A Idade da Terra

Observatório do CDCC - USP/SC
Sessão Astronomia
A Idade da Terra
Adalberto Anderlini de Oliveira
O Céu Imutável
Lua
ETERNO
Terra Vênus Sol
Marte
Estrelas
Fixas
Começo e fim são as mais drásticas de
todas as mudanças possíveis
O Céu Imutável
Estrelas Novae
QUASE
Eterno ?
Começo e fim ?
Já está para acabar ?
Antes
explosão
1987
1700 - Analisar o problema a
partir do que melhor se conhecia
na época: Sistema Solar
O Sistema Solar
Gravitação Universal - Isaac Newton (1687)
Gravitação =
Produto das massas
distância  distância
O Passado e o Futuro do Sistema Solar
A maquinaria do Sistema Solar pode
ser posta (matematicamente) para
funcionar para trás e para frente.
( p2 , t2 )
( p1 , t1 )
( p1 , t1 )
( p2 , t2 )
Análise impraticável para mais de 3 corpos
O movimento da Terra é periódico ?
Imutável ?
massa atraindo massa
Podemos sofrer atração e sair da Órbita?
Quem poderia perturbar a Terra ?
• Lua
• Sol
• Planetas
• Estrelas
• etc.
Perturbações devem ser
levadas em consideração
nos cálculos mais
precisos da Órbita
O que mudaria ?
Dia, Mês, Ano, Distância até o Sol e até a Lua ...
Parece inalterado… Mas as observações
astronômicas possuem apenas 6 000 anos.
Será que não existiu um início ?
Joseph Louis Lagrange
Pierre Laplace
1825 - tais pequenas
perturbações são periódicas
e se anulam
O Sistema Solar se moverá assim para sempre
De onde surgiu o movimento de
translação dos planetas ?
Não foi somente através da Atração Gravitacional !
Como surgiram os planetas?
A Teoria deve
explicar isso.
Hipótese Nebular de Laplace
O Sistema Solar está perdendo energia
Em tamanha
quantidade que é capaz
de atingir a Terra,
a 150 000 000 km, e
suprir (com desperdício)
as necessidades
energéticas do Homem
• Chegará um dia em que a energia estará tão próxima
do zero que poderemos considerar o Sistema Solar
findo
• Deve ter tido muito mais energia no passado
Qual a fonte de energia do Sol ?
Hermann Helmholtz, 1847
• Séc. XIX - fonte de energia: carvão
• Calor e luz obtidos da energia
química que mantém os átomos do
carvão unidos
Impossível que o Sol tivesse a massa
necessária para durar toda a História.
Carvão
Oxigênio
Cinzas
Qual a fonte de energia do Sol ?
• Estrelas cadentes = meteoros
• Teoria dos incrementos meteóricos
• Se ocorressem essas colisões à razão
necessária para manter a combustão
solar, levaria 300 000 anos para o Sol
aumentar 1% de sua massa.
• Mas isso faria com que a Terra se aproximasse, e cada
ano seria 2 segundos mais curto que o anterior. Isso já
teria sido detectado pelos astrônomos.
Qual a fonte de energia do Sol ?
• 1853, Teoria da Contração de Helmholtz
• As camadas mais externas estariam decaindo para o
interior do Sol (seu tamanho diminuiria)
• Não altera a massa do Sol, logo não
altera o ano terrestre
• Qual a contração necessária para
manter a radiação conhecida ?
• Desde a invenção do Telescópio teria diminuido 37 km impossível de medir na época.
Qual a fonte de energia do Sol ?
• Essa teoria parecia de acordo com a Hipóese Nebular
de Laplace.
• Se o Sol se formou contraindo, há 18 000 000 de anos, ele
teria o raio do tamanho da Órbita da Terra (assim, essa
seria a idade da Terra).
Estava aceita a Teoria de Contração
em 1785, geólogo James Hutton havia
publicado “Theory on Earth” (estudava a
erosão das rochas, a deposição das camadas
sedimentares…)
Observando a espessura dos
sedimentos, a marcha da erosão e
os acidentes ocorridos: Terra possui
Princípiode
Uniformitário:
alterações
centenas
milhões de anos.
Não
geológicas,
emmilhões
curso atualmente,
daria
tempo em
de anos da
se processaram
mesmo
ritmo
Nebulosa
expelir oao
gás,
a Terra
se
todo
o passado.
formar, e a crostapor
ficar
como
estava.
Estava aceita a Teoria de Contração
em 1859, naturalista Charles Darwin publica
“The Origin of Species” (estudava a
mudança paulatina nos seres vivos no
decorrer dos tempos através da
Seleção Natural)
Essas mudanças exigiam
bilhões de anos de
evolução
Confronto de Teorias
Físicos e os prazos curtos
Biólogos e geólogos e os
prazos longos
Impasse desfeito em 1896
Físico Antoine Henri Becquerel
descobre que o Urânio serve de
fonte contínua de radiações de alta
energia
O átomo
Físico Ernest Rutherford
descobre o núcleo atômico
em 1911
As forças nucleares
são muito maiores do
que as forças que prendem os elétrons nos átomos.
Podem ocorrer reações nucleares (ex.: radioatividade)
A idade da Terra
Novo método:
Radioatividade
Urânio
Chumbo
(instável)
(estável)
100 átomos
de Urânio
meia vida:
4 500 000 000 anos
decai para
50 átomos
de Urânio
1907, químico Bertram Boltwood, analisando o teor de Urânio
em rochas, conclui que a Terra deve possuir bilhões de anos
Entendendo o Sol
Prótons
Hélio
Pósitrons
+
E=
Neutrinos
+
+
2
mxc
Conservação de Energia
E = 21 500 000 000 kcal
m=1g
Combustão de 2 000 000 litros de gasolina
A fonte de Energia do Sol
Reações Nucleares
Para que o Sol emita energia
na taxa observada, ele deve
transformar 4 600 000 000 kg
de massa por segundo
Massa do Sol
= 2 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 kg
= 2 1030 kg
Sol pode durar bilhões de anos
A Idade da Terra
4 500 000 000 anos
A idade do Homo Sapiens Sapiens
40 000 de anos
quanto tempo a Terra vai nos suportar ?
quanto tempo a Terra vai nos suportar ?
quanto tempo a Terra vai nos suportar ?
quanto tempo a Terra vai nos suportar ?
quanto tempo a Terra vai nos suportar ?
Quanto tempo a Terra vai aguentar ?
quanto tempo a Terra vai nos suportar ?
quanto tempo a Terra vai nos suportar ?
quanto tempo a Terra vai nos suportar ?
Pensem
nas crianças Mudas
A rosa de
Hiroshima
telepáticas
Pensem nas meninas Cegas
inexatas
Pensem nas mulheres Rotas
alteradas
Pensem nas feridas Como
rosas cálidas
Mas, oh, não se esqueçam
A
Da rosa, da rosa
Rosa
Da rosa
de
de Hiroshima
Hiroshima
A rosa
hereditária
A rosa
radioativa
Estúpida
e inválida
Vinícius
de
Moraes
Final da Apresentação
Dúvidas ?
• Antes 1600 - Céu Imutável (Eterno)
• Estrelas Novae - Mudanças
• Começo do Estudo: Sistema Solar
• Perturbações na Terra
• De onde surgiu a rotação dos Planetas ?
• Formação Planetária
• Qual a fonte de energia do Sol ?
• Combustão, Meteoros, Camadas Externas
• Geólogos e Biólogos
• Radioatividade e Reações Nucleares
• etc.
Referências e Bibliografia
Livros:
• E a luz se fez - Rudolf Thiel
• GILBERT,A.(1982): Origens históricas da física moderna, Fund. Calouste
Gulbenkian, Lisboa
• O Universo - Isaac Asimov
Internet:
http://geocities.yahoo.com.br/saladefisica9/index.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page
http://astro.if.ufrgs.br/
Agradecimentos
Ao Prof. Wilton S. Dias pelos livros emprestados