1

Escola Secundária de José Saramago

FQA – 10º ano

Marília Peres

“Nós somos Química e oNós somos Química e o resto do Universo

também”

2

Introdução

«A coisa mais incompreensívelacerca do nosso Universo é que elepode ser compreendido.»

Albert EinsteinAlbert Einstein

Estrutura do Universo

Galileu Galilei (1564-1642) Johannes Kepler (1571-1630)

Contribuíram para a alteração da convicção de que a Terra era o

centro do Universo.

3

Estrutura do Universo

UniversoUniverso

é formado por

Galáxias Espaço intergalático

p

onde existem

Estrelas e Sistemas

Planetários

Restos de Estrelas

Poeiras interestelares Nebulosas

Estrutura do Universo

O Universo é tudo o que existe, existiu ou existirá!

A l i é t d i tífi d U iA cosmologia é o estudo científico do Universo.

Sistemas de GaláxiasVia Láctea Sistema Solar

4

Estrutura do Universo

As galáxias podem ter

várias formas

Fonte: http://www.prof2000.pt/users/angelof/af16/ts_galaxias/bigga2.htm

Estrutura do Universo

Galáxias: aglomerados de milhões e milhões de estrelas

Galáxia Andrómeda Nuvens de Magalhães

As galáxias mais próximas de nós, visíveis no Hemisfério Sul.

5

Estrutura do Universo

Nebulosas:

Grandes nuvens gasosas, compostas fundamentalmente por hidrogénio e algum hélio.

Nebulosa de Orion

Posição da Terra no Universo

Esta é uma viagem que começa e termina com distâncias possíveis de serem entendidas, apenas por meio de notação científica.

Começa a 10 milhões de anos-luz (1023m) e termina a 10-16 m de distância do nosso planeta.p

Boa-viagem!

6

10 milhões de anos-luz (1023m) de distância da

Via Látea.

Fonte: http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/scienceopticsu/powersof10/index.html

1 milhão de anos-luz (1022m).

Torna-se visível a espiral.

7

10.000 anos-luz (1020m). Aparecem estrelas da nossa

galáxia.

1.000 anos-luz (1019m).

As estrelas dez vezes mais perto.

8

100 anos-luz (1018m). Nada

além de estrelas.

10 anos-luz (1017m). Ainda apenas estrelas.

9

1 ano-luz (1016m). O Sol aparece bem pequeno.

1015m - O Sol um pouco maior.

10

1014m - O Sistema Solar

começa a aparecer.

1013m - O nosso Sistema

Solar mais definido.

11

1012m - Órbitas de: Mercúrio, Vênus, Terra,

Marte e Júpiter.

100 milhões de quilómetros

(1011m). Órbitas de:

Vênus, Terra e Marte.

12

10 milhões de quilómetros

(1010m). Parte da órbita da

Terra.

1 milhão de quilómetros (109m). Pode

ser vista a órbita da Lua.

13

100000 quilómetros (108m). A Terra ainda pequena.

10.000 quilómetros (107m).

O hemisfério Norte da Terra.

14

1.000 quilómetros (106m). Foto

característica de satélite.

100 quilómetros

(105m).

15

10 quilómetros (104m). Mal se distinguem os

bairros.

1 quilómetro (103m). Já é

possível praticar pára-

quedismo.

16

100 metros (102m). Vista

típica de helicóptero.

10 metros (101m). Já se distinguem as

folhas.

17

1 metro (100m). Com o braço

esticado...

10 centímetros(10-1m) ...

pode-se tocar nas folhas.

18

1 centímetro (10-

2m). É possível sentir o cheiro

da folha.

1 milímetro (10-3m). Os

vasos da folha aparecem.

19

100 micro (10-4m).

As células aparecem.

10 micro (10-5m).

... mais perto

20

1 micro (10-6m). O núcleo das células fica

visível.

1.000 angstrons (10-7m).

Os cromossomas

aparecemaparecem.

21

100 angstrons (10-8m). O DNA

pode ser identificado.

1 nanómetro (10-9m). Os átomos ...

22

1 angstrom (10-10m). Nuvens de electrões num

átomo de carbono.

10 picómetros (10-11m). O electrão ...

23

1 picómetro (10-12m).

Espaço vazio entre o núcleo e as órbitas de

l t õelectrões.

100 fentos (10-13m).

O núcleo ainda pequeno.

24

10 fentos (10-14m).

O núcleo de um átomo de

Carbono.

1 fento 10-15m).

Face a face com um protão.p

25

100 atometros (10 16 )(10-16m).

Examinando-se as partículas

“quark”.

2.ª Parte

Escola Secundária de José Saramago

FQA – 10º ano 2011/2012

Marília Peres50

26

A expansão do Universo

No início do século XX, descobriu-se que:

lá i d i i f tas galáxias, na sua grande maioria afastam-se umas das outras;

quanto mais distantes estão umas das outras, mais depressa se afastam.

51Marília Peres

A expansão do Universo

O padre e cosmólogo Belga Lemaître, expôs, em 1927,uma teoria que chamou de "hipótese da átomoprimordial” propondo que o Universo teria tido um iníciorepentino.

Georges Lemaître (1894‐1966)

Antes da descoberta de Milton Humason e Edwin Huble (1929)

Adaptado de Amélia Fabião, 2011

52

Em 1948 George Gamow e os seuscolaboradores desenvolveram a teoria sobre aorigem do Universo conhecida hoje por BigBang.

George Gamow (1904‐1968)

27

A origem do Universo – Teoria do Big Bang

53Marília Peres

Universo

• Porque é que o Universo é escuro?(Olbers, 1823)

28

History of Our Universe

?

HOL? OJE

LHC

A origem do Universo – Teoria do Big Bang

1ª prova a favor: a expansão do1ª prova a favor: a expansão do Universo.

2ª prova a favor: a descoberta da radiação cósmica de microondas.

3ª prova a favor: a abundância dos pelementos químicos leves no Universo (H e He).

56Marília Peres

29

Em 1929, os astrónomos americanosMilton Humason e Edwin Huble, nasequência de observações efetuadasno telescópio de Monte Palomar,descobriram que as galáxias seafastavam umas das outras comg ande elocidade e q e a elocidadegrande velocidade e que a velocidadeera directamente proporcional àdistância entre as galáxias.

Milton Lasell Humason 1891 — 1972)

O espaço entre as galáxiasestá a crescer.

57Edwin Hubble(1889 —1953)

está a crescer.Então o Universo encontra-seem expansão!

Adaptado de Amélia Fabião 2011

Radiação Cósmica de Fundo

“Resíduo” (actual) da primeira luz “livre” do Universo, emitida a t =380000 anos.

30

Limitações da Teoria do Big Bang

Porque ocorreu o Big Bang?Porque ocorreu o Big Bang?

Havia algo antes do Big Bang?

Qual o destino do Universo?

59Marília Peres

A origem do Universo – Outras teorias

Teoria da Expansão Permanente

60Marília Peres

31

A origem do Universo – Outras teorias

Teoria do Universo Oscilante ou Pulsátil

61Marília Peres

A origem do Universo – Outras teorias

Teoria do Estado Estacionário

62Marília Peres

32

Escalas de comprimento, tempo e temperatura

Comprimento

Para exprimir distâncias ou comprimentos vulgares

dd

Para exprimir distâncias ou comprimentos vulgaresusamos o metro (m) ou os seus múltiplos esubmúltiplos.

Tempo

No Sistema Internacional a unidade de tempo é o

ttp

segundo (s). Em Astronomia, porém, costuma-semedir o tempo em anos:

1 ano = 365 24 60 60 = 3,2 107 s63

Marília Peres

unidade astronómica

1 UA

Uma unidade astronómica (UA) é adistância média entre o Sol e a Terra

64

distância média entre o Sol e a Terra.

1 UA = 1,50 x 1011 m

33

Tabela de Conversões

Tabela de conversões das unidades de distâncias astronómicas na unidade SI de distância

Unidade Astronómica

(UA)

Ano-Luz (a. l.)

Parsec(pc)

metro (m)

1,00 UA 1,60x10-5 a.l. 4,90x10-6 pc 1,50x10 11 m

6,31x104 UA 1,00 a.l. 0,31 pc 9,47x1015 m

2,06x105 UA 3,26 a.l. 1,00 pc 3,09x1016 m

65Marília Peres

Escalas de comprimento, tempo e temperatura

Temperatura

t (ºC) t (ºF)

66

34

Escalas de comprimento, tempo e temperatura

Temperatura

T (K) = t (ºC) + 273

t (ºF) = 1,8 x t (ºC) + 32

67Marília Peres