Dicas para ver o eclipse solar

Lua Cheia - 11/02/17

Imagens da Lua Cheia deste sábado(11) em Itaperuna-RJ.

Rodrigo de O. França - CARONTE

Rodrigo de O. França - CARONTE

Um Universo de Galáxias

Imensidão Galáctica

Os cientistas estimam que existam pelo menos 125 bilhões de galáxias no universo. Diante disso, a via láctea – a galáxia onde se localiza a Terra seria apenas como uma gota d`água em um vasto oceano.

Um ano-luz é uma distância e tanto. Equivale a 9,5 trilhões de quilômetros -  algo inimaginável para a nossa escala cotidiana, no entanto íntimo para a astronomia, que está acostumada a trabalhar com números e escalas bem maiores. Para sermos mais precisos, um ano-luz é a distância que a luz percorre no vácuo durante o período de um ano à velocidade de 300.000 Km/s. A Via Láctea, a galáxia onde se localiza o sistema solar, têm diâmetro de 100 mil anos-luz. Ou seja, para ir de um extremo ao outro seriam necessários 100 mil anos viajando na velocidade da luz! Pode parecer bastante mas para as dimensões do universo ainda é bem pouco.

Andrômeda, galáxia mais próxima da Via láctea e mesmo assim muito distante

A galáxia de Andrômeda, vizinha da Via Láctea, localiza-se a aproximadamente 2,3 milhões de anos-luz de distância. Retomando a comparação, para chegar a Andrômeda um viajante gastaria mais de 2 milhões de anos cruzando o espaço na velocidade da luz. 

É impressionante, mas é bom lembrar que, levando em conta as distâncias astronômicas, ir da Via Láctea a Andrômeda seria como sair de casa e chegar, no máximo, à casa do vizinho. Assim, pensando que podem existir 125 bilhões de galáxias no universo, como calculam os astrônomos, é possível ter uma ideia da grandiosidade do cosmos.

Primeiras observações

A galáxia é um conjunto massivo de centenas de milhões de estrelas que sofrem os efeitos de uma mesma gravitação e orbitam em torno de um centro comum. Em uma noite límpida, todas as estrelas que podemos ver a olho nu, por exemplo, pertencem à mesma galáxia onde se situa a Terra, a Via Láctea. Além de estrelas, um galáxia tem planetas e outros corpos rochosos, raios cósmicos, nuvens de gás e poeira.

Via láctea vista da Terra

O astrônomo persa Al-Sufi (903-986) teria sido o primeiro a identificar uma galáxia alam da Via Láctea: a de Andrômeda. Ainda assim, até metade do século XVIII, apenas três galáxias haviam sido observadas e descritas.

Com o desenvolvimento e a sofisticação dos telescópios os astrônomos puderam encontrar outras. Com o uso de lentes potentes, o francês Charles Messier (1730-1817) foi capaz de catalogar, até 1780, 32 galáxias. Cada uma delas ganhou um número, antecedido da letra M, em homenagem ao seu descobridor. Por isso Andrômeda é catalogada entre os estudiosos como M31. 

Visão do passado                                    

A fotografia espacial é uma ferramenta importantíssima no estudo de galáxias. Com o auxílio dela, os cientistas já detectaram galáxias localizadas a mais de 10 bilhões de anos-luz da Terra. Isso quer dizer que a luz captada pelos nossos telescópios foi emitida por algumas estrelas há mais de 10 bilhões de anos. Vários desses corpos celestes estão tão distantes que podem ajudar a contar o passado do universo.

O telescópio Hubble durante um bom
tempo foi a principal ferramenta
na busca por novas galáxias

Até o início do século XX, muitos conjuntos de estrelas eram tidos como nebulosas – uma formação de moléculas gasosas que compõe uma espécie de nuvem.

Em 1755, o filósofo Immanuel Kant (1725-1804) levantou a hipótese de que algumas poderiam ser sistemas estelares semelhantes ao nosso. Na época, sua tese não foi levada a sério, mas, passados mais de 150 anos, os astrônomos perceberam que Kant tinha razão, pois constatou-se que várias nebulosas catalogadas pelos cientistas eram, na verdade, galáxias.

O astrônomo norte-americano Edwin Hubble foi o primeiro a classificar as galáxias. Em sua maioria, elas têm aspectos regulares que permitem enquadrá-las em duas classes (espirais e elípticas), de acordo com seu formato. Galáxias sem forma definida são chamadas de irregulares.

Grupos galácticos

Os cientistas constataram que as galáxias quase sempre são encontradas em grupos – chamados também de aglomerados ou cúmulos. A Via Láctea, por exemplo, pertence ao aglomerado denominado Grupo Local. Considerado pequeno, ele é composto de 40 membros que ocupam uma extensão de 3 milhões de anos-luz em sua maior dimensão. As duas galáxias mais luminosas desse grupo são a Via Láctea e Andrômeda, ambas de formato espiral.

Um retrato da imensidão galática.
Cada ponto que você vê na imagem representa uma galáxia.

Os aglomerados, contudo,não são as maiores estruturas do universo. Há ainda os superaglomerados ou supercúmulos, conjuntos separados por grandes distâncias. O mais conhecido entre todos é o Supercúmulo Local, do qual a Via Láctea faz parte. Ele tem cerca de 100 milhões de anos-luz de extensão e, além de ser composto pelo Grupo Local de galáxias, inclui o aglomerado de Virgem.

Colisão sideral

Céu noturno daqui a 4 bilhões de anos 

terá como atração a colisão entre nossa galáxia 

e Andrômeda. Tal fenômeno resultará na 

formação de um nova galáxia elíptica.

Galáxias podem colidir umas com as outras. Havendo uma interação de galáxias de tamanhos semelhantes, pode ocorrer uma fusão entre elas. Quando uma galáxia muito grande interage com outra menor, as forças da maré gravitacional da maior podem ser tão fortes a ponto de destruir a estrutura da galáxia menor. Dessa forma, a primeira incorpora os fragmentos da segunda. Esse fenômeno é conhecido como canibalismo galáctico. 

O encontro entre duas galáxias, no entanto, nem sempre resulta em uma fusão. Se a interação entre elas é fraca, ambas podem sobreviver, mas o efeito da maré gravitacional provoca o surgimento de pontes ou caudas em um ou nos dois lados das galáxias.

Série: O Universo com suas Estrelas, Galáxias e seus quase 14 Bilhões de anos

Fonte: Atlas do Universo

Mais imagens:

Mar de Estrelas

O céu noturno sempre encantou o homem, que mesmo sem instrumentos de observação, é capaz de ver em uma noite clara mais de 5 mil estrelas pertencentes à Via Láctea. Com um telescópio simples, elas podem se multiplicar centenas de vezes, enquanto com um aparelho mais potente transformam-se em centenas de milhões de pontinhos brilhantes no céu. 

Apenas na Via Láctea estima-se que existam cerca de 200 bilhões de estrelas.

Durante muito tempo, as estrelas foram um mistério para o ser humano. Acreditava-se, por exemplo, que elas ocupavam uma posição fixa na abóbada celeste. Apenas no século XIX os astrônomos passaram a compreender sua natureza. Descobriu-se que são gigantescas esferas de gás incandescente. Conforme a luz emitida, os cientistas são capazes de calcular seu brilho, sua cor e sua temperatura.

Todas elas são esferas formadas por gás quente, basicamente hidrogênio e hélio. O hidrogênio é convertido em hélio em um processo de fusão termonuclear, e a energia resultante transforma-se em luz e calor. Calcula-se que, a cada segundo, podem ser convertidos em hélio 400 milhões de toneladas de hidrogênio.

Em consequência desse processo, a estrela emite radiação eletromagnética, o que inclui luzes visíveis, raios ultravioleta, infravermelhos e ondas de rádio. A intensidade da luz também pode variar de estrela para estrela. Algumas têm apenas 5% do brilho do Sol, outras podem ser 500 mil vezes mais brilhantes do que ele.

Na década de 1990, os cientistas fizeram uma descoberta há tempos aguardada: muitas estrelas possuem sistemas planetários, como ocorre no sistema solar. Porém, ainda pouco se sabe sobre os chamados planetas extrassolares, devido à sua difícil detecção. 

Tamanho do Sol em relação a maior estrela conhecida pelo homem.

Dados estelares

·        As maiores estrelas já identificadas têm diâmetros centenas de vezes maior que o do Sol, enquanto as menores não chegam a possuir 10% de sua massa.

·        Nem todas as estrelas têm a mesma cor, que pode variar entre tons de vermelho, laranja e até azul-claro, dependendo da sua temperatura interna. As mais quentes têm coloração azul e as mais frias tendem ao vermelho.

·        A temperatura média de cada estrela também varia, assim como sua temperatura interna e externa. O núcleo do Sol, por exemplo, chega a ter 15 milhões de graus Celsius, enquanto a camada externa gira em torno dos 5.700 °C.

·        De modo geral, quanto mais massa a estrela tiver, maior será sua luminosidade e temperatura. É o caso das supergigantes, que são mais brilhantes por terem muito mais massa do que outras.

·        95% das estrelas terminam ou vão terminar sua existência como anãs brancas. Outras maiores explodem como supernovas, emitindo um brilho que pode chegar a ser 1 bilhão de vezes mais intenso do que o do Sol.

A mais Brilhante

 Sirius é a estrela mais brilhante do céu noturno. Localizada na Constelação de Cão Maior, está a ‘’apenas’’ 8,6 anos-luz da Terra. Ou seja, a luz de Sirius observada hoje partiu da estrela há cerca de oito anos.

Durante séculos, Sirius foi venerada pelos egípcios, que a identificavam como deusa Sotis. A celebração tinha um motivo específico: quando a estrela surgia no céu, no início do verão do Hemisfério Norte, principiavam-se as cheias que alagavam as margens do rio Nilo, responsáveis pela fertilidade das terras egípcias. Portanto, o aparecimento da estrela era interpretado como anúncio de um período anual de abundância e prosperidade.

Há também outras estrelas que chamam a atenção por seu brilho intenso. Entre elas, destacam-se Canopus, Arcturus, Alfa Centauro e Veja. Já a estrela mais próxima depois do Sol, próxima Centauro, situada a 4,3 anos-luz da Terra, tem brilho fraco. Ela é chamada de anã vermelha e sua massa corresponde a aproximadamente 10% da solar. 

Se ampliar a imagem cada ponto que ver será uma galáxia... cada galáxia possui bilhões de estrelas.

Fonte: Atlas do Universo

Série: O Universo com sua Estrelas, Galáxias e seus quase 14 Bilhões de anos

Cientistas calculam data para o fim do universo

Como tudo vai acabar? A descoberta de que a expansão do universo está em aceleração (o que garantiu o Nobel de Física de 2011 aos cientistas que descobriram) indica que existe uma energia escura que está impulsionando as galáxias para se afastarem cada vez mais umas das outras. E, ao analisarmos as propriedades dessa energia, vários cenários surgem para como o fim será. Físicos chineses lançaram neste domingo uma análise própria das possibilidades e afirmam que existe até data para isso acontecer: daqui a 16,7 bilhões de anos em um evento já teorizado e chamado de "Big Rip" (que em português geralmente recebe o nome de "Grande Ruptura").

A pesquisa, das universidades de Ciência e Tecnologia da China, do Noroeste e de Pequim e do Instituto de Física Teórica da Academia Chinesa de Ciências, foi divulgada neste domingo para explicar como e quando o universo pode acabar. Os cientistas focaram principalmente no pior cenário possível, que é o Big Rip.

A matéria escura as poucos

vai sendo desvendada pelos

cientistas 

Os pesquisadores chineses criaram uma nova parametrização - que chamaram de Ma-Zhang - e a combinaram a um método (chamado de Monte Carlo via Cadeias de Markov) para chegar à conclusão de que, com o que sabemos da energia escura e no pior cenário possível, o universo ainda tem 16,7 bilhões de anos.

Seguindo o cenário do Big Rip, a força de repulsão da energia escura irá aos poucos superar as demais forças, como a gravidade. As estrelas e planetas iriam perder a ligação e acabariam por se afastar. Conforme os chineses, as estrelas da Via Láctea iriam se separar cerca de 32,9 milhões de anos antes do Big Rip. Dois meses antes do fim, a Terra perderia sua ligação com o Sol. Faltando cinco dias, a Lua nos deixaria. Somente 28 minutos antes de tudo acabar, o Sol seria destruído. Nos últimos minutos, quando faltarem apenas 16 para a Grande Ruptura, a Terra vai explodir. Por fim, as próprias ligações entre átomos e partículas não vão mais suportar e assim terá acabado o universo. Ainda bem que falta muito tempo. 

Síntese de como seria o Big Rip

Fonte: Notícias Terra

Objetos Bizarros

Buracos Negros, matéria escura, quasares, pulsares e blazares: o universo tem muito mais elementos do que imaginamos e vários só foram descobertos recentemente.

Imagine que fosse inventado um aspirador de pó capaz de engolir tudo ao seu redor – tudo mesmo, da poeira do carpete até o próprio carpete, dos pelos do gato, em seguida, a sala inteira, depois a casa, e assim por diante indefinidamente. Esse eletrodoméstico, claro, não passa de uma ideia absurda. O fato, porém, é que algo tão bizarro quanto o superaspirador pode existir em determinadas regiões do universo. É o que os cientistas chamam de buraco negro. Esse objeto previsto pela astronomia seria uma espécie de ralo cósmico, do qual nem mesmo a luz é capaz de escapar. O buraco negro é, na verdade, um corpo estelar extremamente denso, cujo campo gravitacional é tão poderoso que nada próximo a ele pode fugir à sua força de atração.

Teoria dos buracos negros

         A teoria que supõe a existência de buracos negros surgiu no início do século XX, mas o termo já havia sido empregado em 1783 pelo astrônomo inglês John Michell (1724 – 1793). Indícios mais fortes de sua existência surgiram a partir da década de 1970, com o aperfeiçoamento dos instrumentos de pesquisa e observação. Em 1994, com o auxílio do telescópio espacial Hubble, os astrônomos detectaram um composto de material gasoso na galáxia M87. A velocidade de rotação dos gases indicava a presença de um objeto cuja massa era 2,5 bilhões a 3,5 bilhões de vezes maior do que a do Sol -  o que sugeria a existência de um buraco negro.

Atualmente, acredita-se que as grandes galáxias - até mesmo a Via Láctea - possam ter buracos negros. Alguns deles teriam se formado durante o curso da evolução estelar, provavelmente a partir de gigantescas nuvens de gás. Outros teriam nascido depois da formação das galáxias, como resultado do colapso de estrelas.

Atração fatal

Buraco Negro absorvendo uma estrela
com sua gigantesca gravidade

Não é possível enxergar um buraco negro. Como esse objeto atrai tudo o que passa próximo dele, nem a luz consegue escapar de sua impressionante força de atração. Assim, a única forma de detectar sua presença é pela observação do movimento de estrelas vizinhas. Como a gravidade do buraco negro é muito poderosa, os gases de estrelas próximas são sugados. Esses gases, então, formam uma longa espiral, que ganha velocidade a medida que se aproxima do centro do buraco  - é o chamada disco de acreção.

Em zonas muito próximas ao buraco negro ocorre emissão de raios X. A fricção gerada aquece o gás até o ponto de brilhar com intensidade. Como o disco de acreção alimenta-se de gases girando a velocidades muito altas, brilha intensamente na região mais próxima do núcleo. As régios mais quentes podem atingir 100 milhões de graus centígrados. Em sua borda, o disco é frio e escuro. Nessas zonas há emissão de raios X. Um buraco negro pode ter a mesma massa de milhões ou milhares de milhões de sóis.

O horizonte de eventos marca o limite do buraco negro. Um objeto que atravesse o horizonte de eventos seguirá uma trajetória espiral em direção ao poço gravitacional. Alguns cientistas acreditam na existência dos buracos de minhoca (wormholes, em inglês), que seriam ‘’túneis’’ pelos quais se poderia viajar pelo universo. Aproveitando a curvatura do espaço, seria possível, em tese, viajar a outros pontos do cosmos.

Quasares

Todo quasar apresenta um  buraco  
negro super massivo em seu centro

         Os quasares estão entre os mais brilhantes objetos do universo. Descobertos em 1961, eles parecem, à primeira vista, estrelas azuladas, tão intensa é a sua luz – alguns podem brilhar até 1 trilhão de vezes mais do que o Sol. A sua incrível luminosidade decorre do fato de serem grandes fontes de rádio. Por isso, a descoberta foi batizada de ‘’quase Stellar Radio Sources’’, que, depois, deu origem à palavra quasar. Ainda não há consenso sobre o que seria um quasar. Uma suposição é de que ele seria composto de galáxias com buracos negros muito ativos em seu centro. Este atrairia as estrelas e os gases próximos, emitindo intensa radiação como resultado desse processo.

Pulsares e Blazares

Reprodução de um Pulsar

Há outros objetos no espaço que emitem ondas de rádio. Um deles, o pulsar, emite pulsos regulares dessas ondas, além de radiação e raios X. A descoberta foi feita por Jocelyn Bell, uma estudante de doutorado inglesa que, em 1967, observou uma estrela que pulsava exatamente a cada 1,3 segundo. A regularidade dos pulsos fez com que a astrônoma pensasse que podiam ser sinais de vida extraterrestre. Na verdade, o pulsar seria uma pequena estrela -  com menos de 20 quilômetros de diâmetro – formada por nêutrons e que gira de forma regular, e com gigantesca velocidade, em torno de seu próprio eixo.

Os blazares, conhecidos como objetos BL Lancertae -  nome do cientista que o identificou, em 1929, o primeiro deles - , também são fontes de rádio. Além disso eles apresentam outras características: variam em curtos períodos de tempo, têm luz polarizada e espectro sem linhas de emissão ou absorção. Acredita-se que, como os quasares, os blazares obtenham sua energia de gás sugado de um buraco negro central, que libera grandes cargas de radiação.

Matéria escura

            A partir da década de 1930, com a observação mais apurada das galáxias, um outro mistério começou a instigar o universo da astronomia: depois de contabilizar todas as estrelas e galáxias conhecidas, os astrônomos perceberam que a somatória delas não chegava a 5% da massa total que deviria existir no cosmos. Isso porque há fenômenos, como a rotação das galáxias, que existem muito mais gravidade do que realmente existe. Essa matéria que faltaria para cobrir os ‘’vazios’’ do universo -  e que ainda não foi identificada – seria a chamada matéria escura.

Atualmente, parte dos cientistas acredita que a matéria escura seria composta por partículas infinitamente pequenas denominadas neutralinos, que teriam altos índices de concentração de massa. Os neutralinos seriam a resposta para preencher a massa total do universo. Outro grupo de cientistas, porém, sustenta que a matéria escura não existe e que fenômenos ainda não compreendidos poderiam ser explicados pela própria ação da força gravitacional. 

Veja mais postagens sobre este tema acessando os links abaixo:

• De que é feito 96% do universo? 
• De gigantes a minúsculos, mas sempre buracos negros 
• Teorias desconcertantes - entendendo a Física Moderna

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Série: O Universo com suas Estrelas, Galáxias ...

Fonte: Atlas do Universo

Megatelescópio pode revelar segredos da formação do Universo

Cientistas estão usando o maior telescópio do mundo, enterrado no gelo do Polo Sul, para tentar desvendar os mistérios das minúsculas partículas chamadas neutrinos, que podem esclarecer como o universo se formou.

O aparelho, chamado IceCube (cubo de gelo em inglês), levou dez anos para ser construído, a 2.400 metros abaixo da superfície do gelo antártico. Ele mede um quilômetro cúbico e é maior que os edifícios Empire State (Nova York), Willis Tower (ex-Sears Tower, Chicago) e World Financial Center (Xangai) somados.

Supertelescópio detector de neutrino, na Antártica

O telescópio serve para observar neutrinos, que são emitidos por explosões estelares e se deslocam quase à velocidade da luz. Ele passou a atrair mais atenções depois do anúncio, na semana passada, de uma partícula subatômica que parece ser o bóson de Higgs - o "tijolo" básico do universo.

"Você levanta o dedo e 100 bilhões de neutrinos passam por ele a cada segundo vindos do Sol", disse a física Jenni Adams, da Universidade de Canterbury (Nova Zelândia), que trabalha com o IceCube.

O telescópio é basicamente uma série de detectores de luz enterrados no gelo. Quando os neutrinos, que estão em todo lugar, interagem com o gelo, eles produzem partículas carregadas que são então capazes de gerar luz, a qual pode ser detectada.

O gelo funciona como uma rede que isola os neutrinos, facilitando sua observação. Ele também protege o telescópio contra radiações potencialmente nocivas.

"Se uma supernova explodir na nossa galáxia agora, podemos detectar centenas de neutrinos com o IceCube", disse Adams a jornalistas na Conferência Internacional de Física de Alta Energia, em Melbourne. "Não seremos capazes de vê-los individualmente, mas o detector inteiro irá se acender como uma grande queima de fogos de artifício."

O módulo digital óptico do telescópio
IceCube, instalado na Antártica
para observar neutrinos,
umas das partículas que ajudaram
na formação do universo.

Os cientistas estão tentando monitorar as partículas para descobrir sua origem, na esperança de que isso dê pistas sobre o que acontece no espaço, especialmente em partes invisíveis do universo, conhecidas como matéria escura.

Antes da conclusão do IceCube, em 2010, os cientistas haviam observado apenas 14 neutrinos. Com o novo telescópio, que atua em conjunto com um aparelho no Mediterrâneo, centenas de neutrinos já foram detectados.

Até agora, todos eles foram criados pela atmosfera terrestre, mas os cientistas do IceCube esperam um dia detectar alguns vindos do espaço. "Os neutrinos... vão apontar para de onde vieram", afirmou Adams.

Fontes: Reuters e G1

Episodio 3 - Big Bang

 

Será que tudo começou numa grande explosão? O programa mostra que a coisa é muito mais complexa. O universo segue em expansão acelerada e o nosso jovem Sistema Solar nascido 9,5 bilhões de anos do começo de tudo, viaja nessa expansão com toda a nossa galáxia.

Fonte: TV Escola

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A Explosão Primordial

          De onde viemos? A pergunta sempre intrigou os cientistas e até hoje não tem resposta definitiva. Existe, inclusive, um ramo específico da astronomia, a cosmologia, que se dedica ao estudo da origem e evolução do universo. A cosmologia ganhou impulso principalmente a partir da década de 1920, quando novas descobertas mostraram indícios de que a chave do mistério do universo poderia ser uma explosão primordial, há certa de 15 bilhões de anos, conhecida como Big Bang.

         A primeira pista foi desvendada pelo cientista norte-americano Edwin Powell Hubble (1889-1953). Nos anos de 1920, o astrônomo percebeu que o universo estava em expansão – ou seja, as galáxias estão se afastando umas das outras.

         Como ele chegou a essa conclusão? Hubble observou com um potente telescópio e notou que o espectro de luz emitido por elas tendia ao vermelho – um sinal de que todas estavam se distanciando. A medição usada por Hubble foi baseada no efeito Dopple, pelo qual os componentes de luz enviados por objetos luminosos se deslocam para o vermelho quando se afastam e tendem ao azul quando se aproximam.

         Dessa forma, Hubble não somente constatou que as galáxias não moviam aleatoriamente, mas descobriu que seguiam uma tendência de afastamento. Com isso, percebeu que o universo provavelmente seria bem maior do que supunha até então e que seu movimento de expansão é constante. Hoje sabemos que isso ocorre a uma velocidade aproximadamente 50km/s.

Ovo cósmico

         A descoberta de Hubble foi fundamental para que o belga Georges Edward Lemaître (1894-1966) fosse adiante na explicação da origem do universo. Lemaître concluiu que no tempo zero havia uma massa minúscula, chamada por ele de ovo cósmico – ou superátomo – que se contraia e se expandia a um efeito gravitacional, como já havia comprovado Hubble. Esse movimento fez com que sua temperatura interna aumentasse muito. Quando atingiu uma temperatura elevadíssima, o ovo explodiu criando tudo o que existe hoje, como as estrelas e os plantas, dando também origem ao espaço e ao tempo.

         Para explicar o acumulo de energia que explodiu repentinamente o russo George Gamow cunhou o fenômeno com a expressão Big Bang – criado em 1915 pelo cosmólogo inglês Fred Hoyll. Assim, a teoria sustenta a ideia de algo infinitamente pequeno, denso e quente, comprimido em um tamanho menor do que um núcleo de um átomo. Em um lapso de tempo (menos que um milésimo de se segundo), o universo cresceu exponencialmente.

         Em 1964, mais uma descoberta foi acrescentada as provas da teoria do Big Bang. Arno Penzias e Robert Wilson constataram que no espaço a uma radiação cósmica originária do tempo em que houve a explosão primordial – é a maior evidência para a comprovação da teoria, também chamada de “Modelo Padrão”, por ser aceita pela comunidade científica internacional.

Idade do universo

Estudos mais recentes estimam que o universo tem
13,7 bilhoes de anos

         E como podemos mensurar a idade do universo? Se as galáxias estão se afastando é porque, em algum momento no passado, todos os elementos estavam juntos. Hubble calculou a velocidade e a distância entre várias galáxias e chegou a conclusão de que o universo teria aproximadamente 2 bilhões. Era uma estimativa insustentável, afinal, já se sabia que a Terra tinha mais que o dobro dessa idade e, portanto, o universo não poderia ser mais novo do que ela.

         Atualmente, vários métodos são usados para estimar a idade do universo. Um deles é calcular a idade de estrelas mais velhas de aglomerados estelares, que são formados por milhares de estrelas atraídas entre si pela ação da gravidade. Uma estrela evolui com a queima de hidrogênio e, analisando os estágios dessa evolução, pode-se calcular sua idade aproximada. Si conferirmos ao universo a mesma idade dessas estrelas anciãs, é possível chegar a números que variam entre 10 e 20 bilhões de anos. O número mais aceito entre os cientistas é 15 bilhões de anos. De qualquer modo, independentemente da determinação do instante da explosão inicial e da idade exata do universo, a teoria do Big Bang é, até agora, a mais viável para explicar seu nascimento.

Um fim distante

         Para onde vamos? Essa é, talvez, a segunda pergunta que mais intriga os astrônomos. A ciência tem especulado se o universo pode chegar ao fim. A resposta é sim. Se não continuar a se expandir suficientemente rápido, como acontece desde o Big Bang, o material que forma o cosmos acabará por estacionar-se. Isso poderá provocar uma contração, decorrente da ação da força gravitacional, e o universo voltará a um ponto central, ocasionando um colapso chamado pelo pelos cientistas de Big Crunch – ou grande esmagamento.

No fim tudo pode retroceder a um ponto primordial - Big Crunch

         Foi em 1992 que estudiosos da Universidade da Califórnia, em Berkeley, nos EUA, descobriram que 90% da matéria encontrada no universo é formada por vastos tufos de gás. Esses elementos, mais o resto das estrelas extintas, podem criar um campo gravitacional bastante forte para que o material do universo, desprendido no Big Bang, volte a se juntar. Para que isso ocorra, no entanto, as galáxias devem parar de se afastar e começar a se aproximar. Como o cosmo continua sua expansão, e de maneira acelerada, o fim, dessa maneira parece estar muito distante e improvável.

Os três prováveis fins - Big Crunch, Big Freeze e Big Rip

          Porém há outra teoria, onde o universo tornar-se-ia demasiado frio para poder abrigar a vida devido à contínua expansão. Nesta teoria, denominada Big Freeze, o universo se expandiria a tal ponto que até mesmo as estrelas de uma galáxia ficariam muito distantes uma das outras, e com suas mortes, o universo passaria ser um lugar frio e sem vida.

Paralelo ao Big Freeze há uma teoria mais recente, cujo afastamento da matéria chegaria ao nível molecular. A chave desta hipótese é a quantidade de energia escura no Universo. Se o Universo contém suficiente energia escura, poderia terminar tendendo a uma desagregação de toda a matéria. Tal teoria é chamada de Big Rip – ou grande ruptura.

Resumindo:

O vídeo explica em detalhes a origem do universo e sua evolução, segundo a teoria do Big Bang.

Postagens relacionadas: 

• Tempo e Espaço
• Receita para se fazer um universo
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Série: O Universo com suas estrelas, galáxias ...

Fontes: Atlas do Universo e Universe Today

Tempo e Espaço

Quer fazer uma viagem no tempo e no espaço? Então, não precisa ir longe. Basta olhar, em uma noite límpida, para um céu estrelado. Cada pontinho brilhante é a própria visão do passado, que pode ser breve ou muito remoto.

Olhar o céu noturno, com cada pontinho brilhante, é mais do que simplesmente apreciar a beleza das estrelas. É como ver uma fotografia do passado. Essa é uma idéia fascinante, quando se trona bem compreendida. É simples entender. Lembre-se de que a luz do Sol leva pouco mais de 8 minutos para chegar até a Terra, atravessando os cerca de 150 milhões de quilômetros que separam os dois corpos celestes na velocidade da luz – 300 mil Km/s no vácuo.

Sirius, umas das estrelas mais próximas a nós.

 Do mesmo modo que o Sol, cada estrela emite luz. Esta, pro sua vez, propaga-se em todas as direções pelo espaço e percorre determinada distância, maior ou menor, até ser visível na Terra. Conclui-se que o brilho dessa estrela (foto ao lado) leva 8,57 anos para chegar aqui, por exemplo. Ou seja, a luz que hoje vemos foi emitida, na verdade, cinco anos atrás.

 A situação torna-se mais interessante quando buscamos uma estrela situada a uma distância ainda maior. Se estiver a 150 anos-luz da Terra, isso significa que a luz captada agora foi emanada da estrela há 150 anos. O fato curioso é que, quando a referida estrela emitiu a luz que vemos hoje, nenhum dos mais de 6 bilhões de habitantes atuais do planeta havia nascido!

Distância galáctica

Galáxia de Andrômeda

O mesmo raciocínio pode ser aplicado às galáxias. Vizinha da Via Láctea, a galáxia de Andrômeda está localizada a cerca de 2,3 milhões de anos-luz. Portanto, a imagem captada pelos telescópios atuais  partiu de Andrômeda 2,3 milhões de anos atrás. Para comparar, essa época corresponde ao Paleolítico ou Idade da Pedra Lascada, quando o homem primitivo ainda vivia em cavernas e nem havia aprendido a dominar o fogo.

Com potentes telescópios de última geração, é possível enxergar muito mais longe, a bilhões de anos luz daqui. A conclusão é que, quanto mais distante se vai na observação dos astros, mais se recua no tempo. Por isso, quando os astrônomos anunciam a descoberta de uma nova galáxia a, digamos, 10 bilhões de anos-luz da Terra, a comunidade científica entra em êxtase. Afinal, o que se vê é um momento em que o universo era muito jovem.

Logo, a pergunta que fica é: o que aconteceria se um instrumento avançadíssimo de observação conseguisse captar uma imagem muito mais distante do que a referida galáxia situada a 10 bilhões de anos-luz?

É uma resposta que os cientistas continuam buscando incessantemente, porque, a partir dela, o ser humano seria capaz de ver o retrato do universo muito próximo de sua origem, do ponto em que tudo começou, há cerca de 15 bilhões de anos, quando se estima que ocorreu o Big Bang, a chamada explosão primordial que deu início a tudo o que existe atualmente. Seria a própria viagem no tempo e espaço rumo à gênese do universo.

Série: Observando o Céu
Fonte: Atlas do Universo

Prêmio Nobel de Física vai para cientistas que provaram a aceleração da expansão do Universo

Os cientistas norte-americanos Saul Perlmutter, Adam Riess e Brian Schmidt receberam o Nobel de física de 2011 por pesquisas que mostraram como a expansão do Universo está acelerando. Os estudos se basearam na observação da luz de supernovas - explosões que marcam o fim da vida de estrelas com muita massa.

O anúncio foi feito nesta terça-feira (4) no Instituto Karolinska em Estocolmo, na Suécia. O fato de que o Universo está se expandindo já era conhecido desde a década de 1920. O trio, no entanto, descobriu que essa expansão está acelerando – e não desacelerando, como era anteriormente esperado.

O prêmio:

A história da expansão do Cosmos começou com o trabalho de cientistas como Edwin Hubble - que foi homenageado ao servir de nome para o telescópio. Eles conseguiram mostrar, por meio de observações, que o Universo estava aumentando de tamanho.

Para crescer, o Universo precisa ter energia, que os astrônomos acreditavam vir somente de objetos como nós, as árvores, os planetas e as estrelas. Mas se isso fosse verdade, a gravidade desses materiais iria fazer o Universo ser "brecado". Ainda iria crescer, mas não tão rápido.

Mas os três cientistas escolhidos para receber o Nobel de física de 2011 mostraram, por observações, que o crescimento do Universo não só existe como está sendo acelerado a cada momento.

Expansão acelerada:

Trabalhando separadamente em dois grupos de pesquisa durante os anos 1990 – Perlmutter em um e Schmidt e Riess em outro – os astrônomos traçaram o mapa da expansão do universo por meio da análise de um tipo de supernovas, explosões ocorridas no fim da vida de estrelas com muita.

A análise dos dados colhidos a partir dessas explosões levou o trio a concluir que a aceleração existe. Uma das explicações para esse crescimento é a existência da energia e da matéria escura. Ambas são diferentes da matéria visível, a que nos cerca no dia a dia.

Eles descobriram que a luz emitida por mais de 50 supernovas distantes era mais fraca que o esperado, um sinal de que o universo estava se expandindo a uma taxa acelerada.

"Por quase um século já se sabia que o universo está se expandindo por consequência do Big Bang, há cerca de 14 bilhões de anos”, disse um dos membros do comitê durante o anúncio do prêmio. "No entanto, a descoberta de que essa expansão está se acelerando é espantosa. Se a expansão vai continuar a acelerar o universo acabará em gelo". Acredita-se que a aceleração seja impulsionada pela energia escura, um dos grandes mistérios do universo.

Os astrônomos estimam que a energia escura – uma espécie de gravidade às avessas, repelindo a matéria que dela se aproxima – responde por cerca de três quartos do universo. Segundo os astrônomos, somente 4% do Universo deve ser feito de átomos como os que estão nos humanos, nos animais e nas estrelas o restante é composto por matéria escura (23%).

De acordo com a academia sueca, os três pesquisadores foram pegos de surpresa pela descoberta. Eles esperavam encontrar como resultado de seus estudos que a expansão do universo estava desacelerando. Mas as duas equipes chegaram justamente à conclusão de que as galáxias distantes estavam se afastando a uma velocidade cada vez maior.

"Acabamos contando ao mundo que temos esse resultado maluco, que o universo está se acelerando", disse Schmidt em entrevista coletiva telefônica depois do anúncio do prêmio em Estocolmo. "Parecia maluco demais para ser correto, e acho que ficamos um pouco assustados."

Os trabalhos do trio norte-americano ainda estão em pleno acordo com as previsões feitas por Albert Einstein ao demonstrar a teoria da relatividade geral. Elas poderão salvar, inclusive, uma parte da pesquisa do físico alemão que era tida como um erro até mesmo pelo próprio Einstein: a constante cosmológica, um recurso usado pelo cientista para tentar salvar a ideia.

Antes de morrer, em 1955, Einstein reconheceu a constante cosmológica como um erro. Ele também admitiu que o Universo, de fato, estava se expandindo.

Agora, em 2011, o Nobel reconhece três cientistas que podem usar a constante cosmológica para provar o aumento do Universo. Diferente da ideia inicial de Einstein, mas salvando um conceito que era tido como errado há mais de meio século.

Perlmutter, Schmidt e Adam Riess

Perlmutter, nascido em 1959 nos Estados Unidos, coordena o Projeto Cosmológico Supernova, na Universidade de Berkeley.

Seu colega Schmidt, nascido também nos Estados Unidos em 1967 e com nacionalidade australiana, é professor da Universidade Nacional da Austrália.

O terceiro premiado nascido em Washington, em 1969, é professor de astronomia e física em Baltimore (EUA).

Veja a lista dos últimos premiados pelo Nobel de Física:

- 2011: Saul Perlmutter e Adam Riess (Estados Unidos) e Brian Schmidt (Austrália/Estados Unidos);
- 2010: Andre Geim (Países-Baixos), Konstantin Novoselov (Rússia/Grã-Bretanha);
- 2009: Charles Kao (Estados Unidos/Grã-Bretanha), Willard Boyle (Estados Unidos/Canadá), George Smith (Estados Unidos);
- 2008: Yoichiro Nambu (Estados Unidos), Makoto Kobayashi e Toshihide Maskawa (Japão);
- 2007: Albert Fert (França) e Peter Grünberg (Alemanha);
- 2006: John C. Mather (Estados Unidos) e George F. Smoot (Estados Unidos);
- 2005: Roy J. Glauber (Estados Unidos), John L. Hall (Estados Unidos) e Theodor W. Hänsch (Alemanha);
- 2004: David J. Gross, H. David Politzer e Frank Wilczek (Estados Unidos);
- 2003: Alexei A. Abrikosov (Rússia/Estados Unidos), Vitaly Ginzburg (Rússia) e Antony J. Leggett (Grã-Bretanha/Estados Unidos);
- 2002: Raymond Davis Jr (Estados Unidos), Masatoshi Koshiba (Japão), e Riccardo Giacconi (Estados Unidos).

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Fontes: G1 e IG