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Existe som no vácuo interplanetário!

Existe som no vácuo do espaço interplanetário?

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

Som, lato sensu, é qualquer onda longitudinal se propagando em meios sólidos, líquidos ou gasosos.  E  é neste sentido que a resposta será dada, evitando-se assim definição antropocêntrica, baseada na audição humana, que classifica como som apenas aquelas ondas longitudinais com frequência entre 20 Hz e 20 kHz.

A palavra vácuo, que originalmente designa um espaço absolutamente vazio, agora é utilizada para designar regiões onde a pressão é muito menor do que a pressão atmosférica padrão. Por exemplo, as bombas de vácuo que usamos em demonstrações em sala de aula são capazes de reduzir a pressão a cerca de um centésimo da pressão atmosférica. No vácuo do espaço interplanetário e intersideral, apesar de se constituir em região onde a pressão é extremamente baixa, ainda existe um grande número de moléculas. Aqui uma classificação dos diversos graus de vácuo: Medindo o vácuo.

Para responder o questionamento seguem a citações literais de uma dissertação do Mestrado Profissional do  Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física da UFRJ:

“Outra dificuldade na compreensão do som diz respeito à “propagação no vácuo”. Professores e livros-texto afirmam, corretamente, que o som não se propaga no vácuo. O problema é que não há vácuo perfeito, de modo que a questão verdadeiramente interessante é qual a menor densidade que o meio pode ter para permitir a propagação de um determinado som. Um critério para a existência de ondas sonoras é que o livre caminho médio das moléculas seja bem menor que o comprimento de onda [Sharipov 2008]. À pressão e temperatura ambientes, o livre caminho médio das moléculas de ar é da ordem de 10-7 m (0,1 μm); portanto, não faz sentido falar de som no ar com comprimento de onda inferior a 1 μm. A uma pressão de 10-3 atm (um milésimo da pressão atmosférica, um “vácuo” bem razoável) o livre caminho médio é 0,1 mm, ou seja, há som com comprimento de onda maior que 1 mm. Mesmo a um “alto vácuo” de 10-6 atm (um milionésimo da pressão atmosférica), o livre caminho médio é de 10 cm, e sons de comprimentos de onda maiores que 1 m podem ser produzidos. Portanto, mesmo num gás extremamente rarefeito, sempre há propagação de som – apenas comprimentos de onda menores que o livre caminho médio das moléculas são suprimidos pelo “vácuo”.” (p. 15, Silva)

“Outra ideia errônea associada ao som no “vácuo” é a de que não há propagação sonora no espaço interestelar. Novamente, o problema é que esse espaço não é vazio. Por exemplo, em uma nuvem interestelar com densidade de 10 átomos de hidrogênio por cm3, o livre caminho médio é da ordem de 1014 cm, cerca de 10 vezes a distância da Terra ao Sol. Ondas sonoras de comprimentos de onda comparáveis ao tamanho do sistema solar podem propagar-se nessa nuvem de gás. É claro que ouvido algum pode escutar tais sons, mas eles existem e parecem desempenhar um papel importante nos processos de formação estelar, via a instabilidade de Jeans.” (p. 16, Silva)

Silva, Sergio Tobias da. Propagação do Som: Conceitos e Experimentos. Rio de Janeiro: UFRJ / IF, 2011.

Comentário do Prof. Carlos Aguiar (IF-UFRJ):

O famoso experimento (feito por Boyle) no qual uma campaínha é colocada sob uma campânula a baixa pressão é um dos responsáveis por essa confusão. Como a campainha não é mais ouvida quando o ar é retirado, a explicação usual é que não pode haver som no ‘vácuo’ criado no interior da campânula. Na verdade, a explicação é que a impedância acústica do ar diminui a baixas pressões, ficando descasada das impedâncias da campainha e da redoma.

“Docendo discimus.” (Sêneca)


Um comentário em “Existe som no vácuo interplanetário!

  1. Carlos Eduardo Aguiar disse:

    O famoso experimento (feito por Boyle) no qual uma campaínha é colocada sob uma campânula a baixa pressão é um dos responsáveis por essa confusão. Como a campainha não é mais ouvida quando o ar é retirado, a explicação usual é que não pode haver som no ‘vácuo’ criado no interior da campânula. Na verdade, a explicação é que a impedância acústica do ar diminui a baixas pressões, ficando descasada das impedâncias da campainha e da redoma.

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