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A explicação científica mais aceita para o começo do Universo se chama teoria do Big Bang. Segundo ela, há cerca de 13,8 bilhões de anos o Universo era muito quente, muito denso e muito pequeno. Desde então, ele não parou de crescer.

Atenção: o Big Bang não foi uma explosão comum, como uma bomba estourando dentro de um quarto vazio. Não existia um “lado de fora” onde ela acontecesse. O que cresceu foi o próprio espaço.

Para imaginar, pense em uma bexiga com bolinhas desenhadas. Quando você enche a bexiga, todas as bolinhas se afastam umas das outras, e nenhuma delas é o “centro”. É assim que as galáxias se afastam: o espaço entre elas está aumentando.

Com a expansão, o Universo foi esfriando. Aos poucos, partículas se juntaram e formaram os primeiros átomos, principalmente de hidrogênio e de hélio. Depois de algumas centenas de milhões de anos, a gravidade juntou nuvens desse gás e acendeu as primeiras estrelas.

As estrelas se reuniram em grandes grupos chamados galáxias. Muito tempo depois, em uma dessas galáxias, nasceu o nosso Sol e, com ele, o Sistema Solar, há cerca de 4,6 bilhões de anos.

E o que ainda não sabemos? Muita coisa! Os cientistas ainda estudam como foram os primeiríssimos instantes do Universo e do que é feita a maior parte dele: a chamada matéria escura e a energia escura. Ainda não temos fotografias dessa fase. O que existe são medições e modelos científicos.

Mapa feito com dados reais

Imagine uma cidade gigantesca. Em vez de casas e prédios, ela tem bilhões de estrelas. Também há nuvens de gás e de poeira, planetas e muita matéria que não conseguimos ver. Tudo isso fica junto porque a gravidade segura essas coisas.

A nossa galáxia se chama Via Láctea. Ela tem formato de espiral, com braços que giram em volta do centro, e tem centenas de bilhões de estrelas. O Sistema Solar fica em um dos braços da espiral, mais ou menos a meio caminho entre o centro e a borda.

Quando olhamos para o céu escuro, longe das luzes da cidade, vemos uma faixa clara de estrelas. Ela é a própria Via Láctea vista “de dentro”, porque estamos no meio do disco da galáxia.

A Via Láctea não é a única. Existem bilhões de galáxias no Universo observável. Algumas são vizinhas: Andrômeda, por exemplo, está a cerca de 2,5 milhões de anos-luz de nós.

Quase todas as galáxias podem ser agrupadas em três tipos principais: espirais, elípticas e irregulares. Escolha cada tipo na parte interativa para descobrir como são.

Imagem composta de fotos/dados reais

Dentro de uma estrela, a temperatura e a pressão são tão altas que átomos de hidrogênio se juntam e formam hélio. Esse processo se chama fusão nuclear e libera muita energia, que sai da estrela como luz e calor. É por isso que as estrelas brilham.

Sim, o Sol é uma estrela! Ele parece diferente das outras só porque está muito mais perto de nós. As outras estrelas estão tão longe que parecem pontinhos.

Estrelas e planetas são diferentes. Estrelas produzem a própria luz. Planetas não têm luz própria: eles brilham porque refletem a luz de uma estrela, como a Lua reflete a luz do Sol. Além disso, as estrelas parecem “piscar”, e os planetas costumam brilhar com uma luz mais firme.

Há muitos séculos, povos de todo o mundo ligaram estrelas com linhas imaginárias e criaram desenhos no céu. Esses desenhos são as constelações. Hoje, os astrônomos dividem o céu em 88 constelações oficiais.

As constelações serviram como mapa e calendário. Navegantes e viajantes usavam as estrelas para se orientar, e agricultores observavam o céu para saber a época de plantar e de colher.

Importante: as estrelas de uma constelação só parecem próximas porque estão na mesma direção do céu. Na verdade, umas podem estar muito mais longe do que outras.

Fotografia real

Tudo o que tem massa puxa outras coisas pela gravidade. A Terra puxa você para o chão, e o Sol puxa a Terra. Quanto mais massa em um espaço pequeno, mais forte é essa gravidade.

Alguns buracos negros nascem quando uma estrela muito grande chega ao fim da vida. Ela esgota seu combustível, e o núcleo desmorona sobre si mesmo. Toda aquela massa fica concentrada em um espaço minúsculo.

A fronteira de um buraco negro se chama horizonte de eventos. Do lado de dentro dele, a gravidade é tão forte que nada consegue voltar, nem a luz. Como não vemos luz vinda de lá, ele parece “negro”.

Um buraco negro não é um aspirador cósmico. Se o Sol fosse trocado por um buraco negro com a mesma massa, a Terra continuaria em órbita do mesmo jeito, só que no escuro e no frio. Só quem chega muito perto corre perigo.

Então como estudamos algo que não emite luz? Observando o que acontece em volta: gás muito quente que gira ao redor e brilha, estrelas que se movem de um jeito diferente e até a luz de objetos de trás, que se curva ao passar perto. Em 2019 e 2022, o telescópio Event Horizon Telescope mostrou imagens da sombra de dois buracos negros.

Representação artística

No centro de tudo está o Sol, que é uma estrela. Ele concentra cerca de 99,8% de toda a massa do Sistema Solar. Por isso a gravidade dele mantém todos os planetas em órbita.

São oito planetas reconhecidos. Os quatro mais próximos do Sol são rochosos e menores: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. Os quatro mais distantes são gigantes: Júpiter e Saturno, que são gigantes gasosos, e Urano e Netuno, que são gigantes de gelo.

E Plutão? Ele já foi chamado de planeta, mas em 2006 a União Astronômica Internacional criou uma definição de planeta, e Plutão passou a ser classificado como planeta anão, porque não limpou a vizinhança da sua órbita. Ele continua sendo um mundo muito interessante!

Quando você olhar o Sistema Solar interativo, lembre-se: os tamanhos e as distâncias estão fora de escala para caber na tela. Na realidade, se o Sol fosse do tamanho de uma bola de basquete, a Terra seria menor que um grão de pimenta e ficaria a uns 26 metros de distância.

Clique em um planeta para descobrir como ele é, do que é feito, quão quente ou frio é e uma curiosidade especial.

Regolito é o nome da camada solta de poeira, areia fina e pedaços de rocha que cobre a Lua. Ele se formou ao longo de bilhões de anos: meteoroides, grandes e pequenos, batem na Lua em alta velocidade e quebram as rochas em pedacinhos cada vez menores.

Na Terra, o vento e a água desgastam as rochas e deixam os grãos mais arredondados. Na Lua não há vento, nem chuva, nem oceanos. Por isso muitos grãos de regolito têm pontas afiadas e cantos irregulares, como minúsculos cacos de vidro.

Esse pó é problemático. Ele arranha e desgasta tecidos, vidros e juntas dos trajes e de equipamentos. Os astronautas da Apollo voltaram com as roupas cobertas dele e contaram que seu cheiro lembrava pólvora queimada.

Por que ele gruda tanto? A luz do Sol e as partículas que vêm dele carregam o pó lunar com eletricidade estática. Grãos assim ficam grudados em superfícies, como quando um balão esfregado no cabelo gruda na parede.

Os cientistas estudam o regolito de dois jeitos: analisando amostras trazidas à Terra (a missão Apollo trouxe cerca de 382 kg de rochas e solo) e enviando novos instrumentos para a Lua, para testar como o pó se comporta e como proteger os equipamentos.

Foguetes funcionam com uma ideia simples: ação e reação. Quando você solta uma bexiga cheia de ar sem amarrar, o ar sai para um lado e a bexiga voa para o outro. No foguete, gases quentes são empurrados para baixo em altíssima velocidade, e o foguete é empurrado para cima. Isso se chama propulsão.

Os gases saem dos motores quando o combustível queima. Mas para queimar é preciso oxigênio. No espaço não existe ar, então o foguete leva também o oxidante, uma substância que fornece o oxigênio. É por isso que ele carrega combustível e oxidante.

Para ficar em órbita, não basta subir: é preciso ganhar muita velocidade, cerca de 28 mil quilômetros por hora, para ficar “caindo” em volta da Terra sem nunca bater nela.

Muitos foguetes têm vários estágios. Quando um estágio termina o combustível, ele se solta e cai, e o foguete fica mais leve. Assim o próximo estágio precisa empurrar menos peso e vai mais longe.

Na ponta do foguete fica a carga: pode ser um satélite ou uma espaçonave com astronautas. Foguete e espaçonave são coisas diferentes: o foguete é o “caminhão” que leva até o espaço; a espaçonave é o veículo que viaja, protege a tripulação ou realiza a missão.

No espaço não há ar para respirar, a pressão é quase zero e a temperatura muda muito: pode passar de 100 °C no Sol e ficar bem abaixo de zero na sombra. Também existem partículas muito rápidas, como micrometeoroides. Sem um traje especial, uma pessoa não sobreviveria.

O traje mantém uma pressão parecida com a que o corpo precisa. Ele tem muitas camadas: uma delas é uma roupa íntima com tubinhos de água que esfria o corpo, e as camadas externas protegem do calor, do frio e de pequenos impactos.

O oxigênio vem de uma mochila de suporte à vida, nas costas. Ela também retira o gás carbônico que a pessoa solta ao respirar e faz circular a água de resfriamento.

O capacete tem uma proteção dourada no visor que reflete a luz forte do Sol. Dentro dele há microfone e fones: é assim que o astronauta conversa com os colegas e com o controle na Terra.

As luvas precisam ser fortes, mas ao mesmo tempo flexíveis para segurar ferramentas. As botas protegem os pés e se ajustam à estrutura do traje.

Há trajes para dentro e para fora da nave. Dentro, na decolagem e no retorno, usam-se trajes de proteção (como o laranja da Artemis). Para caminhadas espaciais, usa-se um traje próprio, mais completo.

A exploração espacial começou em 1957, quando a União Soviética lançou o Sputnik 1, o primeiro satélite artificial a orbitar a Terra.

Em 1961, Yuri Gagarin foi o primeiro ser humano a ir ao espaço e dar uma volta em torno da Terra, a bordo da nave Vostok 1.

Em 1969, a missão Apollo 11 levou astronautas à Lua pela primeira vez. Neil Armstrong e Buzz Aldrin caminharam na superfície enquanto Michael Collins os esperava em órbita.

A Estação Espacial Internacional é um laboratório que orbita a Terra e foi construído por vários países. Pessoas vivem e trabalham nela de forma contínua desde o ano 2000.

Robôs exploram Marte há décadas. O Curiosity chegou em 2012, e o Perseverance, em 2021, junto com o pequeno helicóptero Ingenuity, que foi o primeiro a voar em outro planeta.

Em 2021, o Telescópio Espacial James Webb foi lançado. Ele nos permite ver galáxias muito distantes e estudar como o Universo se formou.

Nossos olhos são pequenos e só enxergam um tipo de luz. Um telescópio funciona como um “balde de luz”: quanto maior a lente ou o espelho, mais luz ele junta e mais fraco é o objeto que conseguimos ver. Os telescópios também ajudam a ver detalhes pequenos e objetos muito distantes.

Existem vários jeitos de separar os telescópios. Um deles é pelo modo de funcionar: refratores usam lentes, refletores usam espelhos, e os catadióptricos combinam lentes e espelhos.

Outra forma é pelo tipo de luz que observam. Radiotelescópios captam ondas de rádio. Há também telescópios para luz visível, infravermelho, ultravioleta, raios X e outros.

Também podemos separar pelo lugar onde ficam. Alguns ficam no chão, em montanhas altas e secas. Outros ficam no espaço, onde a atmosfera da Terra não borra nem bloqueia a luz: são os telescópios espaciais.

O Telescópio Espacial Hubble, lançado em 1990, orbita a Terra e já fez milhões de observações. O Telescópio Espacial James Webb, lançado em 2021, observa principalmente luz infravermelha e está a cerca de 1,5 milhão de quilômetros da Terra.

Cada tipo de luz mostra algo diferente do mesmo lugar. Veja, no comparador, como um mesmo objeto pode parecer diferente conforme a luz que usamos.