COSMOLOGIA Ednilson Oliveira. COSMOLOGIA n O que é Cosmologia ?

COSMOLOGIACOSMOLOGIA

Ednilson OliveiraEdnilson Oliveira


O que é O que é Cosmologia ?Cosmologia ?

COSMOLOGIACOSMOLOGIA CosmologiaCosmologia é o estudo em larga escala é o estudo em larga escala

do do UniversoUniverso, sua formação e evolução., sua formação e evolução. Para enterdemos isso devemos Para enterdemos isso devemos

entender como é o Universo e seus entender como é o Universo e seus contituintes.contituintes.

O Universo foi modificando conforme a O Universo foi modificando conforme a evolução das Filosofias e das Ciências.evolução das Filosofias e das Ciências.


A evolução do conceito de Universo! Os primeiros modelos cosmológicos científicos Os primeiros modelos cosmológicos científicos

podem ser encontrados em obras de filósofos podem ser encontrados em obras de filósofos como como PitágorasPitágoras de Samos (séc. VI a.C) e de Samos (séc. VI a.C) e PlatãoPlatão (séc. IV a.C.). Ambos acreditavam que o (séc. IV a.C.). Ambos acreditavam que o Universo era composto por Universo era composto por duas esferas: uma : uma esfera terrestre, sobre a qual viviam os homens, , sobre a qual viviam os homens, e uma e uma esfera celeste, na qual estavam coladas , na qual estavam coladas as estrelas.as estrelas.

Os Os planetasplanetas eram corpos errantes que vagavam eram corpos errantes que vagavam entre as duas esferas.entre as duas esferas.

COSMOLOGIACOSMOLOGIA Eudóxo (séc. IV a.C.), propôs um modelo de (séc. IV a.C.), propôs um modelo de esferas esferas

concêntricasconcêntricas, cada uma para um planeta, com a Terra , cada uma para um planeta, com a Terra ocupando a esfera central e as estrelas pressas à efera mais ocupando a esfera central e as estrelas pressas à efera mais externa. Este modelo foi incorporado à obra de Aristóteles.externa. Este modelo foi incorporado à obra de Aristóteles.

Aristóteles de Estagira (séc. IV a.C.), No Universo aristotélico de Estagira (séc. IV a.C.), No Universo aristotélico os planetas moviam-se ligados a esferas transparentes os planetas moviam-se ligados a esferas transparentes concêntricas, numa ordem bem definida; a Terra era composta concêntricas, numa ordem bem definida; a Terra era composta por quatro elementos básicos: água, ar, terra e fogo, e os por quatro elementos básicos: água, ar, terra e fogo, e os corpos celestes por um quinto elemento, o éter. Afirmava que corpos celestes por um quinto elemento, o éter. Afirmava que o Universo era esférico e finito. Estas idéias permaneceram o Universo era esférico e finito. Estas idéias permaneceram por muito tempo. por muito tempo.

Demócrito (séc. IV a.C.), Acreditava ser a Via-Láctea um (séc. IV a.C.), Acreditava ser a Via-Láctea um conjunto muito grande de estrelas.conjunto muito grande de estrelas.

COSMOLOGIACOSMOLOGIA Aristarco de Samos (310-230 a.C.) já acreditava que a Terra se de Samos (310-230 a.C.) já acreditava que a Terra se

movia em volta do Sol, e já estudava o tamanho e distância do movia em volta do Sol, e já estudava o tamanho e distância do Sol e da Lua.Sol e da Lua.

Eratóstenes de Cirênia (276-194 a.C.), bibliotecário e diretor da de Cirênia (276-194 a.C.), bibliotecário e diretor da Biblioteca Alexandrina, foi o primeiro a medir o diâmetro da Biblioteca Alexandrina, foi o primeiro a medir o diâmetro da Terra, usando método de triangulação entre Siena e Alexandria.Terra, usando método de triangulação entre Siena e Alexandria.

COSMOLOGIACOSMOLOGIA Ptolomeu (Claudius Ptolemaeus, 85-165~d.C.) compilou uma série de (Claudius Ptolemaeus, 85-165~d.C.) compilou uma série de

13 volumes sobre astronomia, conhecido como o 13 volumes sobre astronomia, conhecido como o Almagesto (O Grande Sistema), que é a maior fonte de conhecimento sobre a astronomia na que é a maior fonte de conhecimento sobre a astronomia na Grécia. A contribuição mais importante de Ptolomeu foi uma Grécia. A contribuição mais importante de Ptolomeu foi uma representação geométrica do sistema solar, com cículos e epiciclos, que representação geométrica do sistema solar, com cículos e epiciclos, que permitia predizer o movimento dos planetas com considerável precisão, permitia predizer o movimento dos planetas com considerável precisão, e que foi usado até o Renascimento, no século XVI. Este modelo e que foi usado até o Renascimento, no século XVI. Este modelo GeocêntricoGeocêntrico durou por cerca de quinze séculos. durou por cerca de quinze séculos.

COSMOLOGIACOSMOLOGIA No início do século XVI, a Renascença estava sacudindo as cinzas do obscurantismo da Idade Média, No início do século XVI, a Renascença estava sacudindo as cinzas do obscurantismo da Idade Média,

e trazendo novo fôlego a todas as áreas do conhecimento humano. e trazendo novo fôlego a todas as áreas do conhecimento humano. Nicolau Copérnico representou o representou o Renascimento na Astronomia.Renascimento na Astronomia.

CopérnicoCopérnico (1473-1543) foi um astrônomo polonês com grande inclinação para a matemática. (1473-1543) foi um astrônomo polonês com grande inclinação para a matemática. Estudando na Itália, ele leu sobre a hipótese heliocêntrica proposta (e não aceita) por Aristarco ( 300 Estudando na Itália, ele leu sobre a hipótese heliocêntrica proposta (e não aceita) por Aristarco ( 300 a.C.), e achou que o Sol no centro do Universo era muito mais razoável do que a Terra. Copérnico a.C.), e achou que o Sol no centro do Universo era muito mais razoável do que a Terra. Copérnico registrou suas idéias num livro - registrou suas idéias num livro - De Revolutionibus- publicado no ano de sua morte.- publicado no ano de sua morte.

O O HeliocêntrismoHeliocêntrismo veio com força, porém ainda não era aceito. veio com força, porém ainda não era aceito.

COSMOLOGIACOSMOLOGIA As realizações mais importantes de Copérnico foram: As realizações mais importantes de Copérnico foram:

Introduziu o conceito de que a Terra é apenas um dos seis Introduziu o conceito de que a Terra é apenas um dos seis planetas (então conhecidos) girando em torno do Sol planetas (então conhecidos) girando em torno do Sol ((Heliocêntrismo).).

Colocou os planetas em ordem de distância ao Sol: Mercúrio, Colocou os planetas em ordem de distância ao Sol: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno (Urano, Netuno e Plutão). Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno (Urano, Netuno e Plutão).

Determinou as distâncias dos planetas ao Sol, em termos da Determinou as distâncias dos planetas ao Sol, em termos da distância Terra-Sol. distância Terra-Sol.

Deduziu que quanto mais perto do Sol está o planeta, maior é Deduziu que quanto mais perto do Sol está o planeta, maior é sua velocidade orbital. Dessa forma, o movimento retrógrado sua velocidade orbital. Dessa forma, o movimento retrógrado dos planetas foi facilmente explicado sem necessidade de dos planetas foi facilmente explicado sem necessidade de epiciclos.epiciclos.

COSMOLOGIACOSMOLOGIA Galileu Galilei (1564-1642): Apontou uma luneta para a Via-Láctea e confirmou a (1564-1642): Apontou uma luneta para a Via-Láctea e confirmou a

velha hipótese de Demócrito, de que era formada por muitas estrelas.velha hipótese de Demócrito, de que era formada por muitas estrelas. William Herschel (1738-1822) pôde afirmar que a Via-Láctea era mesmo (1738-1822) pôde afirmar que a Via-Láctea era mesmo

constituídas de estrelas, observou também os aglomerados e descobriu Urano.constituídas de estrelas, observou também os aglomerados e descobriu Urano. No início do No início do séc. XVII o limite do universo se expandiu. A Via-Láctea passou a ser o limite do universo se expandiu. A Via-Láctea passou a ser

a nova fronteira, e não mais o modelo Heliocêntrico apenas.a nova fronteira, e não mais o modelo Heliocêntrico apenas. O grande debate era agora cerca das O grande debate era agora cerca das nebulosas espirais, (Andrômeda). (Andrômeda).

COSMOLOGIACOSMOLOGIA Immanuel Kant (1724-1804) e (1724-1804) e Pierre Laplace (1749-1827) encabeçaram a discussão. (1749-1827) encabeçaram a discussão.

Para Kant as nebulosas espirais eram Para Kant as nebulosas espirais eram universos-ilhauniversos-ilha, semelhante à Via-Láctea, , semelhante à Via-Láctea, Laplace no entanto acreditava que elas seriam sistemas solares em formação.Laplace no entanto acreditava que elas seriam sistemas solares em formação.

Até o início do séc. XX a natureza física desses objetos era misteriosa.Até o início do séc. XX a natureza física desses objetos era misteriosa. O problema foi resolvido pelo astrônomo O problema foi resolvido pelo astrônomo Edwin P. Hubble (1889-1953), nas décadas (1889-1953), nas décadas

de 20 e 30, que finalmente provou que a razão estava com Kant.de 20 e 30, que finalmente provou que a razão estava com Kant. Depois disso várias galáxias foram estudas e suas distâncias foram medidas, o Depois disso várias galáxias foram estudas e suas distâncias foram medidas, o

universo se ampliava a cada ano.universo se ampliava a cada ano.

COSMOLOGIACOSMOLOGIA A expansão do UniversoA expansão do Universo Em 1929 Hubble, observando o Em 1929 Hubble, observando o deslocamento para o

vermelho nas linhas espectrais das galáxias (Efeito nas linhas espectrais das galáxias (Efeito Doppler-Fizeau) e medindo ele próprio suas distâncias, Doppler-Fizeau) e medindo ele próprio suas distâncias, verificou que as galáxias estavam se afastando com verificou que as galáxias estavam se afastando com velocidades proporcionais à sua distância, isto é, quanto velocidades proporcionais à sua distância, isto é, quanto mais distante a galáxia, maior sua velocidade de mais distante a galáxia, maior sua velocidade de afastamento.afastamento.

Isso constituiu a primeira evidência para a expansão do Isso constituiu a primeira evidência para a expansão do Universo, já predita pelo russo Universo, já predita pelo russo Alexander FriedmannAlexander Friedmann (1888-1925) e pelo belga Georges-Henri Édouard (1888-1925) e pelo belga Georges-Henri Édouard LemaîtreLemaître (1894-1966) em 1927. (1894-1966) em 1927.

COSMOLOGIACOSMOLOGIA Com isso Hubble propôs uma medida de como se dá a Com isso Hubble propôs uma medida de como se dá a

expansão, expansão, Lei de HubbleLei de Hubble..

V = HV = H0 0 dd

Onde Onde vv é a velocidade de recessão de uma galáxia, é a velocidade de recessão de uma galáxia, HH00 ~ 50 - ~ 50 - 100 km/s M/pc é a cte de Hubble e 100 km/s M/pc é a cte de Hubble e dd é a distância da galáxia. é a distância da galáxia.

Para Para HH0 0 = 50 km/s M/pc= 50 km/s M/pc, temos a idade do universo como , temos a idade do universo como sendo sendo 20 bilhões de anos20 bilhões de anos, que é o chamado tempo de Hubble, , que é o chamado tempo de Hubble, um valor aproximado para a idade do Universo.um valor aproximado para a idade do Universo.

Este valor depende da cte de Hubble e a idade do Universo Este valor depende da cte de Hubble e a idade do Universo gira em torno de 10 a 20 bilhões de anos.gira em torno de 10 a 20 bilhões de anos.

COSMOLOGIACOSMOLOGIA Lei de HubbleLei de Hubble

COSMOLOGIACOSMOLOGIA Apesar da descoberta da expansão do Universo, muitos Apesar da descoberta da expansão do Universo, muitos

pesquisadores, acreditavam na pesquisadores, acreditavam na Teoria do Estado EstacionárioTeoria do Estado Estacionário, , isto é, que o Universo era similar em todas as direções e isto é, que o Universo era similar em todas as direções e imutável no tempo, com produção contínua de matéria para imutável no tempo, com produção contínua de matéria para contrabalançar a expansão observada, mantendo a densidade contrabalançar a expansão observada, mantendo a densidade média constante. Esta teoria foi proposta por Herman Bondi média constante. Esta teoria foi proposta por Herman Bondi (1919-), Thomas Gold (1920-) e (1919-), Thomas Gold (1920-) e Fred Hoyle (1915-). (1915-).

Princípio CosmológicoPrincípio Cosmológico

Princípio Cosmológico: Em escalas suficientemente grandes, Em escalas suficientemente grandes, todos os lugares devem ser iguais.todos os lugares devem ser iguais.

O Universo é Homogêneo e Isotópico

COSMOLOGIACOSMOLOGIA Outros vínculos, ou parâmetros cosmológicos Outros vínculos, ou parâmetros cosmológicos

observáveis:observáveis:

Parâmetro de Densidade: É a densidade média do É a densidade média do Universo em relação à densidade crítica, definida, por sua Universo em relação à densidade crítica, definida, por sua vez, como aquela necessária para eventualmente deter a vez, como aquela necessária para eventualmente deter a expansão, ou não.expansão, ou não.

Constante de Hubble: É a medida da idade do Universo. É a medida da idade do Universo. Parâmetro de Desaceleração: É a medida da variação da É a medida da variação da

velocidade de expansão, com o tempo.velocidade de expansão, com o tempo. Desvio Espectral: É uma medida de expansão do É uma medida de expansão do

Universo, obtida através da velocidade de recessão das Universo, obtida através da velocidade de recessão das galáxias.galáxias.

COSMOLOGIACOSMOLOGIA O Big BangO Big Bang

A teoria do Big Bang leva em conta que se as galáxias estão se A teoria do Big Bang leva em conta que se as galáxias estão se afastando umas das outras, como observado por Edwin Hubble afastando umas das outras, como observado por Edwin Hubble nos anos 1930.nos anos 1930.

Então no passado elas deveriam estar cada vez mais Então no passado elas deveriam estar cada vez mais próximas, e num passado remoto, 10 a 20 bilhões de anos próximas, e num passado remoto, 10 a 20 bilhões de anos atrás, deveriam estar todas atrás, deveriam estar todas num mesmo ponto, muito quente, , muito quente, uma singularidade espaço-tempo, que se expandiu no Big uma singularidade espaço-tempo, que se expandiu no Big Bang. Bang. O Big Bang, ou Grande ExplosãoO Big Bang, ou Grande Explosão, criou não somente a , criou não somente a matéria e a radiação, mas também o próprio espaço e o matéria e a radiação, mas também o próprio espaço e o

tempo. tempo. Este é o início do Universo que podemos conhecer..

COSMOLOGIACOSMOLOGIA O padre e cosmólogo belga Georges-Henri Édouard O padre e cosmólogo belga Georges-Henri Édouard LemaîtreLemaître (1894- (1894-

1966) foi provavelmente o 1966) foi provavelmente o primeiro a propor um modelo específico para o Big Bang, em 1927. Ele imaginou que toda a matéria . Ele imaginou que toda a matéria estivesse concentrada no que ele chamou de estivesse concentrada no que ele chamou de átomo átomo primordial e e que este átomo se partiu em incontáveis pedaços, cada um se que este átomo se partiu em incontáveis pedaços, cada um se fragmentando cada vez mais, até formar os átomos presentes no fragmentando cada vez mais, até formar os átomos presentes no Universo, numa enorme fissão nuclear. Sabemos que este modelo Universo, numa enorme fissão nuclear. Sabemos que este modelo não pode ser correto, pois não obedece às leis da relatividade e não pode ser correto, pois não obedece às leis da relatividade e estrutura da matéria (quântica), mas ele inspirou os modelos estrutura da matéria (quântica), mas ele inspirou os modelos modernos.modernos.

Alexander Friedmann(1888-1925) descobriu toda uma família de (1888-1925) descobriu toda uma família de soluções das equações da teoria da relatividade geral. A família de soluções das equações da teoria da relatividade geral. A família de soluções para a teoria de relatividade geral encontrada por soluções para a teoria de relatividade geral encontrada por Friedmann e Lemaître descreve um Universo em expansão, e eles Friedmann e Lemaître descreve um Universo em expansão, e eles

são chamados os pais da Cosmologia.são chamados os pais da Cosmologia.

COSMOLOGIACOSMOLOGIA As soluções possíveis das equações da relatividade geral As soluções possíveis das equações da relatividade geral

incluem incluem expansão eterna ou ou recolapso. . Os modelos se dividem em Os modelos se dividem em três classes. Se a . Se a densidade de de

matéria for matéria for alta suficiente para reverter a expansão, o suficiente para reverter a expansão, o Universo é fechado, como a superfície de uma esfera, a , como a superfície de uma esfera, a expansão parará e haverá novo colapso ao estado denso (expansão parará e haverá novo colapso ao estado denso (Big Big CrunchCrunch). Se a ). Se a densidade for muito for muito baixa, o , o Universo é aberto e e continuará se expandindo para sempre. O terceiro caso, continuará se expandindo para sempre. O terceiro caso, chamado de chamado de Universo plano, ou marginal, é o , é o limite entre o Universo aberto e o fechado. O Universo neste caso se . O Universo neste caso se expande para sempre, mas a velocidade das galáxias será expande para sempre, mas a velocidade das galáxias será cada vez menor, chegando a zero no infinito. Neste caso, o cada vez menor, chegando a zero no infinito. Neste caso, o Universo é Euclidiano. Qual destes modelos representa o Universo é Euclidiano. Qual destes modelos representa o Universo real continua um dos cernes da cosmologia moderna Universo real continua um dos cernes da cosmologia moderna (depende da matéria escura). (depende da matéria escura).

COSMOLOGIACOSMOLOGIA Em 1948 Em 1948 George GamowGeorge Gamow demostrou que para os modelos demostrou que para os modelos

de expansão do Universo, o mesmo havia passado por um de expansão do Universo, o mesmo havia passado por um estado inicial de alta temperatura, alta densidade e volume estado inicial de alta temperatura, alta densidade e volume pequeno, onde não podia existir matéria, somente energia.pequeno, onde não podia existir matéria, somente energia.

Ele demostrou que, com a expansão do Universo até o Ele demostrou que, com a expansão do Universo até o volume atual, a radição inicial havia em grande parte se volume atual, a radição inicial havia em grande parte se convertido em matéria, através da equação de Einstein da convertido em matéria, através da equação de Einstein da Relatividade Relatividade E = Mc^2E = Mc^2. .

Porém parte do que seria a radiação inicial do Big-Bang Porém parte do que seria a radiação inicial do Big-Bang teria permanecido na forma de energia e deveria permear teria permanecido na forma de energia e deveria permear o Universo Todo.o Universo Todo.

Radiação Cósmica de Fundo ~ 2,7 K.

COSMOLOGIACOSMOLOGIA Em 1964, a descoberta acidental da radiação de microondas do fundo do Em 1964, a descoberta acidental da radiação de microondas do fundo do

universo pelos rádio-astrônomos universo pelos rádio-astrônomos Arno Allan Penzias (1933-) e (1933-) e Robert Woodrow Robert Woodrow Wilson Wilson (1936-), sacudiu os últimos crédulos na Teoria do Estado Estacionário, (1936-), sacudiu os últimos crédulos na Teoria do Estado Estacionário,

e reforçoue reforçou a teoria do Big Bang, ou a Grande Explosão. Penzias e Wilson, que a teoria do Big Bang, ou a Grande Explosão. Penzias e Wilson, que receberam o prêmio Nobel em 1978, publicaram seus resultados do excesso receberam o prêmio Nobel em 1978, publicaram seus resultados do excesso de emissão observado como a detecção da radiação remanescente do Big de emissão observado como a detecção da radiação remanescente do Big Bang. (na verdade quando ele ficou transparente, 300 000 anos após o início, Bang. (na verdade quando ele ficou transparente, 300 000 anos após o início, há 12 bilhões de anos). há 12 bilhões de anos).

COSMOLOGIACOSMOLOGIA Por que acreditar no BIG-BANGPor que acreditar no BIG-BANG Existem duas evidências até agora Existem duas evidências até agora

irrefutáveis de que houve um Big-Bang:irrefutáveis de que houve um Big-Bang:

A Radiação de Fundo de 2,7 K que A Radiação de Fundo de 2,7 K que permeia todo o Universopermeia todo o Universo

o Movimento de Recessão das galáxias, o Movimento de Recessão das galáxias, indicando sua expansão.indicando sua expansão.


O Modelo-Padrão de Big-BangO Modelo-Padrão de Big-Bang Singularidade t = 0.Singularidade t = 0. A rigor, não se pode iniciar o A rigor, não se pode iniciar o

estudo da evolução do Universo estudo da evolução do Universo desde o instante inicial, ou seja, t desde o instante inicial, ou seja, t = 0.= 0.


Era de Planck.Era de Planck. Nada se pode dizer da evolução do Nada se pode dizer da evolução do

universo desde o instante inicial até universo desde o instante inicial até t = t = 10^-43 s10^-43 s, quando o Universo tinha 10^-, quando o Universo tinha 10^-33 cm de raio, durante a chamada Era 33 cm de raio, durante a chamada Era de Planck.de Planck.

A Teoria da Relatividade e a Mecânica A Teoria da Relatividade e a Mecânica Quântica são inaplicáveis Quântica são inaplicáveis simultaneamentes nesta situação.simultaneamentes nesta situação.

COSMOLOGIACOSMOLOGIA Era dos Hádrons (Era das Partículas Era dos Hádrons (Era das Partículas

Pesadas).Pesadas). A Evolução começa com a chamada Era das Partículas A Evolução começa com a chamada Era das Partículas

Pesadas.Pesadas. A partir do Big-Bang, o Universo iniciou sua expansão, o que A partir do Big-Bang, o Universo iniciou sua expansão, o que

havia era uma sopa de fótons de alta energia. Com a havia era uma sopa de fótons de alta energia. Com a expansão, a densidade e a energia começou a cair expansão, a densidade e a energia começou a cair rapidamente, a rapidamente, a 10^-6 s10^-6 s após a “explosão” começaram a se após a “explosão” começaram a se formar as partículas elementares muito pesadas e instáveis, formar as partículas elementares muito pesadas e instáveis, como como híperonshíperons e os e os mésonsmésons, que por sua vez decaíram em , que por sua vez decaíram em outras menos pesadas, mais estáveis, como outras menos pesadas, mais estáveis, como prótonsprótons e e nêutronsnêutrons, mais os , mais os neutrinosneutrinos. As partículas pesadas, mais . As partículas pesadas, mais estáveis são chamadas de hádrons.estáveis são chamadas de hádrons.


Era dos Léptons (Era das Partículas Era dos Léptons (Era das Partículas Leves).Leves).

Com Com 10^-4 s de idade, o Universo já estava de idade, o Universo já estava suficientemente frio para que fossem formadas as suficientemente frio para que fossem formadas as partículas leves (ou partículas leves (ou LéptonsLéptons), como os ), como os elétronselétrons e os e os pósitronspósitrons..

Esta Era das Partículas Leves acabou quando havia se Esta Era das Partículas Leves acabou quando havia se passado passado 1 segundo da “explosão” inicial. da “explosão” inicial.

Uma vez formadas as partículas elementares, o Uma vez formadas as partículas elementares, o Universo era ainda dominado pela radiação.Universo era ainda dominado pela radiação.


Era da Radição ou Era da Era da Radição ou Era da Nucleossíntese Primordial.Nucleossíntese Primordial.

A expansão e a consequentee diminuição da temperatura A expansão e a consequentee diminuição da temperatura proporcionaram às partículas elementares as condições proporcionaram às partículas elementares as condições

para que elas se combinassempara que elas se combinassem formando os elementos formando os elementos químicos de menor massa atômica, Foram assim químicos de menor massa atômica, Foram assim formados o hidrogênio, o deutêrio, o hélio. Isto a formados o hidrogênio, o deutêrio, o hélio. Isto a 1 minuto1 minuto do Tempo Cósmico.do Tempo Cósmico.

A formação dos elementos mais pesados do que isso foi A formação dos elementos mais pesados do que isso foi impossível, devido as altas densidades e a rápida impossível, devido as altas densidades e a rápida expansão do volume, assim a fusão dos elementos so viria expansão do volume, assim a fusão dos elementos so viria a acontecer posteriormente nos núcleos estelares.a acontecer posteriormente nos núcleos estelares.


Era da Matéria.Era da Matéria. Após cerca de 2 mil anos da nucleossíntese primordial, Após cerca de 2 mil anos da nucleossíntese primordial,

a quantidade de matéria no Universo passou a ser a quantidade de matéria no Universo passou a ser finalmente maior que a quantidade de radiação finalmente maior que a quantidade de radiação disponível, e este sai da Era da Radiação e entra na Era disponível, e este sai da Era da Radiação e entra na Era da Matéria.da Matéria.

Tempo Cósmico 10 mil anos.Tempo Cósmico 10 mil anos.


Desacoplamento.Desacoplamento. Finalmente, quando a densidade de energia baixou o Finalmente, quando a densidade de energia baixou o

suficiente, a radiação passou a transitar no Universo suficiente, a radiação passou a transitar no Universo independente da matéria, ocorrendo o chamado independente da matéria, ocorrendo o chamado desacoplamento da matéria e da radiação.desacoplamento da matéria e da radiação.

Deve-se notar que o desacoplamento ocorreu a Deve-se notar que o desacoplamento ocorreu a 300.000 300.000 anosanos após o Big-Bang, isto define também o Limite após o Big-Bang, isto define também o Limite Observacional (ainda não alcançado).Observacional (ainda não alcançado).

O Universo torna-se transparente.O Universo torna-se transparente. Temperatura T = 1.000 K.Temperatura T = 1.000 K.


1 bilhão de anos1 bilhão de anos Começa a formação Começa a formação das galáxiasdas galáxias

3 bilhões de anos3 bilhões de anos Começa a Começa a aglomeração das galáxiasaglomeração das galáxias

4 bilhões de anos4 bilhões de anos Formação das Formação das primeiras estrelasprimeiras estrelas

15,5 bilhões de anos15,5 bilhões de anos Inicia-se a Inicia-se a formação do Solformação do Sol

20 bilhões de anos20 bilhões de anos Época atual Época atual

COSMOLOGIACOSMOLOGIA O que o modelo Padrão (Big-Bang) O que o modelo Padrão (Big-Bang)

não explica.não explica. Assimetria matéria-antimatéria: Matéria > antimatéria, Matéria > antimatéria,

modelo padrão prevê quantidade iguais.modelo padrão prevê quantidade iguais. Achatamento: as evidências observacionais são que o as evidências observacionais são que o

Universo é virtualmente plano, implicando uma densidade Universo é virtualmente plano, implicando uma densidade igual a densidade crítica, o que é improvável pelo modelo-igual a densidade crítica, o que é improvável pelo modelo-padrão.padrão.

Formação das galáxias: como hoje se sabe que existem como hoje se sabe que existem galáxias quase tão velhas quanto o Universo, elas devem ter galáxias quase tão velhas quanto o Universo, elas devem ter sido formadas no universo primitivo, por flutuações locais de sido formadas no universo primitivo, por flutuações locais de densidades, as quais não são previstas pelo modelo padrão.densidades, as quais não são previstas pelo modelo padrão.


Modelo Inflacionário.Modelo Inflacionário.

Este modelo está baseado da unificação das quatro Este modelo está baseado da unificação das quatro forças que existem na natureza (gravitacional, forças que existem na natureza (gravitacional, eletromagnética, fraca e forte).eletromagnética, fraca e forte).

Este nome refere-se a uma expansão extremamente Este nome refere-se a uma expansão extremamente rápida do Universo, a rápida do Universo, a 10^-35 e e 10^-25 s após o t = 0, o após o t = 0, o que explica em parte o que o modelo-padrão não que explica em parte o que o modelo-padrão não explica.explica.


Nós nunca cessaremos de explorar Nós nunca cessaremos de explorar E o fim de toda nossa exploração E o fim de toda nossa exploração Será voltarmos ao lugar de onde Será voltarmos ao lugar de onde partimos partimos

E o conhecer pela primeira vez E o conhecer pela primeira vez

Little Gidding - T.S. EliotLittle Gidding - T.S. Eliot

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