Por que a noite é escura!?

Por Mariana Padoan

Por que a noite é escura!?

Pra começar...

• Natureza da pergunta:

ela pode parecer estranha...

e a resposta bastante óbvia.

O Sol se pôs, mas outros “sóis” brilham

no céu.

Maiores... menores

Grandes bolas de gás

Importância do Sol: proximidade

Com atmosfera Sem atmosfera

Thomas Digges

• Astrônomo inglês, grande divulgador científico

• Charada antiga

• 1º registro – 1576

• Apêndice no livro do pai • Estrelas distantes – muito fracas

Universo infinito

Thomas Digges

• Resposta parece boa, mas...

• Nós “sabemos” como é o universo, mas ele não sabia

• Estrelas – tão brilhantes quanto o Sol

Universo infinito

• O que acontece com a luz?

Johannes Kepler

• Astrônomo, matemático e astrólogo alemão

•Contemporâneo do Digges

• Universo Infinito – Sol perde importância

• Paredão escuro – limites do Universo

Edmond Halley

• Astrônomo, físico, geofísico, matemático e meteorologista inglês.

• Previu a volta do cometa

• 1721, mais de um século depois: conciliou infinito e noite escura Edmond Halley por Thomas

Murray

Edmond Halley

•Contas erradas – luz distante não contribui

• Apoiou Digges

Edmond Halley por Thomas Murray

Jean-Philipe Loys de Cheseaux

• Astrônomo suíço

•20 anos depois – apêndice em livro sobre cometa

• Reconhece a contribuição das estrelas distantes

• Cascas esféricas:

Perto – brilho individual maior;

Longe – mais estrelas;

Como resolver esse problema?

• Universo opaco

Heinrich Wilhelm Olbers

• Usou a mesma resposta

•1823 – artigo discutindo o problema entre teoria e observação – leva seu nome

• Passou despercebido

Heinrich Wilhelm Olbers

• Calculou a contribuição das estrelas distantes

• Estrelas se tornam visíveis como nossos átomos

• Andrômeda – 2,2 milhões de anos-luz

Os dois estavam errados

• Depois de absorver muita luz, o material interestelar começaria a brilhar

• Lâmpada

Do Digges até o Olbers

• Passaram quase 300 anos sem uma resposta certa

• Quem quebrou o ciclo é mais interessante que a resposta...

... porque não foi um astrônomo.

Edgard Allan Poe

• Poeta norte-americano famoso por sua escrita sombria

• Em 1848 – seu ensaio “Eureka” resolve a questão pela primeira vez

Eureka

“Se a sucessão de estrelas for interminável, então o plano de fundo do céu se apresentaria com uma luminosidade uniforme, (...) já que não haveria absolutamente nenhum ponto em todo esse plano em que não existisse uma estrela. Então, a única maneira de entender os espaços escuros (...) seria supor que a distância do plano de fundo invisível seja tão imensa que nenhum raio de luz pode chegar até nós ainda.”

Edgard Allan Poe

• Curiosidade: Poe declarou que depois de “Eureka” sua vida não fazia mais sentido, já que não poderia realizar nada melhor.

Johan Heinrich von Mädler

• Poe cita o astrônomo alemão em “Eureka”

• Em 1861 (13 anos depois) ele publica uma resposta similar à de Poe

• Passou despercebido

Implicações importantes da primeira resposta do Paradoxo:

• Luz tem uma velocidade finita

• O universo não é infinitamente velho

•

Distância máxima

Importante!

• O conhecimento que temos hoje sobre o Universo é muito diferente do que se pensava até 1925

• Descoberta das galáxias

• Início da evolução estelar

• Não se sabia o tamanho do universo ou sua idade

• Plutão não havia sido descoberto

Lord Kelvin

• Em 1901 publicou uma versão quantificada da resposta

• Enxergar centenas de trilhões de anos-luz

• O universo deve ser mais jovem que isso

Lord Kelvin

• Tempo de viagem da luz é muito maior que a vida das estrelas

Poe, Mädler e Kelvin

• Perceberam que vemos o Universo como ele era, não como ele é.

• Observar que a luz tem uma velocidade finita foi crucial.

• A questão trás implicações importantes para a cosmologia – 1950 e a popularização do Paradoxo

Universo Estacionário de Hermann Bondi

• Bondi populariza a discussão – Paradoxo de Olbers

• Não satisfeito com o Big Bang

• O Universo poderia ser infinito e escuro - Expansão

Expansão do Universo

Efeito Doppler

• Ambulância

http://www.youtube.com/watch?v=imoxDcn2Sgo&NR=1

• Luz é uma onda – perde energia

Edward Harrison

• Descobriu a resposta do Poe

•1964 – calculou a energia necessária para iluminar o universo

• É 10 trilhões de vezes mais do que existe

Conclusão:

• O universo não é infinitamente velho

• Ele está expandindo

• As estrelas não são eternas

• Falta energia

Mas... O céu não é escuro!

O céu não é escuro!

• Arnold Penzias e Robert Wilson :

Radiação cósmica de fundo – resquícios do Big Bang

• Preenche todo o espaço

O céu não é escuro!

• Cores do gráfico – variação de temperatura

O céu não é escuro!

• Idade do universo – 13,7 bilhões de anos

• Composição do universo – 4% matéria bariônica

22% matéria escura

74% energia escura

FIMMuito Obrigada!

Créditos

Imagens:

Fundo azul bem bonito

http://stripped.mondo-exotica.net/wp-content/uploads/2007/06/azul.jpg

Van Gogh

http://sunsite.utk.edu/FINS/Knowledge_Organization/gogh-1.jpg

Sol

http://www.astro.iag.usp.br/~maciel/teaching/artigos/sol2.jpg

Muitas estrelas

http://www.portaldoastronomo.org/images/npod/nuclio_npod_1060342520_4600008.jpg

Céu noturno azul

http://brasilescola.com/imagens/geografia/estrelas.jpg

Aldebaran x Sol

http://www.if.ufrgs.br/oei/stars/types_st/aldebaran.gif

Thomas Digges map

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3e/ThomasDiggesmap.JPG

Andrômeda

http://apod.nasa.gov/apod/image/0210/Andromeda_gendler_s60.jpg

Edmund Halley

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/7/77/Edmund_Halley.gif

Cheseaux

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7b/Jean_Phillippe_Loys_de_Cheseaux.jpg

Lâmpada

http://webac.ci.uminho.pt/nefum/enef06/Imagens/Lampada.jpg

Edgard Allan Poe

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/27/Edgar_Allan_Poe_2.jpg

Eureka

http://tecalibri.altervista.org/P/I/POE_eureka0.gif

Madler

http://www.librodearena.com/myfiles/galatea/471px-Johann_Heinrich_von_M%C3%A4dler.jpg

Kelvin

http://www.physics.gla.ac.uk/Physics3/Kelvin_online/Kelvin_1900.gif

big bang gold bondi

http://www.aip.org/history/cosmology/ideas/images-ideas/bigbang-gold-bondi.jpg

exp universe

http://www.dkimages.com/discover/previews/889/20018023.JPG

harrison

http://www.blackwellpublishing.com/products/journals/aag/AAG_April07/figs/aag_48239_f1.gif

Texto

Trechos retirados e adaptados de “Wondering in the dark” (revista Sky&Telescope de dezembro de 2001 ed. 102)

http://www.librodearena.com/galatea/post/2007/09/09/apor-la-noche-es-oscura-

http://www.ifi.unicamp.br/~ghtc/Universo/pag162.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Doppler_effect

http://en.wikipedia.org/wiki/Hermann_Bondi#Theoretical_work

http://en.wikipedia.org/wiki/Wma