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Origem e Evolução do Universo Professor L eonardo Universo, o conjunto de tudo quanto existe (dicionário Aurélio). O que é o Universo e como ele surgiu.

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1 Origem e Evolução do Universo Professor L eonardo Universo, o conjunto de tudo quanto existe (dicionário Aurélio). O que é o Universo e como ele surgiu ?

2 Cosmologia Professor L eonardo

3 Cosmologia Professor L eonardo Matéria e Antimatéria 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 A matéria ordinária átomos cujo núcleos são compostos de prótons e nêutrons, circundados por elétrons;

4 Cosmologia Professor L eonardo Antipartículas partículas elementares com propriedades simétricas às das partículas elementares conhecidas; antielétron positron; quarks antiquarks; prótons antiprótons; átomos antiátomos.

5 Cosmologia Professor L eonardo 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). Antimatéria átomos teriam núcleos negativos, formados por antiprótons e antinêutrons rodeados de pósitrons.

6 BURACO NEGRO Professor L eonardo 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.

7 Professor L eonardo BURACO NEGRO 1911: Prediz a curvatura da luz pela ação da gravidade.

8 Professor L eonardo Terra Ve 11,2 Km/s Buraco Negro Ve Km/s BURACO NEGRO

9 Professor L eonardo BURACO NEGRO CURVATURA DA LUZ

10 Professor L eonardo 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

11 Professor L eonardo Disco de Acreção Disco de Acreção - Consiste na matéria que está a ser absorvida pelo buraco negro.). BURACO NEGRO

12 BIG BANG Professor L eonardo 1919 – Einstein Observa a curvatura da luz em um eclipse do sol observado no Brasil e na África do Sul.

13 BIG BANG Professor L eonardo Um universo inicial de energia e part í culas virtuais, que precedeu o espa ç o e o tempo (como o atual). As part í culas iniciais materializaram provavelmente por um "tunelamento quântico", formando a mat é ria inicial em ( seg.) O universo tinha o tamanho de uma bola de gude (OVO CÓSMICO OU ÁTOMO PRIMORDIAL)

14 O Big Bang Professor L eonardo Um universo inicial infinitamente pequeno. O imenso acumulo de mat é ria e energia comprimidas. Esta situa ç ão cr í tica gerou o BIG BANG entre 12 a 15 bilhões de anos atr á s (13,7 ± 0,2).10 9 anos(2003)

15 Estrelas iniciais do Big Bang Professor L eonardo Os primeiros astros possu í am enorme massa, brilhavam intensamente, e explodiram antes de completar 3 milhões de anos; Ao explodirem, impulsionam no espa ç o o g á s condensado e espalham á tomos mais pesados que hidrogênio e h é lio; Originando a segunda gera ç ão estelar.

16 Estrelas geradoras das Galáxias Professor L eonardo A segunda gera ç ão de estrelas nas nuvens de g á s primordial do universo primitivo, é a fonte da gera ç ão das gal á xias atuais.

17 Fusão de Galáxias Professor L eonardo As colisões entre gal á xias eram, e continuam sendo comuns. Este canibalismo sugere que no passado (bilhões de anos) existiria maior n ú mero de gal á xias que existem atualmente.

18 Nossa galáxia Professor L eonardo Nossa gal á xia no centro e a gal á xia Andrômeda abaixo. A nossa Gal á xia – Via L á ctea. O aglomerado de gal á xias em que ela de encontra.

19 O Sistema Solar Professor L eonardo O planeta Terra esta localizado na terceira ó rbita e a nossa estrela o Sol esta abaixo a esquerda. Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Netuno e Plutão

20 O planeta Terra Professor L eonardo Ap ó s 4,5 bilhões consolida-se a forma ç ão do nosso planeta. As primeiras formas de vida biol ó gica iniciam somente 500 milhões de anos ap ó s.

21 A incerteza Professor L eonardo O universo fechado esta destinado a desabar sobre si mesmo (BIG CRUNCH). A ú nica incerteza é se ele ir á chegar perto do ponto onde tudo come ç ou.

22 CRONOLOGIA Professor L eonardo Energia se expandindo rapidamente Temperatura E = mc 2 quarks+ antiquarks geram energia na forma de radiações eletromagnéticas (fótons)... mas, quarks >> antiquarks quarks+quarks prótons e nêutrons (Força Nuclear Forte s fusão de quarks é concluída e os quarks desaparecem

23 Cronologia Professor L eonardo Força Nuclear Forte

24 Cronologia Professor L eonardo 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)

25 Cronologia Professor L eonardo Força Nuclear Fraca

26 Cronologia Professor L eonardo 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 );

27 C ronologia Professor L eonardo 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;

28 Cronologia Professor L eonardo A Muralha Universo Opaco Universo Transparente

29 Professor L eonardo 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

30 Professor L eonardo Cronologia

31 Professor L eonardo Cronologia

32 Professor L eonardo O que pode acontecer ??? Densidade < Densidade crítica Densidade = Densidade crítica Densidade > Densidade crítica Big Bang Big Crunch Tempo Raio do Universo

33 Evidências do Big Bang Professor L eonardo HUBBLE E A SUA LEI !!! Quanto mais distante a galáxia, maior sua velocidade de afastamento.

34 Cosmologia Professor L eonardo v d tg H

35 Professor L eonardo Radiação Cósmica de fundo 13,6 cm Atual

36 Professor L eonardo Paradoxo de Olbers

37 Professor L eonardo Explicação do Paradoxo de Olbers 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…


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