| Unidades astronómicas (au) | Nanómetros (nm) |
|---|---|
| 1 Unidade astronómica | 1.495978707 × 1020 nm |
| 2 Unidades astronómicas | 2.991957414 × 1020 nm |
| 3 Unidades astronómicas | 4.487936121 × 1020 nm |
| 4 Unidades astronómicas | 5.983914828 × 1020 nm |
| 5 Unidades astronómicas | 7.479893535 × 1020 nm |
| 10 Unidades astronómicas | 1.495978707 × 1021 nm |
| 20 Unidades astronómicas | 2.991957414 × 1021 nm |
| 25 Unidades astronómicas | 3.7399467675 × 1021 nm |
| 50 Unidades astronómicas | 7.479893535 × 1021 nm |
| 100 Unidades astronómicas | 1.495978707 × 1022 nm |
| Referência | Unidades astronómicas (au) | Nanómetros (nm) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (long side) | 1.98532 × 10-12 au | 297000000 nm |
| Average adult human height | 1.13638 × 10-11 au | 1.7 × 109 nm |
| A football pitch (length) | 7.01882 × 10-10 au | 1.05 × 1011 nm |
| A marathon | 0.000000282056 au | 4.2195 × 1013 nm |
| Height of Mount Everest | 0.0000000591519 au | 8.849 × 1012 nm |
A unidade astronómica é um comprimento igual a exatamente 149 597 870 700 metros, ou seja, quase 150 milhões de quilómetros. O símbolo é au. Aproxima-se da distância média entre a Terra e o Sol e é a medida corrente para as distâncias dentro do sistema solar.
A unidade era originalmente definida por essa relação orbital e não por um número fixo. As definições anteriores ligavam-na às propriedades de um corpo hipotético em órbita do Sol, o que fazia com que o seu valor dependesse da constante gravitacional e tivesse de ser revisto à medida que as medições melhoravam. A União Astronómica Internacional pôs fim a essa dependência em 2012, fixando a unidade astronómica como um número exato de metros. A mudança simplificou os cálculos e eliminou um incómodo: uma unidade cujo comprimento se deslocava sempre que uma constante física era afinada.
Determinar o seu valor foi um dos grandes problemas da astronomia de observação. Os trânsitos de Vénus pelo disco solar, observados a partir de pontos muito afastados da Terra, permitiam triangular a distância. Foram organizadas expedições para os trânsitos de 1761, 1769, 1874 e 1882, e a primeira viagem de James Cook ao Pacífico foi montada em torno do de 1769. A medição por radar até Vénus nos anos sessenta acabou por fixar o número com muito mais precisão do que qualquer método ótico.
A unidade torna legíveis as distâncias do sistema solar. Mercúrio orbita a 0,39 au, Marte a 1,52 au, Júpiter a 5,2 au e Neptuno a 30,1 au. A Cintura de Kuiper estende-se até cerca de 50 au. A Voyager 1, o objeto humano mais distante, ultrapassou as 165 au. A luz demora cerca de 499 segundos a percorrer uma unidade astronómica, pelo que o Sol está a pouco mais de oito minutos-luz.
Para lá do sistema solar a unidade torna-se incómoda, e os astrónomos passam aos anos-luz e aos parsecs. Um parsec são 206 265 au.
A navegação espacial depende de a unidade ser exata e não aproximada. As trajetórias para os planetas exteriores calculam-se ao longo de distâncias de dezenas de unidades astronómicas, e um erro no comprimento da própria unidade propagar-se-ia a todos os cálculos de posição. Fixar o valor em 2012 eliminou essa fonte de desvio das efemérides usadas no planeamento das missões.
Uma unidade astronómica equivale a 149 597 870,7 quilómetros, ou cerca de 92,956 milhões de milhas.
O nanómetro é a milésima milionésima parte do metro. Forma-se aplicando ao metro o prefixo do SI nano, que vale 10-9, e escreve-se nm. O prefixo vem do grego nanos, que significa anão.
Esta é a escala de trabalho da ótica e da eletrónica modernas. A luz visível estende-se de cerca de 380 nm na extremidade violeta a 750 nm na vermelha, o que faz do nanómetro a unidade habitual para descrever a cor em termos físicos. Um ponteiro laser que emite a 532 nm é verde; um de 650 nm é vermelho. A luz ultravioleta fica abaixo dos 380 nm e a infravermelha acima dos 750 nm.
A biologia recorre à unidade constantemente. A dupla hélice do ADN tem cerca de 2 nm de largura. Um vírus comum mede entre 20 e 300 nm. As membranas celulares têm à volta de 7 nm de espessura. Estas dimensões situam-se abaixo da resolução dos microscópios óticos convencionais, limitada pelo próprio comprimento de onda da luz a cerca de 200 nm.
O fabrico de semicondutores tornou o nanómetro conhecido fora da ciência. Os nós de processo receberam designações como 90 nm, 45 nm, 14 nm, 5 nm e menos. O número já não corresponde a qualquer característica mensurável concreta do chip, tendo passado a ser uma designação comercial mais do que uma dimensão física, embora as estruturas subjacentes meçam realmente nanómetros. A porta de um transístor moderno tem algumas dezenas de átomos de largura.
A nanotecnologia tira o nome da unidade e abrange, por convenção, as estruturas entre 1 e 100 nm. Os materiais comportam-se muitas vezes de outra forma neste intervalo, porque os efeitos de superfície começam a prevalecer sobre as propriedades do volume.
Medir a esta escala exige instrumentos que não dependam da luz visível. Os microscópios eletrónicos resolvem pormenores abaixo de um nanómetro usando eletrões, cujo comprimento de onda efetivo é muito mais curto do que o da luz. Os microscópios de força atómica funcionam de outro modo: arrastam uma ponta afiada sobre a superfície e registam a sua deflexão. Ambos foram essenciais para o desenvolvimento da nanotecnologia, pois nenhuma área avança muito enquanto o seu objeto de estudo permanece invisível.
Um nanómetro equivale a 10 ångströms, 1000 picómetros ou 0,001 micrómetros. Uma folha de papel tem aproximadamente 100 000 nm de espessura.