Maratona cósmica Painel: “Linguagens da criação” Bruno Dias Fátima, 2012.

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1 Maratona cósmica Painel: “Linguagens da criação” Bruno Dias Fátima, 2012

2 Immanuel Kant (1781) Tese: Universo sempre existiu e é infinito. Antítese: O Universo teve um início e é limitado espacialmente.

3 Paradoxo de Olbers (1823) Universo infinito e eterno: –A contribuição de luz de cada camada é constante –densidade uniforme de estrelas –Todas as linhas de visão deveriam terminar na superfície de uma estrela; –O Céu deveria ser cheio de luz O Universo não existiu sempre, ou o Universo tem um tamanho finito, ou... Ambos!

4 Relatividade Geral (1915) As equações de Einstein relacionam a curvatura do espaço com a massa localizada neste. Alexander Friedmann obtém a equação que governa a expansão do universo (1922). Georges Lemaître sugere em 1927 que as Equações de Einstein implicam um universo em expansão.

5 Uma nova química Gustav Kirchhoff e Robert Bunsen concluíram é possível determinar os elementos que existiam numa estrela através da análise espectral. As riscas no espectro solar indicam que elementos há na atmosfera solar.

6 Redshift - Edwin Hubble (1929) Desvio para o vermelho

7 Constante de Hubble Descobre que a maioria das galáxias estão a afastar-se de nós. v = Hr T=1/H 13,8 ×10 9 anos Valor atual: 13,7 ×10 9

8 Opositor à teoria do Big Bang Fred Hoyle Mas duas descobertas fazem a balança pender para o Big Bang.

9 Arno Penzias/Robert Wilson Arno Penzias e Robert Wilson tinham um objetivo modesto. Infelizmente não conseguiam livrar-se de um silvo persistente. E de um modo acidental descobrem a prova fulcral. Robert Dicke percebe que os engenheiros da Bell detetaram a radiação inicial do Big Bang.

10 Síntese primordial A percentagem, em massa, de vários átomos é constante: –Hidrogénio: 74% de massa do Universo –Hélio: 25% de massa do Universo. –Traços de lítio-7 e hélio-3.

11 18 de fevereiro de 2012 O início da maratona!

12 Formação de galáxias T = 1000 milhões de anos (Depois do Big Bang) 18K

13 Álbum de recordações Flutuações na densidade local são as sementes a partir da qual se formam as galáxias e as estrelas.

14 Formação dos elementos químicos Z > 56: –supernovas 5 ≤ Z ≤ 56: –estrelas Z < 5 –elementos primordiais

15 O Universo deixa de ser transparente! 300000 anos A temperatura aumenta (T= 4000 K). Estabelece-se o equilíbrio entre a radiação e os átomos. A radiação passa a ter energia suficiente para destruir um átomo. Densidade 10 -21 g/cm 3 O início da era da radiação A radiação liberta os eletrões do núcleo

16 Nucleossíntese primordial (5 minutos – 3 minutos) T = 10 9 K Formam-se os núcleos mais leves até ao hélio-4. Protões e neutrões sem estrutura?

17 Protões e neutrões

18 Partículas elementares

19 Quarks ficam livres; Criação e aniquilação de pares quarks-antiquark; Proporção Matéria/antimatéria: 1 em mil milhões. T = 10 13 K 10 14 g/cm 3 O Universo tem a dimensão do sistema solar Aniquilação quark-antiquark (10 -6 s)

20 Era eletrofraca (10 -10 s) O aumento da temperatura permite que a interacção eletromagnética e fraca acoplem. Surge uma nova interação! W e Z.

21

22 Quanto mais quente melhor!

23 Zoo das partículas: 10 -10 s - 10 -32 s Desacoplamento da interação forte Origina um excesso da matéria sobre antimatéria de 1 para mil milhões. A temperatura é demasiado alta para os quarks ficarem confinados aos núcleos. Plasma de quarks e gluões.

24 Inflação: 10 -32 s – 10 -43 s Quando a inflação terminou o Universo tinha aumentado de um factor de 10 50. T = 10 27 K, t = 10 -35 s A inflação explica como regiões opostas do Universo podem ter a mesma temperatura.

25 Era de Planck: Big Bang - Era da Gravidade Quântica (T = 10 32 K) Partículas e anti-partículas em equilíbrio térmico. São criadas e aniquiladas em igual ritmo. Coexistem com fotões. A gravidade separa-se das outras interacções fundamentais.

26 No Céu tudo é perfeito? Não! As estrelas parecem mover-se mais rapidamente do que seria expectável. Para explicar esta diferença introduz-se a Matéria Escura. Sujeita somente à força gravitacional.

27 Mas não é tudo! A taxa de expansão devia estar a diminuir desde o Big Bang. Para grande surpresa está a aumentar (1998). O Universo está a acelerar, tudo está a ficar cada vez mais afastado! Algo está a sobrepor-se à gravidade. Os cientistas chamam-lhe energia escura.

28 This is not the End!