O que indica o desvio para o vermelho (redshift) na luz de uma estrela?
O a. QUE A ESTRELA ESTÁ SE AFASTANDO.
b. QUE A VELOCIDADE DA LUZ MUDOU.
O c. QUE A ESTRELA ESTÁ SE APROXIMANDO.
O d. QUE A FREQUÊNCIA DA LUZ AUMENTOU.
O e. QUE A ESTRELA TEM MENOR INTENSIDADE LUMINOSA.
O c. QUE A ESTRELA ESTÁ SE APROXIMANDO.
O d. QUE A FREQUÊNCIA DA LUZ AUMENTOU.
O e. QUE A ESTRELA TEM MENOR INTENSIDADE LUMINOSA.
Passo 1
O enunciado pergunta: “O que indica o desvio para o vermelho (redshift) na luz de uma estrela?” e apresenta as alternativas:
a. QUE A ESTRELA ESTÁ SE AFASTANDO.
b. QUE A VELOCIDADE DA LUZ MUDOU.
c. QUE A ESTRELA ESTÁ SE APROXIMANDO.
d. QUE A FREQUÊNCIA DA LUZ AUMENTOU.
e. QUE A ESTRELA TEM MENOR INTENSIDADE LUMINOSA.
Informações úteis dadas implicitamente no enunciado: observou-se um “desvio para o vermelho” no espectro da estrela (isto é, as linhas espectrais aparecem em comprimentos de onda maiores, deslocadas para a região vermelha do espectro).
a. QUE A ESTRELA ESTÁ SE AFASTANDO.
b. QUE A VELOCIDADE DA LUZ MUDOU.
c. QUE A ESTRELA ESTÁ SE APROXIMANDO.
d. QUE A FREQUÊNCIA DA LUZ AUMENTOU.
e. QUE A ESTRELA TEM MENOR INTENSIDADE LUMINOSA.
Informações úteis dadas implicitamente no enunciado: observou-se um “desvio para o vermelho” no espectro da estrela (isto é, as linhas espectrais aparecem em comprimentos de onda maiores, deslocadas para a região vermelha do espectro).
Passo 2
Vamos lembrar uma relação fundamental da luz que a prova pode cobrar: a velocidade da luz, o comprimento de onda e a frequência estão ligados por
onde
é a velocidade da luz no vácuo (constante),
é o comprimento de onda e
é a frequência. Isso significa que, se
aumenta e
permanece constante, então
diminui. Explico de maneira bem concreta: cores “vermelhas” têm
maior que cores “azuis”; cores vermelhas têm frequência menor que cores azuis.
Passo 3
Agora o conceito do desvio Doppler (aplicado à luz). Quando uma fonte de ondas se afasta do observador, as ondas são “esticadas”: o comprimento de onda observado aumenta (deslocamento para o vermelho). Quando a fonte se aproxima, as ondas são “comprimidas”: o comprimento de onda observado diminui (deslocamento para o azul). Para velocidades não-relativísticas (isto é,
) a relação aproximada entre deslocamento no comprimento de onda e velocidade radial
da fonte é
onde
. Assim,
(observamos comprimento de onda maior que o emitido) corresponde a
— a fonte está se afastando.
Passo 4
Interpretação direta para as alternativas:
- Alternativa a: “A estrela está se afastando.” — isso é exatamente o significado físico de um redshift (
). - Alternativa b: “A velocidade da luz mudou.” — incorreto; em vácuo
é constante e o redshift é causado pela velocidade da estrela relativa a nós, não por mudança de . - Alternativa c: “A estrela está se aproximando.” — incorreto; aproximação causa blueshift (desvio para o azul), não redshift.
- Alternativa d: “A frequência da luz aumentou.” — incorreto; por
, se aumenta (redshift) então diminui, não aumenta. - Alternativa e: “A estrela tem menor intensidade luminosa.” — incorreto; intensidade (brilho) é independente do deslocamento espectral; você pode ter redshift sem alteração significativa da intensidade observada.
Passo 5
Um exemplo numérico para fixar: suponha que uma linha espectral teve
. Usando a fórmula aproximada,
Tomando
, obtemos
ou seja, a estrela estaria se afastando a cerca de
. Isso mostra como medir o redshift permite estimar a velocidade radial.
Passo 6
Resumo prático para a prova: ao ver “desvio para o vermelho” pense “comprimento de onda aumentado” → “frequência diminuída” → “fonte se afastando”. Guarde essa sequência; ela resolve a questão rapidamente na hora do teste.
Resposta
a. QUE A ESTRELA ESTÁ SE AFASTANDO.