Astrônomo calcula a cor real do nariz de Rudolph na noite de Natal

Na véspera de Natal, enquanto bilhões de crianças esperam ansiosamente por seus presentes, Papai Noel e suas renas devem viajar a velocidades incríveis para entregar tudo em uma única noite. Mas, você sabia que a luz de um objeto que se move em altas velocidades muda de cor? Isso ocorre devido ao chamado efeito Doppler – a maneira como a velocidade afeta o comprimento das ondas, como som ou luz.

Quando a luz muda de cor devido à velocidade, chamamos de *redshift* ou *blueshift*, dependendo da direção. Se pudéssemos capturar a cor do famoso nariz vermelho de Rudolph com um de nossos telescópios, poderíamos usar o efeito Doppler para medir a velocidade do Papai Noel.

Laura Nicole Driessen, pesquisadora de rádio astronomia da Universidade de Sydney, atualizou um método proposto em 1998 para calcular a velocidade necessária para a entrega dos presentes. Há aproximadamente 2 bilhões de crianças com menos de 14 anos no mundo, e cerca de 93% dos países celebram o Natal de alguma forma. Assumindo que uma porcentagem semelhante de crianças acredita no Papai Noel como nos EUA, chega-se a cerca de 690 milhões de crianças.

Com cerca de 2,3 crianças por domicílio em todo o mundo, o Papai Noel tem que visitar aproximadamente 300 milhões de casas. Distribuindo essas residências uniformemente pelos 69 milhões de quilômetros quadrados de área habitável da Terra, o Papai Noel precisa viajar 144 milhões de quilômetros na véspera de Natal. Isso é quase a mesma distância da Terra ao Sol.

Com 35 horas entre a entrega do primeiro e do último presente, o Papai Noel utiliza metade desse tempo (17,5 horas) para viajar e a outra metade para visitar cada casa. Assim, ele precisa viajar a incríveis 8,2 milhões de quilômetros por hora, ou 0,8% da velocidade da luz, para entregar todos os presentes.

Para confirmar essa hipótese, seria necessário medir a velocidade de Papai Noel. Uma câmera de velocidade padrão não funcionaria, mas temos telescópios que podem medir a cor de algo usando a espectroscopia. O nariz vermelho rubi de Rudolph, ao ser observado através de telescópios, poderia nos dar pistas importantes. Ao usar o efeito Doppler, seria possível medir a velocidade pela alteração na cor do nariz de Rudolph.

O efeito Doppler é mais fácil de entender quando falamos de som. Um exemplo clássico é o som de uma ambulância. Ao se aproximar, o som parece mais agudo (maior frequência), e ao se afastar, o som se torna mais grave (menor frequência). Isso ocorre porque as ondas sonoras são comprimidas quando a fonte se aproxima e se alongam quando se afasta.

O mesmo acontece com a luz. Se a fonte de luz se afasta, o comprimento de onda é esticado, tendendo para o vermelho (*redshift*). Se a fonte de luz se aproxima, o comprimento de onda é comprimido, tendendo para o azul (*blueshift*).

A luz vermelha tem um comprimento de onda de 694,3 nanômetros quando está “em repouso”. Se Rudolph se movesse a 10% da velocidade da luz (107 milhões de quilômetros por hora), seu nariz ficaria azul-alaranjado (624 nanômetros) ao se aproximar e vermelho-escuro (763 nanômetros) ao se afastar. A cor vermelha mais escura que o olho humano consegue ver é em torno de 780 nanômetros. Assim, a essa velocidade, o nariz de Rudolph pareceria quase preto.

Astrônomos usam o efeito Doppler para medir o movimento de objetos no espaço, como estrelas em sistemas binários ou para descobrir exoplanetas. Também é usado para medir a distância de galáxias distantes. A magia do Papai Noel talvez seja algo que a ciência não pode explicar, mas se os astrônomos observarem Rudolph, com certeza vão compartilhar as novidades.

Para mais detalhes sobre o cálculo, você pode acessar o método proposto em 1998 aqui. A pesquisadora Laura Nicole Driessen disponibilizou sua metodologia de cálculo neste link.