Futuro da Terra e do Universo: A matéria e energia escura

Camila Deodato, Daniel Trugillo e Felipe Lopez

Sumário1. Matéria e energia escura2. Futuro da Terra e da vida

2.1. Relação com a evolução estelar2.2. Extinções em massa2.3. Sobrecarga da Terra2.4. Escala de Kardashev

3. Futuro da humanidade4. Futuro do Universo

Começamos por um breve salto no tempo...

Pois já foram vigentes vários modelos de universo...

Como também, vários modelos do que as coisas são feitas...

Mas e agora? Os “tijolos” do universo são feitos do que?

Alguns já são bem conhecidos por nós● Fótons● Bárions● Neutrinos

Já outros...

● Matéria Escura● Energia Escura

Matéria Escura● Estimada inicialmente por Fritz

Zwicky em 1933.

● Teorema do Virial

Matéria escuraO “problema” é que a matéria estimada de uma determinada galáxia era menor que o valor medido!

Quanto?

Só 400x

Matéria EscuraMais tarde, foi estimado que essa quantidade era 10x maior que a quantidade de matéria bariônica, e dessa matéria escura pequena fração emite radiação em raios-X.

Lentes Gravitacionais“As lentes gravitacionais tornaram-se uma das principais ferramentas para se estudar os aglomerados de galáxias e confirmaram a descoberta de Zwicky: há muito mais massa nessas estruturas do que podemos atribuir à matéria conhecida.” (SODRÉ, 2010)

Ainda no século XXA Ciência tem novas lentes para ver o mundo.

● Relatividade● Quântica● Física Nuclear

A Gravitação e a Relatividade Geral

Para Einstein:

● O universo é finito, mas é ilimitado.● Estático: Haveria um equilíbrio que faria com que o universo ficaria

estático, e para resolver esse problema e “brecar” a expansão ou contração do universo ele criou a constante cosmológica.

● “Podiam ser descritos modelos em que o universo começasse sem movimento nenhum, e depois começasse ou a se contrair (aumentando de densidade) ou a se dilatar (diminuindo de velocidade). Isso dependia, basicamente, da densidade e da pressão inicial do universo. Se fossem muito pequenas, a atração gravitacional não seria capaz de compensar a repulsão cósmica, e por isso haveria uma expansão. Se a densidade inicial do universo fosse muito alta, a atração gravitacional seria maior do que a repulsão cósmica e o universo iria se contrair.” (MARTINS, 1994)

O universo quase em expansão

Universo em expansão

● Parâmetro de Hubble: Primeira evidência do espaço em expansão. Distâncias entre objetos aumentavam de acordo com um fator de escala dependente do tempo.

● Candidata a energia escura: Constante cosmológica criada por Einstein.

Medidas precisas!Matéria Bariônica: 4,41 +/- 0,30

Matéria Escura: 21,4 +/- 2,7

Energia Escura: 74,2 +/- 3,0

“Ignorância quantificada com tamanha precisão.”

“Na cosmologia, o lado escuro domina. Vai ser o esforço das novas gerações de cientistas que permitirão iluminar esses grandes mistérios da ciência

contemporânea.” (SODRÉ, 2010)

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COMO EXPLICAR ESSE NÚMERO A

PARTIR DE EQUAÇÕES FÍSICAS?

Todas as dimensões estão no mesmo patamar de existência

COMO EXPLICAR ESSE NÚMERO A PARTIR DE EQUAÇÕES FÍSICAS?

Teoria das cordas

Só funciona em 10 dimensões

OU SEJA….

Existem muitos universos

Cada universo possui uma forma particular para as dimensões extras

A forma das dimensões extras limitam os modos de vibração das cordas

O modo de vibração determina tudo (carga do elétron, intensidade das forças etc)

No nosso caso em particular, explicaria o valor para a quantidade medida de energia escura

Que explica a observação feita sobre o afastamento das galáxias distantes

Proposta de universo paralelo Descrição

Multiverso repetitivoEm um universo infinito, as condições repetem-se necessariamente através do espaço, gerando mundos paralelos.

Multiverso inflacionárioA inflação cosmológica eterna gera uma enorme rede de universos-bolhas, um dos quais seria nosso universo.

Multiverso das branas

Nos cenários dos mundos-brana da teoria de cordas/teoria-M, nosso universo existe em uma brana tridimensional que flutua em um ambiente de muitas dimensões, potencialmente povoado por outras branas – outros universos paralelos.

Multiverso cíclicoColisões entre mundos-brana podem manifestar-se como o início de outros big bangs, gerando universos paralelos no tempo.

Multiverso da paisagemCom a combinação entre a cosmologia inflacionária e a teoria de cordas, as múltiplas formas diferentes das dimensões extras da teoria de cordas dão lugar a muitos universos-bolhas diferentes.

Proposta de universo paralelo Descrição

Multiverso quânticoA mecânica quântica sugere que todas as possibilidades incorporadas nas ondas de probabilidade são realizadas em algum universo dentro da vastíssima gama de universos paralelos assim gerados.

Multiverso holográfico

O princípio holográfico afirma que nosso universo é espelhado exatamente por fenômenos que têm lugar em uma distante superfície que o limita, que constituem um universo paralelo fisicamente equivalente ao nosso.

Multiverso simuladoOs saltos tecnológicos sugerem que universos simulados podem, um dia, tornar-se possíveis.

Multiverso máximo

O princípio da fecundidade diz que todo universo possível é um universo real, o que desfaz a questão de saber por que uma determinada possibilidade – a nossa – é especial. Esses universos materializam todas as equações matemáticas possíveis.

Dinâmica - Perguntas

Futuro da terra

Futuro da terra

Futuro da terra

Futuro da terra

Futuro da terra

Assistência gravitacional

Uma massa de 1019 kgA cada 6000 anosIndo e voltando do Sol para JúpiterAfastará a Terra em 2,3*108 km

Problemas-Podemos perder a Lua;-Diminuição dos dias;-Desestabilização de Mercúrio e Vênus-Júpiter se aproximará 1,6*107 km-O objeto pode cair na Terra

Futuro da terra

Futuro da terra - As 5 grandes extinções

futuro da terra - Escala de Kardashev

Dinâmica II

Voyager 1

Voyager 1

-Lançada em 1977

-Velocidade de 17 000 m/s

Helios 2 Solar Probe-Velocidade máxima 70 220 m/s-Alfa Centauri: 19 000 anos.

Helios 2 Solar Probe-Velocidade máxima 70 220 m/s-Alfa Centauri: 19 000 anos.

“Wait Calculation”

Helios 2 Solar Probe-Velocidade máxima 70 220 m/s-Alfa Centauri: 19 000 anos.

“Wait Calculation”1100 anos

bom, já vimos que provavelmente não iremos fisicamente para outras galáxias.

MAS

COMO

COMO VOCÊ

COMO VOCÊ SE COMUNICARIA

COMO VOCÊ SE COMUNICARIA COM O

FUTURO?

1974 - Arecibo Message

1974 - Arecibo Message

25 000 anos até o centro da galáxia M13

1976 - LAGEOS-1

1976 - LAGEOS-1

Pioneer 10, Pioneer 11, Voyage I, Voyage II, NewHorizon

Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager I, Voyager II, NewHorizon

Uma breve história do fim do Universo...

O futuro do Universo em 5 minutos

O futuro do Universo em 5 minutos

O futuro do Universo em 5 minutos

15 zeros

18 zeros

Será que os prótons decaem?Sim Não

33 zeros

39 zeros

Referências e fontesMICHELETTI, Sandro Marcio Rodrigues. Vínculos Observacionais em Modelos de Energia Escura Interagente. Tese de doutorado. São Paulo. 2009.

MARTINS, Roberto de Andrade. O universo: teorias sobre sua origem e evolução. São Paulo: Editora Moderna, 1994.

Disponível em < http://www.ghtc.usp.br/Universo/pag156.html >

LIMA NETO, Gastão Bierrenbach. Introdução a Dinâmica Estelar. Notas de Aula do Instituto de Astronomia e Geociências.

SODRÉ JÚNIOR, Laerte. O lado escuro do universo. Cad. Bras. Ens. Fís., v. 27, n. Especial: p. 743-769, nov. 2010.

https://www.youtube.com/watch?v=KUddy8RGwns&t=915s - Will us touch Mars?

https://www.youtube.com/watch?v=GDrBIKOR01c&t=1177s - Message for the future

https://www.youtube.com/watch?v=gCBlAAtJA54 - Are we ready for aliens?

https://www.youtube.com/watch?v=Qg4vb-KH5F4&t=741s - How will the Universe end?