Slide 1 - Prof Leonardo
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Origem e Evolução do Universo Professor Leonardo O que é o Universo e como ele surgiu ? Universo, o conjunto de tudo quanto existe (dicionário Aurélio). Cosmologia Professor Leonardo Cosmologia Professor Leonardo Matéria e Antimatéria A matéria ordinária átomos cujo núcleos são compostos de prótons e nêutrons, circundados por elétrons; Princípio da Simetria Na natureza, para cada partícula ou efeito, existe outra partícula ou efeito oposto; que devem existir regiões do Universo, provavelmente em nossa própria galáxia, nas quais a matéria presente seja constituída de "antipartículas“ Cosmologia Professor Leonardo Antipartículas partículas elementares com propriedades simétricas às das partículas elementares conhecidas; antielétron positron; quarks antiquarks; prótons antiprótons; átomos antiátomos. Cosmologia Professor Leonardo Antimatéria átomos teriam núcleos negativos, formados por antiprótons e antinêutrons rodeados de pósitrons. Quando uma partícula encontra a sua antipartícula, ambas se aniquilam uma à outra e transformam-se em energia, normalmente em forma de fótons de alta energia (raios gama). BURACO NEGRO Professor Leonardo O que é um buraco negro? Segundo a relatividade, a gravidade não é mais do que a manifestação do encurvamento do espaço-tempo provocado pelos corpos do Universo. Um buraco negro é portanto um objeto que encurva de tal modo o espaço-tempo que forma um poço sem fundo de onde nem a luz pode escapar. Visto que nada viaja mais rápido que a luz, nada pode escapar a um buraco negro. BURACO NEGRO Professor Leonardo 1911: Prediz a curvatura da luz pela ação da gravidade. BURACO NEGRO Professor Leonardo 2GM Velocidade de escape ou Ve R Velocidade cósmica segunda Terra Ve ≥ 11,2 Km/s Buraco Negro Ve ≥ 3.105 Km/s BURACO NEGRO Professor Leonardo CURVATURA DA LUZ BURACO NEGRO Professor Leonardo Como se forma um Buraco Negro? Uma estrela com cerca de 10 vezes a massa solar desenvolve-se durante cerca de 1 bilhão de anos transformando hidrogênio em hélio através de reações nucleares que ocorrem no núcleo. Quando o combustível de hidrogênio se acaba, a estrela começa a colapsar sobre si mesma por não haver nada que sustenha a pressão da gravidade. À medida que a estrela encolhe, a gravidade aumenta. Quando o raio da estrela for de 30 km a sua velocidade de escape torna-se superior à da luz e forma-se um buraco negro. BURACO NEGRO Professor Leonardo Disco de Acreção - Consiste na matéria que está a ser absorvida pelo buraco negro.). BIG BANG Professor Leonardo 1919 – Einstein Observa a curvatura da luz em um eclipse do sol observado no Brasil e na África do Sul. BIG BANG Professor Leonardo Um universo inicial de energia e partículas virtuais, que precedeu o espaço e o tempo (como o atual). As partículas iniciais materializaram provavelmente por um "tunelamento quântico", formando a matéria inicial em (10-34 seg.) O universo tinha o tamanho de uma bola de gude (OVO CÓSMICO OU ÁTOMO PRIMORDIAL) O Big Bang Professor Leonardo Um universo inicial infinitamente pequeno. O imenso acumulo de matéria e energia comprimidas. Esta situação crítica gerou o BIG BANG entre 12 a 15 bilhões de anos atrás (13,7 ± 0,2).109 anos(2003) Estrelas iniciais do Big Bang Professor Leonardo Os primeiros astros possuíam enorme massa, brilhavam intensamente, e explodiram antes de completar 3 milhões de anos; Ao explodirem, impulsionam no espaço o gás condensado e espalham átomos mais pesados que hidrogênio e hélio; Originando geração estelar. a segunda Estrelas geradoras das Galáxias Professor Leonardo A segunda geração de estrelas nas nuvens de gás primordial do universo primitivo, é a fonte da geração das galáxias atuais. Fusão de Galáxias Professor Leonardo As colisões entre galáxias eram, e continuam sendo comuns. Este “canibalismo” sugere que no passado (bilhões de anos) existiria maior número de galáxias que existem atualmente. Nossa galáxia Professor Leonardo Nossa galáxia no centro e a galáxia Andrômeda abaixo. A nossa Galáxia – Via Láctea. O aglomerado de galáxias em que ela de encontra. O Sistema Solar Professor Leonardo O planeta Terra esta localizado na terceira órbita e a nossa estrela o Sol esta abaixo a esquerda. Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Netuno e Plutão O planeta Terra Professor Leonardo Após 4,5 bilhões consolida-se a formação do nosso planeta. As primeiras formas de vida biológica iniciam somente 500 milhões de anos após. A incerteza Professor Leonardo O universo fechado esta destinado a desabar sobre si mesmo (BIG CRUNCH). A única incerteza é se ele irá chegar perto do ponto onde tudo começou. CRONOLOGIA Energia se Temperatura expandindo Professor Leonardo rapidamente E = mc2 quarks+ antiquarks geram energia na forma de radiações eletromagnéticas (fótons) ... mas, quarks >> antiquarks quarks+quarks prótons e nêutrons (Força Nuclear Forte 10-6 s fusão de quarks é concluída e os quarks desaparecem Cronologia Força Nuclear Forte Professor Leonardo Cronologia Professor Leonardo Força Nuclear Fraca nêutron emite um elétron e um neutrino ou antineutrino e se transforma em próton, mas próton é capaz de capturar um elétron e um neutrino e se transformar em nêutron. 1 s Temperatura próton não consegue mais capturar e- e o neutrino e se transformar em nêutron... mas, nêutron consegue transformar em prótons no Universo nº prótons > nº nêutrons (4:1) Cronologia Professor Leonardo Força Nuclear Fraca Cronologia Professor Leonardo 15 s prótons + nêutrons (Força Núclear Forte) Núcleos atômicos; Próton sózinho = núcleo de Hidrogênio; Próton + nêutron = núcleo do deutério; Próton + 2 nêutrons = núcleo do trítio; 2 Prótons + 2 nêutrons = núcleo do hélio (também chamado de partícula ); Cronologia Professor Leonardo 3 minutos terminam as fusões 75% de núcleos de H 23% de núcleos de He e 2% demais núcleos; Universo Opaco por que as radiações eletromagnéticas não conseguem expandir-se por estarem confinadas por uma barreira formada por elétrons, neutrinos e pelos núcleos atômicos; Cronologia Professor Leonardo “ A Muralha “ Universo Opaco Universo Transparente Cronologia Professor Leonardo 380.000 anos (T 6000K) força eletromagnética núcleos capturam e- p/ formarem primeiros átomos; barreira desaparece Universo transparente radiação se expande e preenche o Universo com a radiação cósmica de fundo ( 2,7 K) 200 milhões anos força gravitacional começam a se formar as galáxias Cronologia Professor Leonardo Cronologia Professor Leonardo O que pode acontecer ??? Professor Leonardo Densidade < Densidade crítica Raio do Universo Big Bang Densidade = Densidade crítica Densidade > Densidade crítica Big Crunch Tempo Evidências do Big Bang Professor Leonardo HUBBLE E A SUA LEI !!! “Quanto mais distante a galáxia, maior sua velocidade de afastamento .” Cosmologia Professor Leonardo v tg H d Radiação Cósmica de fundo Professor Leonardo Atual 13,6 cm Paradoxo de Olbers Professor Leonardo Explicação do Paradoxo de Olbers Professor Leonardo O céu deveria ser claro à noite, pois existem bilhões de estrelas enviando luz para nós…como não é ... A idade do Universo é finita… por que se fôsse eterno a luz de todas as estrelas já teria chegado até nós e a noite seria clara…
