O Universo

A observação do céu e o começo da Astronomia

• O céu sempre foi motivo de fascínio e interesse para o ser humano. Desde as primeiras civilizações, o ser humano teria observado o céu, admirando a passagem do Sol, da Lua, das estrelas, dos planetas e de outros astros e acontecimentos celestes.

A observação do céu e o começo da Astronomia

Stonehenge é um monumento de pedras de aproximadamente 4.000 anos, localizado no Sul da Inglaterra. A posição das pedras sugere que seus construtores já conheciam e podiam prever o início das estações do ano

Sítio megalítico (“pedras grandes”) de Callanish, na Escócia. Alinhamentos e círculos serviam como marcos indicadores de importantes pontos do horizonte, como as posições do nascer e pôr do Sol e da Lua, ao longo do ano.

Observando o céu

• As primeiras observações que o ser humano fez do céu foram feitas a olho nu, pois ainda não existiam telescópios

• O que será que era observado?

Constelações

Constelações• Conjunto de estrelas;

• Orientação e localização para navegação

• Movimento da Terra em torno do Sol permite que algumas constelações sejam visíveis

Observando as estrelas no céu

• Na Antiguidade, os primeiros povos tinham a impressão de que as estrelas parecem estar todas à mesma distância da Terra e próximas umas das outras.

• Hoje, usando instrumentos de observação, sabemos que isso não é verdade. Veremos alguns exemplos no final.

Observando o espaço

A caminho do espaço

• Usando a imaginação, os povos antigos relacionaram os agrupamentos de estrelas com algumas figuras para facilitar a identificação desses grupos no céu. Animais (urso, lince, baleia, lobo, corvo), objetos (cruz, balança, taça, lira) e seus heróis da mitologia (centauro, dragão, pégaso, Hércules) passaram a dar nome às constelações.

Observando as estrelas no céu

Constelações

Constelações e mitologias

• Conhecendo as constelações e o nome delas, ficava mais fácil navegar, pois a orientação nos mares era feita pelas estrelas.

• Além disso, era possível definir as estações do ano e fazer calendários.

• Em cada época do ano, com o movimento da Terra em torno do Sol, algumas constelações ficam visíveis.

• Os astrônomos dividem o céu em 88 constelações.

Então é por isso que são 88 armaduras entre os Cavaleiros de

Atena?(Cavaleiros do Zodíaco)

Astronomia ou Astrologia: qual a diferença entre elas?

Astronomia x Astrologia• Astronomia é a ciência que estuda corpos celestes e fenômenos que se originam fora da atmosfera da Terra.

• Astrologia não é uma ciência. Ela procura explicar a influência dos astros celestes sobre os indivíduos. A astrologia não usa o método científico, é imprecisa, muito genérica e não se atualiza.

Astronomia x Astrologia

Adivinhe o signo

“Você tem uma necessidade de ser querido e admirado por outros, e mesmo assim você faz críticas a si mesmo. Você possui certas fraquezas de personalidade mas, no geral, consegue compensá-las. Você tem uma capacidade não utilizada que ainda não a tomou em seu favor. Disciplinado e com auto-controle, você tende a se preocupar e ser inseguro por dentro. Às vezes tem dúvidas se tomou a decisão certa ou se fez a coisa certa. Você prefere certas mudanças e variedade, e fica insatisfeito com restrições e limitações. Você tem orgulho por ser um pensador independente, e não aceita as opiniões dos outros sem uma comprovação satisfatória. Mas você descobriu que é melhor não ser tão franco ao falar de si para os outros. Você é extrovertido e sociável, mas há momentos em que você é introvertido e reservado. Por fim, algumas de suas aspirações tendem a fugir da realidade.” (Teste de Bertrand Forer, 1948)

Astronomia• Os registros astronômicos mais antigos apareceram entre os chineses,

babilônios, assírios e egípcios e datam de, aproximadamente, 3.000 a.C. No começo, os astros eram estudados mais por motivação mística, já que esses povos acreditavam que os corpos celestes tinham influência sobre a vida na Terra (Astrologia).

• Com o tempo, passaram a se estabelecer relações matemáticas para analisar as variações observadas nos movimentos da Lua e dos planetas, permitindo a contagem do tempo a partir de ciclos que se repetiam no céu, montando-se calendários, prevendo-se a melhor época de plantio e colheita, etc.

• Nas Américas, os quéchuas (do império Inca), os maias e os astecas também desenvolveram calendários e diversos monumentos foram construídos de acordo com os alinhamentos astronômicos.

Modelos geocêntrico e heliocêntrico

• Os gregos desenvolveram a Astronomia e procuraram explicar os fenômenos naturais pela própria natureza. Observando que muitos astros mudavam de posição, vários modelos foram elaborados para descrever seus movimentos, entre eles os modelos geocêntrico e heliocêntrico.

• Um modelo é a representação de uma ideia ou um sistema, cuja finalidade é explicá-los, para facilitar sua compreensão.

Modelos geocêntrico e heliocêntrico• Modelo Geocêntrico: proposto pelo filósofo grego Aristóteles (384-322 a.C.), que imaginava a Terra como centro do Universo e os corpos celestes girando ao seu redor. Essa ideia do geocentrismo permaneceu até o século XV e também era defendida por Ptolomeu (87-151 d.C.)

• Modelo Heliocêntrico: neste modelo, o Sol passa a ser considerado o centro do Universo, com os astros girando ao seu redor. Aristarco de Samos (310-230 a.C.) foi quem primeiro defendeu essa ideia, e séculos depois, Nicolau Copérnico (1473-1543), entre outros, retomou a mesma ideia. Outro cientista que defendeu essa ideia foi Galileu Galilei (1564-1642)

Nicolau Copérnico (1473-1543)

Galileu Galilei (1564-1642)

Museu Galileo, em Florença, na Itália. Alguns instrumentos de observação dos astros de Galileu.

Conceitos básicos em Astronomia• Universo: é tudo que existe no espaço e no tempo e todas as formas de

matéria, incluindo todos os planetas, estrelas, galáxias, os componentes do espaço intergaláctico, as partículas subatômicas e a energia. É o mesmo que cosmo.

• Galáxia: são formadas por estrelas e nebulosas. Uma galáxia pode conter milhões ou bilhões de estrelas e possui formas variadas. A nossa galáxia é a Via Láctea e é formada por centenas de bilhões de estrelas e nebulosas.

• Nebulosa: é uma nuvem de gases e poeira estelar que representam a maior parte do Universo.

• Estrela: são corpos celestes que emitem calor e têm luz própria por causa das altíssimas temperaturas em seu interior. Constelação é um grupo de estrelas ligadas por linhas imaginárias que formam um desenho.

• Planeta: Astro que gira ao redor de uma estrela e são iluminados por ela, ou seja, não possuem luz própria

Universo: conjunto de galáxias

As Galáxias• Enorme aglomerado

de estrelas, nuvem de gás, poeiras e outros corpos;

• Nosso sistema solar está inserido na Via Láctea;

• Via Láctea: extensão de120 mil anos-luz e 500 bilhões de estrelas

Via Láctea: nossa galáxia

Galáxia M31 (Andrômeda)(acreditava-se que era uma nebulosa)

As estrelas

• Formam-se através de nebulosas;

• São diferentes dos planetas pois produzem sua própria luz e calor;

• O que vemos é a luz emitida pela estrela;

Supernova: explosão de uma estrela que apaga por um instante uma galáxia inteira e irradia tanta energia quanto se espera que uma estrela emita por toda sua vida.

As estrelas

• Quando olhamos para uma estrela, o que vemos é o passado dela.

• O Sol e as outras estrelas emitem luz. Quando observamos uma estrela, o que captamos é a luz emitida por ela no espaço. Mas a luz demora um certo tempo para ir de um ponto ao outro: ela não se propaga instantaneamente.

• A luz é uma forma de energia que viaja com a incrível velocidade de 300 mil quilômetros por segundo! Mas, como as distâncias entre os corpos celestes são enormes, pode demorar muito para que a luz de uma estrela chegue até nós.

O ano-luz: medida de distância no Universo

• É a distância percorrida pela luz em um ano, no espaço.

• Como a luz tem a velocidade de 300 mil quilômetros por segundo, em um ano, a luz percorre cerca de 10 trilhões de quilômetros ou

As estrelas

As estrelas

• Formam-se através de nebulosas;

• São diferentes dos planetas pois produzem sua própria luz e calor;

• O que vemos é a luz emitida pela estrela;

Fissão e fusão nuclear: emissão de energia luminosa pela estrela

Átomos de Hidrogênio (H) e Hélio (He) no núcleo da estrela

Esses átomos se chocam, se dividem (fissão) e se fundem (fusão), emitindo grande quantidade de luz

Fissão e fusão nuclear: emissão de energia luminosa pela estrela

Conceitos básicos em Astronomia

Conceitos básicos em Astronomia

Meteoro de Pégaso!!!

• Céu: também chamado de abóboda celeste, é a pequena parte do Universo vista da Terra, onde podemos identificar o Sol e a Lua, as estrelas e outros astros. A palavra firmamento também é usada como sinônimo de céu; ela descreve como os antigos imaginavam os astros: fixos ou “firmados” no céu.

Conceitos básicos em Astronomia

Observação do céu noturno

• Planeta-anão: corpo celeste de forma aproximadamente esférica que giram ao redor do Sol e em cuja trajetória há outros astros com tamanhos parecidos. Até junho de 2010 eram conhecidos cinco planetas-anões: Ceres, Plutão, Éris, Makemake e Haumea.

• Satélites naturais: corpos celestes que giram ao redor de outro maior que eles. O satélite da Terra é a Lua.

Conceitos básicos em Astronomia

A origem do Universo

• Como será que se formou o Universo?

A origem do Universo

• Existem várias explicações sobre a origem do Universo, entre elas explicações mitológicas, religiosas e as científicas. Como estamos em uma aula de Ciências, trataremos aqui da visão científica, ou seja, de como os cientistas procuram explicar os fenômenos que observam no Universo.

• A teoria científica mais aceita atualmente é a do Big Bang (“grande explosão”). Essa teoria foi proposta em 1948, por George Gamow (1904-1968), cientista ucraniano naturalizado estadunidense.

A Teoria do Big Bang• Há cerca de 15 bilhões de anos, houve um momento em que tudo o

que existe no Universo estava concentrado num minúsculo ponto.

• Então esse “Universo” começou a se expandir.

• Uma expansão do espaço em toda parte, para todas as direções e ao mesmo tempo.

• Após milhões de anos, uma nuvem de gases se formou.

• E, há aproximadamente 13 bilhões de anos, formaram-se aglomerações de corpos celestes, chamadas galáxias.

Formação do Sistema Solar

A origem do Sistema Solar

• Surgimento a 4,6 bilhões de anos atrás a partir de uma nuvem de poeira, gás e partículas;

• Força gravitacional provoca o choque e fusão das partículas;

• Formação do Sol ao centro e de planetas e seus satélites ao redor.

Origem e evolução do Sistema Solar.

nuvem de poeira e gás

núcleo da matéria

formação dasórbitas dos planetas

Sol

A formação do Sistema Solar

O Sistema Solar

• Formado há cerca de 4,6 bilhões de anos

• Composto por uma estrela (Sol), oito planetas e mais de uma centena de luas ou satélites naturais e por milhões de astros menores. Todos giram em órbitas ao redor da estrela, o Sol.

O Sistema Solar

Os 8 planetas do Sistema Solar

Sol• Massa 333 mil vezes

maior do que a da Terra;• Emissão de luz devido

as transformações que ocorrem em seu núcleo, onde a temperatura pode chegar a 15 milhões de graus Celsius;

• Superfície com temperatura de 5,5 milhões de graus Celsius.

Movimentos dos planetas

• Movimento de translação – movimento realizado pelo planeta ao redor do Sol. No caso da Terra, esse movimento dura 365 dias e determina as estações do ano.

• Movimento de rotação – movimento realizado pelos planetas ao redor do seu próprio eixo, como se fossem piões. No caso da Terra, esse movimento determina o dia e a noite e dura 24 horas.

Movimento de translação da Terra e as estações do ano

Estações do ano no Hemisfério Sul

Estações do ano no Hemisfério Norte

As estações do ano

A quantidade de luz que chega à Terra não é a mesma em todos os pontos de sua superfície.

Por causa de sua inclinação, cada hemisfério do globo terrestre fica, alternadamente, mais exposto ao Sol durante uma parte do ano.

As estações do ano dependem das diferenças na incidência da luz sobre a Terra.

Hemisfério Norte

Hemisfério Norte

Hemisfério Sul

Hemisfério Sul

Equinócio

Solstício

Distribuição dos raios solares no solstício

As setas amarelas representam os raios solares que incidem na linha do Equador. As setas azuis correspondem aos raios solares que chegam oblíquos e incidem em uma área mais ampla. Eles atravessam uma espessura da atmosfera maior, portanto, aquecem menos: esse é o solstício de inverno. Ao contrário, no solstício de verão, os raios solares (setas vermelhas) chegam de forma perpendicular e se concentram e áreas menores da Terra, portanto, aquecem mais.

Primavera nohemisfério norte.Outono nohemisfério sul.

Inverno nohemisfério norte.Verão nohemisfério sul.

Verão nohemisfério norte.Inverno nohemisfério sul.

Outono nohemisfério norte.Primavera nohemisfério sul.

As estações do ano

Os dias e as noites não têm a mesma duração ao longo do ano por causa da inclinação de 23,5 graus do eixo da Terra em relação ao plano da órbita.

Os dias tendem a ser mais longos (e as noites mais curtas) nas regiões mais ao norte do equador do que nas regiões mais ao sul.

Os dias tenderão a ser mais longos (e as noites mais curtas) nas regiões mais ao sul do equador do que nas regiões mais ao norte.

Inverno nohemisfério norte.

Verão nohemisfério sul.

Verão nohemisfério norte.Inverno nohemisfério sul.

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As estações do ano

Movimento de rotação da Terra e os dias e noites

Tipos de planetas

• Interiores ou rochosos, são aqueles mais próximos do Sol e formados principalmente por matéria sólida;

• Exteriores ou gasosos, mais afastados do Sol e possuem muito mais matéria gasosa do que sólida.

Mercurio

• É o planeta mais próximo do Sol;

• Menor em tamanho;• Muita variação em

temperatura (400 graus Celsius de dia e -200 graus Celsius a noite;

Vênus

• Pouco menor do que a Terra;

• Temperatura de superfície mais alta entre todos os planetas, 464 graus Celsius;

• Sem água.

Terra

• Terceiro planeta mais próximo do Sol;

• Maior entre os planetas rochosos;

• Temperatura média na superfície é de 15 graus Celsius;

• É o planeta em que vivemos.

Marte

• Temperatura superficial varia de 25 graus Celsius a -120 graus Celsius;

• Sem água em forma liquida, porem em seus pólos encontra-se água em forma sólida (congelada).

Júpiter

• Maior que todos os outros planetas do Sistema Solar juntos;

• Temperatura superficial é de -110 graus Celsius;

• Apresenta ao redor um fino anel de partículas de poeira.

Saturno

• Segundo maior planeta do Sistema Solar;

• Famoso por seus anéis, formados por rochas e pedaços de gelo que giram ao seus redor;

• Temperatura média de superfície é de -180 graus Celsius.

Urano

• Apresenta anéis mais finos e escuros;

• Temperatura média é de -210 graus Celsius;

• Pequeno núcleo rochoso rodeado por uma mistura de água e amônia.

Netuno

• Semelhante a Urano, pois também possui um pequeno núcleo rochoso;

• Ao redor de seu núcleo apresenta um oceano de água

Alguns planetas do Sistema Solar são muito quentes, outros não têm água. Mas será que no meio de bilhões de estrelas não há outro sistema planetário com vida?

Os cientistas acreditam que sim. Talvez seja uma forma de vida semelhante a bactérias, e não vida inteligente.Até agora, porém, nada foi encontrado.

Existe vida em outros planetas?

Robô Opportunity, usado para analisar e fotografar a superfície de Marte.

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A Terra e seu satélite

Lua cheia à noite..

• E os eclipses: em que condições eles ocorrem?

A Lua

• Diâmetro: 3 476 km

• Não tem atmosfera, nem água, nem vida

• Parte interna completamente solidificada

• Em sua superfície existem muitas crateras

Movimento de revolução: a Lua dá uma volta completa ao redor da Terra em aproximadamente 27 dias e 8 horas, a mesma duração do seu movimento de rotação.

Em 1969, dois dos tripulantes da nave Apollo 11 andaram no solo lunar. Nessa missão foram colhidas amostras do solo lunar para análise.

O astronauta Neil Armstrong foi o primeiro ser humano a pisar na Lua.

O ser humano no espaço

As fases da Lua

Vista aqui da Terra, a Lua apresenta diversos aspectos no decorrer de seu trajeto.

A Lua não tem luz própria e a iluminação que ela recebe do Sol varia à medida que percorre sua órbita.

O ciclo das fases da Lua é dividido em quatro em função do tamanho da área que aparece iluminada para nós: lua nova, quarto crescente, lua cheia e quarto minguante.

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Sol

lua nova

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quarto crescente

As fases da Lua

Os eclipses

Eclipse solar: a Lua, o Sol e a Terra se encontram sobre a mesma reta e a Lua passa entre o Sol e a Terra.

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deslocamento da sombra da Lua sobrea Terra (regiões onde ocorre eclipse total)

regiões onde ocorre eclipse parcial

Sol

O eclipse só acontece de vez em quando porque o plano da órbita lunar é inclinado em relação ao plano da órbita da Terra.

Se as duas órbitas estivessem no mesmo plano, teríamos um eclipse solar por mês!

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órbita da Terra

Terra

órbita da Lua

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Eclipse solar

Eclipse lunar: a Terra fica exatamente entre o Sol e a Lua.

Os eclipses lunares ocorrem sempre na fase de lua cheia, porque é nessa ocasião que a Terra está entre o Sol e a Lua.

A sombra da Terra é projetada sobre a Lua, fazendo-a sumir total ou parcialmente.

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