Estrutura do Universo

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Estrelas duplas (sistemas binários de estrelas);

Estrelas isoladas (exemplo: Sol);

Sistema planetário – Estrela com planetas (exemplo: Sistema Solar);

Galáxia – Conjunto de milhares de milhões de estrelas (exemplo: Via

Láctea, a nossa galáxia).

Todas as estrelas que vemos a olho nu pertencem à Via Láctea.

Daniela Pinto

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É formado por… Está organizado em…

O Universo

GALÁXIAS ESPAÇO

INTERGALÁTICO

SUPERENXAMES

ENXAMES DE

GALÁXIAS

Milhões

de galáxias

Restos de

estrelas

Poeiras

interestelares

Estrelas e

sistemas

planetários

Nebulosas

Que são conjuntos de Onde existem

Onde existem

Daniela Pinto

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A zona central da Via Láctea é visível como uma

mancha branca que atravessa o céu.

A Via Láctea é uma galáxia espiral, com a parte central

em forma de barra e braços em espiral.

O Sistema Solar situa-se num pequeno braço interior,

entre dois braços principais da galáxia.

Daniela Pinto

Nebulosas - Nuvens de gás (hidrogénio e hélio) e poeiras, que se formam no final da vida de estrelas pouco densas. São locais de formação de novas

estrelas.

Buracos negros – Astros com uma grande força gravítica, que atraem a matéria e a luz, e que resultam da morte de estrelas

muito densas.

Daniela Pinto

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Expansão do Universo

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Até ao início do século XX, pensava-se que o Universo

era estático (não se alterava) e que era eterno (durava

para sempre).

Mas, as observações astronómicas permitiram descobrir

que as estrelas nascem e morrem, e que o Universo

está em expansão (o espaço está a aumentar).

Daniela Pinto

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No início do século XX, Vesto Slipher e Edwin Hubble descobriram que:

Quase todas as galáxias se afastam umas das outras;

Quanto mais distantes estão umas das outras, mais depressa se

afastam.

Daniela Pinto

Origem do Universo: o Big Bang

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A teoria do Big Bang é a que melhor explica a expansão do Universo.

Se o Universo está em expansão, no futuro, as galáxias estarão mais

distanciadas, haverá mais espaço vazio entre elas e a densidade

do Universo será menor.

No passado, as galáxias estariam mais próximas, e a densidade e a

temperatura do Universo seriam maiores.

Daniela Pinto

Teoria do Big Bang

Estado de grande compressão e de

temperatura e densidade muito elevadas

(praticamente infinitas).

O Universo entrou em expansão, muito rápida inicialmente

(período de inflação) e mais lenta

posteriormente. 9

Daniela Pinto

Big Bang

Origina

• Tempo

• Espaço

• Energia

Universo

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Daniela Pinto

Com a expansão diminuiu a

temperatura.

Aos t = 10-5 s e a T = 1013 K forma-se o

“caldo inicial”, isto é, matéria e radiação, as

duas formas de energia do Universo, que

se interconvertem constantemente uma na

outra.( E = m c2) 11

Big Bang : Expansão → Arrefecimento

Daniela Pinto

Provas a favor da teoria do Big Bang

Universo está em expansão;

Radiação cósmica de fundo em micro-ondas;

Abundância dos elementos primordiais: H, He, Li (nucleossíntese primordial)

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Daniela Pinto

Radiação cósmica de fundo em micro-ondas

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Penzias e Wilson descobrem, acidentalmente, um “ruído rádio” provenientes de todas as direções do cosmos na gama de micro-ondas (T=2,7 K).

Esta é a radiação existente no Universo primitivo que, após os eletrões se unirem aos núcleos existentes para formar os primeiros átomos, ficou a vaguear livremente pelo espaço.

Foi libertada com elevada energia durante o Big Bang.

À medida que o Universo se expandiu, a radiação foi perdendo energia

Daniela Pinto

Origem do Universo: o Big Bang

Limitações da teoria do Big

Bang (questões sem

resposta):

Por que ocorreu o Big Bang?

Como ocorreu?

Havia algo antes do Big

Bang?

Qual o destino do Universo?

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Daniela Pinto

A Unidade Astronómica é a unidade utilizada para medir distâncias entre

os astros do Sistema Solar.

Uma Unidade Astronómica corresponde à distância média entre a Terra e o

Sol.

Distâncias entre corpos celestes

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Daniela Pinto

1 UA ≅ 150 milhões de km = 1,5x108 km.

Um ano – luz é a distância que a luz consegue percorrer num ano.

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Daniela Pinto

1 minuto = 60 segundos

1 hora = 60 minutos

1 hora = 60 x 60 = 3 600 segundos

1 dia = 24 x 3600 = 86 400 segundos

1 Ano = 86 400 x 365 = 31 536 000 segundos

Velocidade da luz no vácuo (c) = 3 x 108 m/s

𝑑 = 𝑐 𝑥 ∆𝑡 = 3 𝑥 108𝑥 31 536 000

= 9,47 𝑥 1015𝑚

Estas unidades, embora não fazendo parte do conjunto de unidades do SI,

podem ser relacionadas com o metro.

Unidade Astronómica /UA Ano-Luz/a. l. Parsec/pc metro /m

1,00 1,60x10-5 4,90x10-6 1,50x10 11

6,31x104 1,00 0,31 9,47x1015

2,06x105 3,26 1,00 3,09x1016

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Daniela Pinto

Centauro é a estrela mais próxima da Terra localizada a 4,2 anos-luz de

nós. Determine a que distância, em metros, se encontra da Terra.

Exercício

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Daniela Pinto

1 ano = 60 x 60 x 24 x 365 = 31 536 000 s

c (velocidade da luz) = 3 x 108 m/s

Distância percorrida num ano = 31 536 000 x 3 x 108 = 9,47x1015 m

Em 4,2 anos-luz percorre:

d = 9,47x1015x 4,2 = 3,98x1016 m

Escala Celsius

1742 - Físico e

astronomo sueco Anders Celsius

Adotou para o

ponto de fusão de

gelo o valor 0 (zero)

Para o ponto de ebulição

da água o valor 100

(cem)

Dividiu o intervalo

obtido entre os pontos fixos em

cem partes iguais (cada

parte corresponde

a uma unidade da

escala)

Cada unidade é um grau Celsius,

cujo símbolo é

o °C.

Escalas Termométricas

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Daniela Pinto

Escala Kelvin – escala da temperatura absoluta

Kelvin verificou, experimentalmente, que a pressão de um gás diminuía 1/273 do valor inicial, quando

arrefecido a volume constante de 0 °C

para – 1 °C.

Como a pressão do gás está relacionada

com o choque de suas partículas com

as paredes do recipiente, quando a pressão fosse nula,

as moléculas estariam em

repouso, a agitação térmica seria nula e a sua temperatura

também.

Conclui-se, então, que isso aconteceria se

transformássemos o gás até

–273°C.

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Daniela Pinto

Escala Kelvin – escala da temperatura absoluta

O ponto de fusão do gelo, corresponde a 273,15 K.

O ponto de ebulição da água, corresponde a 373,15 K.

A temperatura de –273,15 C considera-se o zero absoluto, 0 K.

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𝑻(𝑲) = 𝑻(℃) + 𝟐𝟕𝟑, 𝟏𝟓

Daniela Pinto