Por que o espaço continua escuro mesmo com a luz do Sol e das estrelas

Sem moléculas de nitrogênio e oxigênio, a luz das estrelas viaja diretamente, ao contrário do que ocorre na Terra, onde a dispersão cria o céu azul. À medida que a luz solar percorre um caminho maior na atmosfera - como no amanhecer e no entardecer - o céu fica avermelhado.

Durante a noite, com a rotação da Terra, não há incidência direta de luz solar. As principais fontes de luz passam a ser a Lua —que não gera luz própria, mas reflete a luz solar— e as estrelas, que são muito mais fracas. O espalhamento ainda ocorre, mas de forma muito menos intensa.

O físico Claudio Furukawa, do Instituto de Física da USP, resume bem o fenômeno:

Se o nosso planeta não tivesse atmosfera, como ocorre na Lua, o céu não seria azul. Aliás, não teria cor nenhuma. Mesmo durante o dia, poderíamos ver o Sol e também as estrelas, já que não haveria espalhamento da luz. O céu seria escuro tanto de dia como de noite.

O Paradoxo de Olbers

O Paradoxo de Olbers questiona por que o céu noturno é escuro em um cenário em que se considera o universo infinito, eterno e estático. São condições nas quais deveria haver estrelas em todas as direções, tornando o céu completamente iluminado.

Bem, a ciência já mostrou que o universo não funciona assim. Ao longo do século 20, evidências indicaram que o universo é dinâmico: teve um início, com o Big Bang, e segue em expansão.

Com isso, nem toda a luz teve tempo de chegar até nós, e grande parte das estrelas está a distâncias imensas. Além disso, a expansão do universo reduz a energia da luz ao longo do caminho.

Em resumo, a velocidade finita da luz, as vastas distâncias e a ausência de dispersão atmosférica fazem com que as estrelas raramente iluminem o "fundo" do espaço. A baixa densidade estelar e a presença de poeira cósmica também contribuem para que o céu permaneça majoritariamente escuro, apesar da existência de bilhões de astros luminosos.

Por que as estrelas não aparecem nas fotos da Lua?

Durante missões como as do programa Artemis, muitas pessoas se perguntam por que as estrelas não aparecem nas imagens feitas na Lua. A explicação está no ajuste das câmeras.

As fotos são configuradas para capturar objetos muito brilhantes, como a superfície lunar ou a Terra iluminada pelo Sol. Com esse ajuste, a luz muito mais fraca das estrelas acaba não sendo registrada.

A astrofísica Becky Smethurst, da Universidade de Oxford, explicou esse fenômeno à Reuters. "O Sol está iluminando a espaçonave ou a Lua. A câmera é ajustada para esse nível de brilho e não consegue captar ao mesmo tempo a luz fraca das estrelas ao fundo."