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Observatório do CDCC - USP/SC

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Apresentação em tema: "Observatório do CDCC - USP/SC"— Transcrição da apresentação:

1 Observatório do CDCC - USP/SC

2 Observatório do CDCC - USP/SC
Setor de Astronomia (OBSERVATÓRIO) (Centro de Divulgação da Astronomia - CDA) Centro de Divulgação Científica e Cultural - CDCC Universidade de São Paulo - USP Endereço: Av. Trabalhador São-Carlense, n.400 São Carlos-SP Tel: 0-xx (Observatório) Tel: 0-xx (CDCC) Localização: Latitude: 22° 00' 39,5"S Longitude: 47° 53' 47,5"W Imagem: O Inicio do Observatório

3 Sessão Astronomia

4 Sessão Astronomia As Sessões Astronomia são palestras proferidas pela equipe do Setor de Astronomia todos os sábados às 21h00. Iniciadas em 1992, foram criadas com o objetivo de falar sobre Astronomia ao nosso público em uma linguagem simples e acessível a todas as faixas etárias. Estas palestras se tornaram uma opção de diversão e informação para a comunidade local e também para visitantes de nossa cidade. Os temas abordados são os mais variados possíveis. O material multimídia contido aqui consiste numa opção audiovisual complementar que o professor do Sistema de Ensino pode utilizar como auxílio às suas aulas. O conteúdo das Sessões Astronomia pode ser acessado no seguinte endereço: Crédito do logo: Sessão Astronomia, CDCC-USP/SC, criado por Andre Fonseca da Silva Observação: Padrão e resolução da apresentação: 800 x 600 pixel com imagens a 96 dpi ou 38 pixel por centímetro com dimensão de 8,35 polegadas x 6,26 polegadas ou 21,2 cm x 15,9 cm respectivamente. Editado normamente em Office 97, podendo haver incompatibilidade de execução no Office XP e vice-versa.

5 Big Bang O começo por: Victor Raphael “Robin”

6 Identificação do Tema:
Título : Big Bang Autor : Victor Raphael de Castro Mourão Roque Data da Apresentação: 10/11/2006 Apresentador : Victor Raphael de Castro Mourão Roque Resumo/ABSTRACT: Nessa Sessão Astronomia abordaremos o tema Big Bang a grande esxplosão que gerou o universo. Nome do Arquivo: big bang (representação artistica) Disponível em: Acesso em: 06/11/06

7 Motivações da Palestra
70% acreditam no Heliocentrismo 33% acreditam no Big Bang - 5% a menos do que nos anos 90 A primeira motivação que me levou a fazer essa palestra, foi o prêmio Nobel desse ano (2006) que está relacionado com essa Teoria. Mas quando comecei a procurar alguns artigos para me informar melhor sobre o assunto tive contato com algumas estatísticas que me preocuparam e, ao mesmo tempo, me motivaram mais ainda a fazê-la. Hoje em dia a Teoria do Big Bang já é comprovada, com vários argumentos que eu mostrarei nessa palestra. Ela é tão certa que podemos considerá-la tão fundamental quanto a teoria de Copérnico, do Heliocentrismo. Ninguém contesta, ou pelo menos não deveria contestar a teoria do heliocentrismo, mas com poucas pessoas acreditam na teoria do Big Bang. Uma pesquisa feita pela “National Science Foundation”, aproximadamente 70% da população adulta norte americana acredita na teoria de Copérnico, mas apenas 33% acreditam no Big Bang. 5% a menos do que nos anos 90. Bem, pensando que lá é um país de 1º mundo, onde a Astronomia é muito difundida, isso ocorre, imagino eu, que mais de 90% da população brasileira não deve acreditar nessa teoria, seja por falta de educação ou seja por região. Nome do Arquivo: National Science Foundation Disponível em: Acesso em: 06/11/06

8 equação de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker
História do Big Bang (1927) “O dia sem ontem” Talvez os primeros que tenham falado de uma grande explosão que gerou o universo foram os filósofos da Antiga Grécia. Mais recentemente, em 1927, o Padre Católico Georges Lemaître, belgico, propôs que o universo tenha surgido de uma explosão de um corpo inicial, chamado de átomo primordial. Sua proposta era fundada por observações astronômicas de redshift (afastamento) de nebulosas distântes e da equação de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker derivada da Relatividade Geral. O padre chamou esse dia de “O dia sem ontem”. Alguns anos depois Hubble ajudou a justificar a hipótese de Lemaître, mostrando que as Galáxias estavam se distânciando. Nome do Arquivo: Lemaître Disponível em: Nome do Arquivo: Hubble (Astrônomo!) Disponível em: Acesso em: 06/11/06 equação de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker

9 História do Big Bang (1948) Alpher-Bethe-Gamow Alpha-Beta-Gamma
Em 1948, físico russo naturalizado norte-americano George Gamow, junto com o seu aluno Ralph Alpher, publicaram o artigo “The Origin of Chemical Elements”(A origem dos elementos químicos). Esse artigo ficou conhecido como Alpher-Bethe-Gamow theory. O nome do físico Hans Bethe entrou nesse artigo só para fazer uma alusão às 3 primeiras letras do alfabeto grego (Alpha-Beta-Gamma). Nesse artigo eles explicam a abundância de hidrogênio e hélio no universo, através da grande explosão mas não conseguiram explicar a formação de elementos mais pesados. Eles também previram uma radiação de fundo, proveniente da explosão e através dessa radiação calcularam que a temperatura do universo seria em torno de 5 graus acima do zero absoluto (hoje em dia sabemos que tal temperatura é 2,73º acima do zero absoluto). Nome do Arquivo: George Gamow Disponível em: Nome do Arquivo: Ralph Alpher Disponível em: Nome do Arquivo: Hans Bethe Disponível em: Acesso em: 09/11/06 Alpher-Bethe-Gamow Alpha-Beta-Gamma

10 O que ocorreu? Tudo começou a aproximadamente 14 bilhões de anos atrás em uma pequena região de poucos milímetros, algumas pessoas chamam de átomo primordial, outras de ovo cósmico, que começou a se expandir rapidamente, num período que chamamos de inflação. Existem muitas questões sobre esse período, que não cabe falar nessa palestra, mas pode ser facilmente pesquisado em revistas de divulgação. Em um milésimo de segundo, partículas subatômicas, chamadas de quarks se juntaram para formar os protons e neutrons. Essa partículas recém-nascidas começaram a se juntar e formar núcleos simples de átomos. Aqui o Universo começa a se esfriar mais devagar. Após 300 mil anos do início, eletrons começaram a juntar com os nucleos formandos os primeiros elementos simples (H, De, He e Li). A partir desse momento o espaço fica mais “limpo” de partículas livres que não deixavam a radiação escapar. Antes disso nós não conseguimos ver nada, falamos que o universo é opaco. Demoraram mais algumas centenas de milhares de anos para algumas nuvens de matérias se fragmentares e formarem as primeiras estrelas, compostas dos elementos primordiais. Com isso o universo como conhecemos começou a se formar com bilhões de galáxias e cada galáxia com bilhões de estrelas. Por volta de uns 8 bilhões de anos após a formação do universo nasce o nosso Sol. Através dessa imagem podemos devinir o que é o universo observável e porque enxergamoms até os limites dele. Agora para quem não acredita que isso realmente ocorreu vou colocar 5 argumentos que, juntos, comprovam a existência do Big Bang e a teoria usada por trás dela. Nome do Arquivo: Big bang (linha do tempo) Disponível em: Nome do Arquivo: Universo Observável Disponível em: Acesso em: 10/11/06

11 Noites Escuras Paradoxo de Olber (1823):
“Se o Universo é infinitamente antigo e grande, então há infinitas estrelas uniformemente distribuídas, de forma que, não exista um ponto no céu que não contenha uma estrela. Logo o céu inteiro seria tão brilhante quanto o Sol.” Kepler, Halley, Philippe Loys de Chéseaux em 1610 Por mais incrível que pareça, o fato das nossa noites serem escuras é uma prova de que o Universo teve um começo. E isso está relacionado com o que chamamos de paradoxo de Olber, proposto pelo Astronomo Alemão Heinrich Wilhelm Olbers em 1823: “Se o Universo é infinitamente antigo e grande, então há infinitas estrelas uniformemente distribuídas, de forma que não exista um ponto no céu que não contenha uma estrela. Logo o céu inteiro seria tão brilhante quanto o Sol.” Esse paradoxo foi discutido muito antes em 1610 por Kepler, Halley e Philippe Loys de Chéseaux, mas só foi difundido por Olber Como temos um céu escuro ao cair da noite, podemos inferir que o universo não é infinito, e por isso existiu um começo. Porém esse argumento não menciona como o universo pode ter surgido.

12 Expansão do Universo Na década de 20 hubble observando com seu telescópio provou que M31 e outras “ilhas de estrelas” estavam for a da nossa galáxia. Um tempo mais tarde, ele anunciou que galáxias distântes à nossa estava se afastando proporcionalmente à sua distância. E isso só poderia ser explicado se o universo estivesse se expandindo, como a hipótese de Lemaître previa. Mas as observações de Hubble não são suficiente para provar o Big Bang totalmente, existem mais fatos. Nome do Arquivo: Hubble e seu telescópio Disponível em: Nome do Arquivo: M31 Disponível em: Acesso em: 06/11/06

13 Radiação Cósmica de Fundo
Em 1964, os cientistas do Laboratório Bell, Arno Penzias e Robert Wilson estavam tentando detectar fontes de radiação que poderiam danificar os satélites. Seus dados, entretanto, mostravam algum ruído estranho que estava vindo de todas as direções. Inicialmente eles pensaram que o problema era a sujeira que tinha na antena, vindo de excremento de pássaros. Depois de limpar, o ruído ainda continuava, então eles pensaram que era defeito na eletrônica. Mas, felizmente, eles souberam de alguns cientistas de Princeton estavam procurando uma tal de radiação cósmica de fundo (CMB, Cosmic Microwave Backgroud) que estava espalhada por toda parte do nosso céu. Com essa descoberta além de descobrir a temperatura do Universo, por volta de 2,7 graus acima do zero absoluto, eles ganharam o Prêmio Nobel alguns anos mais tarde. Com a CMB podemos voltar por volta de 300 a 400 mil anos depois do universo ter nascido, quando a radiação começou a se espalhar. Nome do Arquivo: Arno Pensias, Robert Wilson e o seu telescópio Disponível em: Acesso em: 10/11/06

14 O que ocorreu para a radiação se espalhar?
Conforme o universo foi esfriando, à 300 mil anos atrás, as partículas que estavam soltas começaram a formar alguns átomos simples, e essa nova matéria permitu que a radiação começasse a espelhar pelo universo. Apartir desse ponto conseguimos ver o universo, antes disso falamos que o universo era opaco. Nome do Arquivo: universo esfriando Disponível em: Acesso em: 10/11/06

15 Porque Microondas? Porque Microondas?
No começo, quando a radiação conseguiu se soltar, ela não tinha o comprimento de microondas. Nessa época o universo estava por volta de uns 3000ºK, por isso o comprimento da radiação estava por volta do vermelho. Ocorreu o que chamamos de efeito Doopler, a por causa da expansão do universo o comprimento da luz foi se esticando até chegar no microondas e a temperatura chegar à 2,7K. Nome do Arquivo: efeito Doopler Disponível em: Acesso em: 10/11/06

16 Elementos Leves Impressionante como as coisas mais simples tem suma importância nas teorias e para a vida. Vimos antes que somente o fato das noites serem escuras nos mostrou que o universo teve um nascimento. Agora, a existênciaem abundância de elementos leves também influenciará na formação da Teoria do Big Bang. Para isso podemos pensar no nosso Sol. Ele fornece a maior parte da energia e calor que sustenta a biodiversidade na Terra. Se estudarmos um pouco seus elementos químicos, podemos ver que, em sua maior parte, é composto por hidrogênio, usado como combustível pela estrela. Se voltarmos bastante, podemos chegar no período que os elementos estavam se formando. Esse período foi bem rápido, mas o suficiente para transformar 25% da matéria em Hélio. Se esse período fosse tivesse sido um pouco maior que o previsto pela Teoria do Big Bang então não teríamos hidrogênio suficiente para formarmos as primeiras estrelas, e se fosse um pouco mais rápido não teríamos helio suficiente e as estrelas seria um pouco mais frias. Portanto se existisse vida, de qualquer uma das duas maneiras, seria bem diferente da que conhecemos. Nome do Arquivo: Nebulosa cabeça de cavalo Disponível em: Nome do Arquivo: Por do Sol Disponível em: Acesso em: 06/11/06

17 Evolução Estelar, da Gálaxias e de Aglomerados
Os Astronômos conseguem calcular a distância das galáxias e com isso eles podem saber a idades das galáxias. Estudando galáxias mais distântes podemos ver que elas são pequenas, irregulares, e compostas basicamente de hidrogênio. Esses dados batem com a nossa teoria que prevê que no começo da formação de galáxias só esses elementos compunham o Universo, e só mais tarde, com a morte de algumas estrelas, os elementos mais pesados foram surgindo. As galáxias espirais como a maioria hoje em dia, surgiram de colisões das galáxias primordiais, menores e iregulares, formando galáxias maiores e mais regulares. Nome do Arquivo: evolução das galáxias Disponível em: Nome do Arquivo: video de galáxias se colidindo Disponível em: Acesso em: 06/11/06

18 Hoje em dia Hoje temos dados muito mais precisos para a CMB, e principalmente mostram que a CMB não era tão igual para todos os sentidos, ou seja, isotrópica. Existe uma coisa chamada de anisotropia, o céu não é o mesmo para todos os lados que a gente observa. Essas diferenças são muito pequenas, por volta de 10-5 K, mas são realmente muito importantes. Elas não estavam previstas na Teoria inicial do Big Bang, que só provava a existência dos elementos leves. O cientista de Berkeley George Smoot e o da NASA John Mather ajustaram a teoria e mediram essas diferenças. Pela teoria deles essas diferenças de temperatura correspondem à áreas de flutuação da densidade no começo do Universo. Mais tarde, a gravidade iria fazer essas regiões ficarem mais densas e bilhões de anos depois transformá-las em aglomerado de galáxias, estrelas todos os objetos que nós vemos hoje. Por causa disso, esse ano George Smoot e John Mather ganharam o prêmio Nobel desse ano(2006). Nome do Arquivo: Evolução da precisão das fotos do CMB Disponível em: Nome do Arquivo: John Mather Disponível em: Nome do Arquivo: George Smoot Disponível em: Acesso em: 10/11/06

19 “Eu vou te contar o que está atrás do Universo Observável – muito e muito Universo Não-Observável.”
Fim Fim Nome do Arquivo: evolução das galáxias Disponível em: Nome do Arquivo: M31 Disponível em: Acesso em: 06/11/06

20 Referências http://www.universeadventure.org/
WMAP explicações fáceis COBE Nome do Arquivo: evolução das galáxias Disponível em: Nome do Arquivo: M31 Disponível em: Acesso em: 06/11/06


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