Ronaldo E. De Souza Depto. Astronomia, IAG/USP. Como podemos ter uma percepção das distâncias astronômicas em termos da nossa experiência diária? Unidade.

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1 Ronaldo E. De Souza Depto. Astronomia, IAG/USP

2 Como podemos ter uma percepção das distâncias astronômicas em termos da nossa experiência diária? Unidade astronômica !? Ano-luz !? Parsec !? Mega Parsec !?

3 A unidade astronômia (UA) representa a distância média da Terra ao Sol em sua órbita anual e é a base de medida de todas as distâncias astronômicas. 1 UA = 149 597 800 km 1UA = 499 segundos-luz = 8.3 minutos-luz = 8.3 minutos-luz C = velocidade da luz = 300 000 km/s = 300 000 km/s

4 Plutão está a uma distância igual a 5 horas-luz do Sol.

5 A paralaxe é a variação aparente na posição dos objetos próximos devido ao nosso movimento anual em torno do Sol. 1 parsec é a distância em que uma estrela deve se encontrar para que a sua posição aparente varie de 1 segundo de arco durante 1 ano. 1 segundo de arco=1/3600 grau corresponde ao ângulo sob o qual vemos um objeto de 1 cm de dimensão a uma distância de 2 kilômetros. 1 parsec= 206 264 UA = 3.3 anos-luz = 3.3 anos-luz

6 As medidas de paralaxe indicam que existem pouco mais de duas dezenas de estrelas dentro de uma distância de 3 parsecs, cerca de 10 anos-luz, na vizinhança solar.

7 Quanto mais distante o objeto menor é o fluxo luminoso que medimos, e este efeito pode ser utilizado para aferir as distâncias das estrelas.

8 O censo das estrelas da nossa galáxia, a via-láctea, mostra que esta é um sistema estelar similar a tantas outras galáxias espirais. O Sol se encontra afastado da região central a cerca de 10 kpc do centro, ou cerca de 30 000 anos luz.

9 A nossa Galáxia é uma entre tantas outras galáxias espirais que existem no Universo. Nestas escalas superiores a alguns megaparsecs, ou milhões de anos-luz, é que se manifestam os fenômenos cosmológicos.

10 As galáxias mais distantes que podemos observar indicam que a estrutura do Universo é bastante homogênea em grandes escalas. Este fato é um dos fundamentos do princípio cosmológico segundo o qual o Universo deve ter as mesmas propriedades quando examinado por diferentes observadores.

11 A radiação é uma onda eletromagnética que pode ser decomposta em seus diversos comprimentos de onda.

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14 Os elétrons que pertencem a um elemento químico qualquer, mudam freqüentemente de nível de energia gerando as linhas atômicas que podem ser observadas. Estas linhas se organizam em séries espectrais, que identificam a presença do elemento químico correspondente.

15 As linhas espectrais originadas dos elementos químicos observados nas galáxias se encontram deslocadas para o vermelho, em relação ao padrão que observamos em laboratório. Este é o fenômeno do redshift.

16 Inicialmente o redshift foi atribuído ao efeito Doppler, esperado para um corpo em movimento. Atualmente sabe-se que a origem deste efeito se deve a que o Universo está se expandindo, e as galáxias estão se afastando de nós. Em conseqüência, as linhas espectrais estão deslocadas para o vermelho, dando origem ao fenômeno do redshift cosmológico.

17 Quanto mais distante se encontra a galáxia tanto maior é a sua velocidade de recessão. Este fato, constatado por Edwin Hubble nos anos de 1920, se constitui na lei de Hubble.

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19 A lei de Hubble indica que todo o nosso Universo se originou a partir de uma grande expansão inicial, o Big- Bang, ocorrida a cerca de 10 bilhões de anos atrás.

20 A teoria do Big-Bang é o paradigma da cosmologia atual. Nesta concepção o espaço, tempo, energia e matéria se originaram neste evento inicial. O ponto central da Cosmologia consiste em testar e entender, utilizando as teorias físicas existentes, como as propriedades do Universo observado se desenvolveram.

21 Como surgiram as galáxias? Como surgiram as galáxias? Como surgiram os elementos químicos? Como surgiram os elementos químicos? O Universo vai se expandir para sempre? O Universo vai se expandir para sempre? Quais são os principais constituintes do Universo? Quais são os principais constituintes do Universo? Qual o papel da radiação no processo de expansão? Qual o papel da radiação no processo de expansão? Qual a natureza da matéria escura? Qual a natureza da matéria escura? Qual a natureza da energia escura? Qual a natureza da energia escura?

22 Segundo a teoria da relatividade geral, proposta por Albert Einstein, a gravitação afeta as propriedades do espaço. Este efeito pode ser facilmente observado no caso do Sol e é fundamental para entender a expansão cosmológica.

23 Pela teoria da relatividade geral existem três possíveis modelos para explicar o Universo: 1. fechado ou de curvatura positiva 1. fechado ou de curvatura positiva 2. plano ou de curvatura nula 2. plano ou de curvatura nula 3. aberto ou de curvatura negativa 3. aberto ou de curvatura negativa

24 A velocidade de escape na superfície da Terra é igual a 11,9 km/s. Superfície da terra V<V esc V=V esc V>V esc V = 0V > 0

25 Se a atual taxa de expansão do Universo for insuficiente para compensar a atração gravitacional o Universo deve, no futuro, sofrer um colapso (modelo fechado). Caso a velocidade de expansão atual seja muito elevada o Universo se expande para sempre e a velocidade final de expansão é diferente de zero (modelo aberto). No caso plano o Universo se expande para sempre mas a velocidade final de expansão é nula.

26 Segundo a teoria da relatividade geral as galáxias se afastam uma das outras porque o espaço está sofrendo uma expansão. Esta expansão força as galáxias a acompanharem este movimento criando assim o fenômeno de expansão que observamos na lei de Hubble.

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