Nós somos continuamente inundados por radiação eletromagnética do Sol, sinais de rádio e TV, das estrelas e corpos celestiais. Por que tais ondas não interferem umas com as outras?

Passo 1

O enunciado pergunta por que estamos sempre recebendo ondas eletromagnéticas de diversas fontes (Sol, emissoras de rádio/TV, estrelas etc.) e, mesmo assim, não percebemos interferências entre elas. O conteúdo envolvido é o princípio da superposição de ondas e o conceito de coerência. Vamos usar esses conceitos para entender por que diferentes sinais não “brilham” nem “apagam” uns aos outros visivelmente.

Passo 2

Pelo princípio da superposição, se chegarem duas ondas eletromagnéticas quaisquer E_1(t) e E_2(t) num mesmo ponto, o campo resultante é
E(t)=E_1(t)+E_2(t).
Para haver padrões de interferência estáveis, é preciso que as duas ondas sejam coerentes, ou seja, mantenham diferença de fase praticamente constante.

Passo 3

Fontes naturais e artificiais distintas (Sol, rádios, TV, estrelas) emitem ondas com fases que variam de modo completamente aleatório entre si. Isso significa que a diferença de fase \Delta\varphi(t) flutua muito rápido, em escalas de tempo chamadas tempo de coerência \tau_c, que é muito pequeno quando as frequências ou as emissões são independentes. Na prática, isso faz com que termos cruzados como
\langle E_1(t)\,E_2(t)\rangle
tenham média nula: não surge padrão de interferência observável.

Passo 4

Além disso, cada receptor (o olho, uma antena de rádio, uma antena parabólica) é projetado para detectar apenas uma faixa de frequências \Delta\nu e uma direção do espaço. Ondas fora desse canal passam praticamente despercebidas porque não geram sinal significativo no detector. Em outras palavras, o receptor atua como um filtro em frequência e direção, isolando o sinal desejado.

Resposta

Como as diversas fontes são incoerentes entre si (suas fases variam de modo aleatório e rápido), os padrões de interferência se cancelam ao longo do tempo, e cada detector só “vê” a sua banda de frequência e direção específicas, de modo que não percebemos interferências entre esses sinais.

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