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(No Transcript)
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Observatório do CDCC - USP/SC
Setor de Astronomia (OBSERVATÓRIO) (Centro de
Divulgação da Astronomia - CDA) Centro de
Divulgação Científica e Cultural -
CDCC Universidade de São Paulo -
USP http//www.cdcc.sc.usp.br/cda Endereço Av.
Trabalhador São-Carlense, n.400 São
Carlos-SP Tel 0-xx-16-273-9191
(Observatório) Tel 0-xx-16-273-9772
(CDCC) e-mail cda_at_cdcc.sc.usp.br LocalizaçãoLat
itude 22 00' 39,5"S Longitude 47 53'
47,5"W Imagem O Inicio do Observatório
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(No Transcript)
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Modelos de universo
Por Flávia Polati Ferreira flaviapolati_at_hotmail.c
om
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Sessão Astronomia
As Sessões Astronomia são palestras proferidas
pela equipe do Setor de Astronomia todos os
sábados às 21h00. Iniciadas em 1992, foram
criadas com o objetivo de falar sobre Astronomia
ao nosso público em uma linguagem simples e
acessível a todas as faixas etárias. Estas
palestras se tornaram uma opção de diversão e
informação para a comunidade local e também para
visitantes de nossa cidade. Os temas abordados
são os mais variados possíveis. O material
multimídia contido aqui consiste numa opção
audiovisual complementar que o professor do
Sistema de Ensino pode utilizar como auxílio às
suas aulas. O conteúdo das Sessões Astronomia
pode ser acessado no seguinte endereço http//www
.cdcc.sc.usp.br/cda/sessao-astronomia/ Crédito do
logo Sessão Astronomia, CDCC-USP/SC, criado por
Andre Fonseca da Silva Observação Padrão e
resolução da apresentação 800 x 600 pixel com
imagens a 96 dpi ou 38 pixel por centímetro com
dimensão de 8,35 polegadas x 6,26 polegadas ou
21,2 cm x 15,9 cm respectivamente. Editado
normamente em Office 97, podendo haver
incompatibilidade de execução no Office XP e
vice-versa.
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Os slides dessa apresentação foram criados a
partir das aulas sobre história da cosmologia
ministradas no curso de História da Ciência. Eles
fazem parte da pesquisa de mestrado de Alexandre
Bagdonas Henrique, intitulada Discutindo a
natureza da ciência a partir de episódios da
história da cosmologia. Para mais detalhes sobre
essa pesquisa alebagdonas_at_gmail.com
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• Conteúdo
• Cosmologia - o estudo do universo
• O universo estático
• A cosmologia Newtoniana O universo finito e
  estático de Einstein O universo estático e vazio
  de W. de Sitter
• 3. O universo em expansão
• O universo em expansão e contração de Friedmann
  O universo em expansão de Lemaître e Eddington
  Evidências observacionais a favor do universo em
  expansão Hubble.
• 4. A teoria do Big Bang
• A idade do universo A formação dos elementos
  químicos Analogias para entender o Big Bang
• 5. A teoria do Estado Estacionário

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Cosmologia - o estudo do universo
A figura foi retirada da palestra Cosmologia,
de Wilton Dias, ministrada no Observatório do
CDCC-USP
Fonte GREF,Mecânica 4
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Cosmologia - o estudo do universo
Astronomia
Terra
Planetas
Lua
Cometas
Estrelas
Meio interestelar
Galáxias
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A cosmologia de Isaac Newton (1643-1727)

• Gravidade é uma
• força de atração entre corpos que têm massa
• Problema estabilidade do universo
• Espaço seria
• Infinito
• Homogêneo
• Estático

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Uma nova visão da gravidade
Gravidade não é uma força! Newton - força que se
propaga instantaneamente Einstein massas
seguem a curvatura do espaçotempo
Figura einstein.stanford.edu/
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A cosmologia relativística
A grande maioria dos modelos cosmológicos atuais
foram obtidos a partir das equações da
relatividade geral. Envolvem conjuntos de quatro
coordenadas (três espaciais e uma temporal)
chamados tensores Compreender
quantitativamente os modelos cosmológicos
relativísticos exige muito tempo de treinamento
específico
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Universo estático - A. Einstein em 1917
Resultados da relatividade geral para o universo
como um todo o universo não poderia ser
estático. Constante Cosmológica representa um
tipo de repulsão, equilibrando a atração
gravitacional.
Homogêneo, finito e ilimitado (em um espaço
curvo e fechado)
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Constante cosmológica - W. de Sitter (1917)
Acrescentou uma constante nas suas equações
força repulsiva
Matemático, físico e astrônomo holandês Encontrou
outra solução para as equações de
Einstein Universo sem matéria
Fonte The astronomy/cosmology debates of the
1930's 1940s
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Universo em expansão (1922) A. Friedmann


Alexander Friedmann (1888-1925)
o que determina a expansão do universo é a sua
densidade de matéria
Modelos de Friedmann
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UNIVERSO CÍCLICO
Universo alternando expansões e contrações.
Possibilidade matemática interessante para
Friedmann
A figura foi retirada de Harrison 1981, p. 299
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Universo em Expansão Modelo de Lemaître -
Eddington
Arthur Eddington (1882-1944)
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Universo em Expansão Modelo de Lemaître -
Eddington
Átomo primordial
Lemaître -Eddington
Lemaître introduz um início do universo Primeiro
universo relativístico com um começo no tempo (um
dia sem ontem) !
Filosoficamente, a noção de um início da ordem
atual da natureza me parece repugnante (Eddington
, 1931)
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Hubble a expansão do universo
Não aceitou a ideia de um universo em
expansão Em uma carta a De Sitter em 1931,
escreveu que ele e seu colaborador Milton Humason
sentiam "que a interpretação (dos redshift das
galáxias) deve ser deixada para você e os outros
poucos que são suficientemente competentes para
discutir esta questão com autoridade" (Hubble
1931 apud Kragh Smith 2003, p. 152).
Edwin Hubble (1889-1953)
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A lei de Hubble
no eixo y vemos velocidades radiais,
corrigidas pelo movimento solar e no eixo x as
distâncias das galáxias estimadas a partir das
luminosidades médias das nebulosas no aglomerado
(Hubble 1929, p. 172)
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O BIG BANG
Movimento próprio e velocidade de recessão


Efeito Doppler movimento próprio no espaço
Redshift cosmológico velocidade de recessão
causada pelo movimento do espaço
Fonte Efeito Doppler Cool cosmos Redshift
cosmológico Astronomy Ohio
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O BIG BANG
O Big Bang

George Gamow (19041968) Ralph Alpher (1921-2007)
Robert Hermann (1920-1997)

Física de partículas e cosmologia
Alexander Friedmann (1888-1925) Georges Lemaître
(1894-1966) Sir Arthur Eddington (1822-1944)
Modelos teóricos para universo em expansão
Começo no tempo o universo tem uma idade finita
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Analogias para entender o Big Bang
São propostas duas analogias para entender melhor
o conceito de universo em expansão

1. Uma granada explodindo

2) Um balão inflando.
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A grande explosão
Por que é inadequado ver o Big Bang como uma
explosão?
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O BIG BANG
Teoria do Estado Estacionário

Trio de Cambridge conversas começam no fim da
década de 1940

Hermann Bondi (1919-2005)
Thomas Gold (1920-2004)
Fred Hoyle (1915-2001)
Matemática e lógica Fã de Karl Popper
Discussões conceituais Contra o método
Físico e astrônomo Teoria mais quantitativa
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Estacionário?
Um rio é estacionário, mas não estático há
movimento mas ele mantém sua aparência constante
Fonte SOS Rios do Brasil
Estático significa que o universo não está expand
indo nem contraindo (modelo de Newton, Einstein e
De Sitter). Estacionário é invariável em larga
escala com o tempo. Em expansão (modelo de
Hoyle, Bondi e Gold)

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The nature of the universe
Série de palestras sobre cosmologia para a BBC de
Londres, que foram posteriormente transcritas e
publicadas na forma de um livro The nature of
the universe. Tiveram alguns milhões de
elespectadores, tornando o debate público
Fred Hoyle (1915-2001)
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E. Estacionário Universo invariável

O universo tem uma velocidade de expansão constant
e (constante de Hubble). Para que a densidade se
mantenha constante é preciso que haja criação de
matéria! 10-43 g.s-1cm-3 - um átomo de
hidrogênio criado a cada bilhão de anos, em um
volume de um litro O que é mais estranho Uma
criação contínua e lenta, ou que o universo, os
elementos químicos e a vida tenham sido criados
abruptamente?
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Críticas ao Big Bang

• Essa ideia do big bang me pareceu ser
  insatisfatória, mesmo antes que um exame
  detalhado tenha mostrado que ela leva a sérias
  dificuldades (Hoyle 1950, p.120).
• Problema da Idade do Universo
• Universo de cerca de dois bilhões de anos
• Como explicar a formação das galáxias?
• A origem dos elementos químicos
• Gamow, Alpher e Herman no universo primordial
  (Alpher et al 1948)
• Hoyle, Burbidge nas estrelas (Hoyle et al 1957)

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Afinal o universo teve um começo ou sempre
existiu?

• Não há respostas definitivas
• Há um número crescente de cientistas que propõe
  abordagens alternativas (Alfvén, Hoyle, Assis,
  Arp, Kanipe 1995)
• O Big Bang é o mais aceito, mesmo assim não é
  garantido que houve um começo!

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• Obrigada!
• AGRADECIMENTOS
• Alexandre Bagdonas Henrique (antigo monitor)

Por Flávia Polati Ferreira flaviapolati_at_gmail.com