FÍSICA E QUÍMICA A10º A

Lição nº de setembro de 2010

Modelo Geocêntrico

• O Universo consistia numa região celestial, esférica e em movimento, envolvendo uma TERRA imóvel que ocupa o centro

Modelo Heliocêntrico

• O SOL tomou o lugar da TERRA no centro do Universo.

• Copérnico promoveu a Terra a planeta, colocando-a em movimento numa órbita à volta do Sol, como os restantes planetas.

•Kepler –propôs três leis dos movimentos dos planetas.

•Galileu – observou as manchas solares, as sombras na Lua, quatro satélites de Júpiter, e as fases de Vénus.

• Isaac Newton – descobriu a lei da gravitação.

•Edwin Hubble – verificou que as Galáxias se afastavam umas das outras, ou seja o Universo estava em expansão.

•Einstein – propõe a Teoria Geral da Relatividade.

•George Gamov – foi o pai da famosa teoria do Big Bang.

Quais serão as maiores evidências da teoria do Big Bang ?

•O Universo está em expansão.

•A existência da radiação cósmica de fundo.

•A nucleossíntese dos “elementos leves”

arquitetura DO UNIVERSO

Breve história do Universo

O Universo está em expansão

•O Universo está em expansão: as galáxias afastam-se umas das outras com uma velocidade proporcional à distância entre elas (salvo pequenas correções) - um resultado conhecido por Lei de Hubble.

A existência de radiação cósmica de fundo• A existência de radiação cósmica de fundo: se o Universo era

inicialmente muito, muito quente, como a teoria sugere, deveria ser possível encontrar alguma reminiscência deste calor. Em 1964, os radioastrónomos Amo Penzias e Robert Wilson descobriram essa radiação cósmica de fundo (Prémio Nobel da Física em 1978).

A nucleossíntese dos "elementos leves"

•A nucleossíntese dos "elementos leves" - a descoberta da abundância de "elementos leves" como o hidrogénio e o hélio.

Como será o futuro do universo?

• Universo fechado - Se a densidade média do Universo for superior à densidade crítica, o Universo deixará, provavelmente, de se expandir e começará novamente a contrair-se. Esta contração irá ser acelerada e, eventualmente, produzirá o Big Crunch, que é o inverso do Big Bang.

• Universo plano - Se a densidade média do Universo é exatamente igual à densidade crítica, a expansão do Universo não irá parar e aproximar-se-á cada vez mais do limite.

• Universo aberto - Se a densidade média do Universo for inferior à densidade crítica do Universo, então a atração gravitacional que lhe está associada deverá ser demasiado pequena para impedir a expansão do Universo.

Limitações da teoria do Big Bang:

A teoria do Big Bang não consegue explicar os seguintes factos:

- Por que ocorreu o Big Bang

- Como ocorreu o Big Bang

- O que havia antes do Big Bang

- Qual o destino do Universo

A complexa organização do Universo

O Universo é constituído por:

- aglomerados de estrelas - nebulosas

- poeiras interestelares - buracos negros

- sistemas solares

O Universo é imenso mas não é o caos. Está organizado!

Planeta Terra

Sistema Solar

Galáxia“Via Láctea”

Enxame“Grupo Local”

Escalas

Temperatura:

T(K) = T(ºC) + 273,15 T(ºF) = 9/5 T(ºC) + 32

Comprimento:

-Unidade astronómica (UA): distância média da Terra ao Sol.

1 UA = 1,50 x 1011 m

-Ano-luz(a.l.): distância que a luz percorre durante um ano.

1 a.l. = 9,47 x 1015 m

-Parsec(pc): 1 pc = 3,09 x 1016 m

Exercícios

1 – Exprima em kelvins:a)25 ºCb) – 40 ºF

2 – Exprima na escala de Celsius:a)200 Kb)200 ºF

3 – Determine em anos luz e em parsec, a distância média da Terra ao Sol.

4 – A que distância se encontra uma estrela cuja luz demora 500 segundos até chegar à Terra? Exprima o resultado no SI, em UA e em parsec.

5. A luz, que viaja à velocidade de 3 x 108 m/s no vazio, leva cerca de 100 mil anos a ir de uma extremidade à outra da Via Láctea, uma de entre os biliões de galáxias do Universo.

a) Compare essa dimensão com a distância percorrida pela luz em 3000 milhões de idas e voltas da Terra ao Sol.

b) Compare o diâmetro da órbita da Terra em torno do Sol (da ordem de 3 x 108 km) com a distância da Terra ao centro da galáxia (7,9 mil parsec).

c) Sabe-se que a velocidade de expansão do Universo é, atualmente, de 18 km/s. Supondo que a velocidade de expansão não se alterou e o Universo tem uma dimensão da ordem de 106 anos-luz, há quantos anos ocorreu o Big-Bang?