tempo, e isso altera a passagem do tempo. Por isso, relógios localizados em potenciais gravitacionais diferentes não concordam entre si, dentro do mesmo planeta.
No centro exato de uma Terra perfeitamente esférica, a gravidade puxaria igualmente para todos os lados. Um objeto ali pareceria leve, mas isso não elimina o efeito sobre o tempo.
O ponto central está no potencial. Um relógio colocado no centro fica no fundo do poço gravitacional terrestre. Para alcançar a superfície e o espaço, seria necessário escapar desse poço.
A força pode desaparecer no meio, mas o potencial permanece menor ali. É por esse motivo que o relógio mais profundo avança mais lentamente. Quanto maior a massa, maior o efeito.
Cálculos mudaram estimativa famosa
A ideia de que o centro da Terra é mais jovem foi popularizada pelo físico Richard Feynman, vencedor do Nobel. Em suas palestras, ele mostrou que a relatividade geral não vale apenas para buracos negros e galáxias.
Feynman usou o exemplo para aproximar essa física do planeta sob nossos pés. Ele estimou que o centro da Terra deveria ser um ou dois dias mais jovem que a superfície.
A ideia estava correta, mas o valor estava distante do resultado posterior. Um artigo de 2016 revisitou a questão e refez os cálculos com base mais precisa.
Uma Terra perfeitamente uniforme já faria seu centro ser aproximadamente 1,58 ano mais jovem que a superfície. No entanto, a Terra não é uniforme. Sua massa concentra-se para dentro.
O interior, incluindo o núcleo externo, é muito mais denso que a crosta e o manto. Essa concentração central aprofunda o potencial gravitacional e aumenta a dilatação do tempo.
Usando o Modelo Preliminar de Referência da Terra, o PREM, os pesquisadores calcularam uma diferença entre núcleo e superfície: cerca de 2,5 anos.
Ainda assim, a frase ganhou força por estar associada a Feynman. A mesma matemática serve para estimativas em outros planetas do Sistema Solar e até no Sol.
Física também afeta o GPS
A diferença de 2,5 anos em escala planetária pode parecer curiosidade, mas a mesma física tem efeito prático no GPS. O sistema funciona com satélites e relógios atômicos.
Esses satélites orbitam acima da Terra, onde a gravidade é mais fraca do que no solo. Assim como a superfície envelhece mais rápido que o centro, ela envelhece mais lentamente que os satélites.
Porém, há outro efeito em sentido oposto: o movimento orbital faz os relógios dos satélites correrem mais devagar. O resultado líquido é que eles ganham cerca de 38 microssegundos por dia.
Essa diferença ocorre em relação aos da Terra. A correção precisa entrar no sistema para que o posicionamento funcione.
Um microssegundo equivale a um milionésimo de segundo, mas essa escala é decisiva. A luz percorre cerca de 300 metros em um microssegundo. Sem correção, uma posição fixa rapidamente deixaria de ser útil.
A mesma física também torna-se ferramenta para estudar a Terra. Relógios atômicos ópticos são tão precisos que o efeito da gravidade sobre o tempo pode revelar diferenças de altura de centímetros.
Relógios mais novos avançam abaixo dessa escala. O NIST descreveu os melhores relógios atômicos atuais como sensíveis o bastante para detectar diferenças de altura menores que um centímetro.
Geologia e relatividade não se anulam
O efeito relativístico não deve ser confundido com geologia. O núcleo da Terra é estável, enquanto a crosta muda constantemente. O núcleo se formou cedo, quando ferro fundido denso afundou para o interior.
Esse processo ocorreu durante a diferenciação planetária. Grande parte da crosta é mais jovem porque foi reciclada por tectônica de placas e vulcanismo. Relativisticamente, porém, o núcleo passou por menos tempo.
As duas afirmações podem coexistir, pois tratam de aspectos diferentes da história planetária. Mesmo assim, 2,5 anos são insignificantes quando comparados a bilhões de anos.
A ideia mostra que um planeta não tem uma única idade em sentido físico. Ele possui muitos tempos próprios, em camadas, como suas rochas e metais, não uma única idade física para todo o planeta inteiro.
No fim, a história do núcleo da Terra funciona como lembrete de que o tempo não passa de maneira única e universal. Ele passa em algum lugar, sob determinadas condições, e a gravidade participa diretamente desse ritmo.
Com informações de zmescience.
Que legal