Sumário Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xi Prefácio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiii Prólogo Um conto que começa na Lua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 A história de Kaguya-Hime . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mitos cósmicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Visão do Universo da Índia Antiga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Visão do Universo do Egito Antigo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Visão do Universo da Babilônia Antiga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Na China, onde a Astronomia se desenvolveu primeiro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Na Grécia Antiga, onde o tamanho da Terra foi calculado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Método de cálculo de Eratóstenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Se a Terra é redonda, a Lua também deve ser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 18 18 18 19 19 20 20 21 1 Seria a Terra o centro do Universo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Uma luz misteriosa surgiu no céu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Contatos imediatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Será que o Sol gira ao redor da Terra? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Um modelo heliocêntrico foi proposto há 2300 anos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Da teoria geocêntrica para a teoria heliocêntrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 As descobertas e o julgamento de Galileu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Colocando as coisas em perspectiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Qual a distância aproximada até o horizonte? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Medindo o tamanho do Universo: qual a distância até a Lua? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Espelhos de canto de cubo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Como funciona um espelho de canto de cubo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Antes do prisma de canto de cubo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Teoria geocêntrica versus teoria heliocêntrica — O resultado da discussão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Qual era a órbita de um planeta para a teoria geocêntrica? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 O sistema ticônico: uma aprimoração da teoria geocêntrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Quão revolucionário realmente foi Copérnico? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Kepler completou a teoria heliocêntrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 O que fez Galileu? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 O que a teoria heliocêntrica nos ensinou? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Uma explicação mais elaborada das Leis de Kepler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Primeira Lei: a órbita de todo planeta é uma elipse com o Sol em um de seus focos . . . . . . . 73 Segunda Lei: uma linha que une um planeta e o Sol . percorre áreas iguais em intervalos iguais de tempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Terceira Lei: o quadrado do período orbital de um planeta . é diretamente proporcional ao cubo do semieixo maior de sua órbita . . . . . . . . . . . . . . . 77 2 Do sistema solar à Via Láctea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 E se Kaguya-Hime viesse de outro planeta de nosso sistema solar? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 Kaguya-Hime e o sistema solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Mercúrio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Vênus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 Marte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Júpiter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 Saturno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 Urano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Netuno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Plutão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Terra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 A Lua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 O Sol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 O tamanho da galáxia da Via Láctea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 O que há no meio da galáxia? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 Cinco maiores mistérios da galáxia ainda não explicados! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Qual o formato da galáxia e como ela se formou? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 O que há no centro? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Como são formados buracos negros supermassivos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Do que é feita a galáxia? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 O que acontecerá quando colidirmos com a galáxia de Andrômeda? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 A galáxia da Via Láctea é uma dentre muitas galáxias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 O Universo está continuamente se expandindo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Por que podemos enxergar a Via Láctea? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Um modelo galático em forma de disco é o modelo mais fácil de se compreender . . . . . . . . 117 Resultados de observação científica comprovam um Universo em forma de disco . . . . . . . . 118 Uma ideia de Kant ampliou instantaneamente o Universo que enxergamos . . . . . . . . . . . . . 119 Como evoluiu a tecnologia de observação do Universo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 Telescópios famosos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 O que um radiotelescópio pode observar? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 Outra forma de medirmos o tamanho do Universo: um truque de triangulação . . . . . . . . . . . . . 125 Com a triangulação podemos descobrir a distância de estrelas para além do sistema solar . 126 Quão grande é o sistema solar? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 3 O Universo nasceu com um Big Bang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Galáxias são ilhas de luz no vazio do espaço . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O time vencedor aprende uma lição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Qual a estrutura em larga escala do cosmos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sistema planetário . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Galáxia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Grupos de galáxias ou aglomerados de galáxias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Superaglomerados de galáxias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viii sumário 130 133 140 140 140 140 141 A grande descoberta de Hubble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . As origens do Universo: “A grande descoberta de Hubble — Primeiro ato” . . . . . . . . . . . . . . Voltando à peça: “A grande descoberta de Hubble — Segundo ato” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Se o Universo está se expandindo... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tudo teve início com o Big Bang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A teoria de Hubble para a expansão do Universo estava imperfeita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Três provas que evidenciam a teoria do Big Bang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Existem alienígenas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Calculando o número de civilizações extraterrestres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A possibilidade da vida extraterrestre e um físico de renome mundial . . . . . . . . . . . . . . . . . . O surgimento da vida é um fenômeno frequente? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Qual o sistema estelar mais próximo que poderia conter vida extraterrestre? . . . . . . . . . . . . Seríamos capazes de contatar uma civilização extraterrestre? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tardígrados (ou ursos d’água) são os astronautas mais durões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Um terceiro método de medição do tamanho do Universo: se você conhece . as propriedades de uma estrela, pode descobrir quão longe ela está? . . . . . . . . . . . . . Estrelas que apresentam variações de brilho são os “faróis do Universo” . . . . . . . . . . . . . . . Métodos de medição de distâncias ainda maiores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 143 146 151 161 162 166 180 180 181 182 183 184 185 186 188 189 4 Como é o limite do Universo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 Para onde está indo o Universo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O planeta mais próximo parecido com a Terra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O jogo de tabuleiro da viagem da Kaguya–Go . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chegada ao “limite” do Universo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O monólogo do professor Sanuki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 203 206 208 209 5 Nosso Universo em constante expansão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 O grande espetáculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O multiverso contém vários Universos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O limite, nascimento e fim do Universo... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Por que o espaço pode ser curvo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Você retorna ao mesmo ponto em um plano, em um cilindro e em uma esfera? . . . . . . . . . Curvatura negativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Universo dinâmico de Friedmann . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Qual será o destino final do Universo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . WMAP e nosso Universo plano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A verdadeira idade do Universo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 219 219 219 220 221 222 227 229 232 Índice Remissivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 sumário ix