quanto tempo é necessário para fabricar um celular de...

Davi C. Rodrigues

Núcleo Cosmo-ufes & Departamento de Física,

Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, ES - Brasil

Vitória, ES - Brasil 08 de abril de 2018

Universo no Parque / Parque da Vale

Quanto tempo é necessário para fabricar um celular de última geração?

Vitória, ES - Brasil 08 de abril de 2018

Universo no Parque / Parque da Vale

Quanto tempo é necessário para fabricar um celular de última geração?

Resposta: 13,8 bilhões de anos

Davi C. RodriguesUniverso no Parque

Comecemos por uma simples compra…

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Por exemplo, da onde veio este celular?


Comecemos por uma simples compra…

�4

Por exemplo, da onde veio este celular?

Eu

Internet

Loja

Entregador


Origem das peças e subpeças…

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www.sourcemap.com

Descobrir de onde veio cada uma de suas partes, antes de chegar à loja, e de onde as partes de suas partes vieram, não é simples…

Exemplo para o caso de um simples chocolate…

http://www.sourcemap.com


Os materiais usados vêm por fim de recursos extraídos da Terra

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Os materiais usados vêm por fim de recursos extraídos da Terra

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(…)


De volta ao celular…

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As empresas que montam celulares às vezes enfatizam a magia desse aparelho. Bem, vejamos da onde vem um dos elementos dessa magia…


Sobre o lítio…

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Essa bateria, comum em celulares e laptops, é a base de lítio.

Baterias recarregáveis podem ser feitas de diversos materiais, as baterias de íons de lítio (Li-ion) são atualmente as com maior densidade de carga.


O Li é elemento comum de se encontrar em toda parte, contudo misturado com outros elementos e em baixa proporção.As regiões com maior densidade de L i são cand ida tas para extração.

Ainda sobre o lítio…

Lithium Statistics and Information, U.S. Geological Survey, 2017 , https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/lithium/mcs-2017-lithi.pdf

Extração de lítio. �9

https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/lithium/mcs-2017-lithi.pdf

https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/lithium/mcs-2017-lithi.pdf


E da onde veio o lítio?

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Na crosta da Terra há aproximadamente 20 mg de Li por kg.É o 25o elemento mais abundante na crosta da Terra. [Taylor, S. R.; McLennan, S. M.; Planetary crusts: their composition, origin and evolution, Cambridge (2009)].

Foi o lítio produzido na Terra através de algum processo típico de nosso planeta?



�10

Na crosta da Terra há aproximadamente 20 mg de Li por kg.É o 25o elemento mais abundante na crosta da Terra. [Taylor, S. R.; McLennan, S. M.; Planetary crusts: their composition, origin and evolution, Cambridge (2009)].

Foi o lítio produzido na Terra através de algum processo típico de nosso planeta?

Tudo indica que não, pois:

1. Desconhece-se mecanismo na Terra capaz de gerar quantidades apreciáveis de lítio.

2. O lítio já foi detectado fora da Terra e fora do Sistema Solar.



�11

Explosão de uma estrela, espalha Li na Galáxia. Esta ocorreu há 2,5 kpc (ou seja, 8,2 mil anos luz).[Cheung et al, ApJ 826 (2016)].


Produção de elementos químicos em estrelas

�12

Na verdade, o lítio não é uma excessão, diversos elementos químicossão gerados e em seguida espalhados em nossa Galáxia quando uma estrela explode.


E com isto conclui-se a história do Li?

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Bem, novas questões surgiram!

i) Essas explosões (novas) consomem o quê para gerar Li? R.: Essencialmente H e He.

ii) Haveria Li em nossa galáxia antes mesmo do surgimento das primeiras novas? R.: Sim, o Li estava presente ainda antes das novas.

As questões acima sugerem abrir mais o escopo desta apresentação.

Afinal, o Li é apenas um dos átomos que encontramos na Terra…


Onde estamos? — Um esboço da resposta

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Terra

http://www.nasa.gov/centers/goddard/images/content/638831main_globe_east_2048.jpg

http://www.nasa.gov/centers/goddard/images/content/638831main_globe_east_2048.jpg



�15

https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_System#/media/File:Planets2013.svg

Sistema Solar



�15

https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_System#/media/File:Planets2013.svg

Sistema Solar

https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_System#/media/File:InnerSolarSystem-en.png

Davi C. RodriguesUniverso no Parque�16


https://en.wikipedia.org/wiki/File:3_Solar_Interstellar_Neighborhood_%28ELitU%29.png

Vizinhança estelar do Sol


Onde estamos? — Um esboço da respostaA nossa galáxia: Via Láctea


Onde estamos? — Um esboço da respostaO Grupo Local


Onde estamos? — Um esboço da respostaVizinhanças do Grupo Local

Aglomerado de Virgohttp://www.eso.org/public/images/eso0919a/

NASAhttps://commons.wikimedia.org/wiki/File:Local_supercluster-ly.jpg


Esboço do universo: perspectiva observacional

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As galáxias mais antigas já observadas… (HUDF e HXDF)13,2 bilhões de anos atrás!

Vemos "galáxias bebês" aqui.

http://www.nasa.gov/vision/universe/starsgalaxies/hubble_UDF.html

HXDF

http://www.nasa.gov/vision/universe/starsgalaxies/hubble_UDF.html

Davi C. RodriguesA história de todas as coisas�21

Nesse período primordial do universo (380.000 anos após o Big Bang), anterior às primeiras estrelas, não havia átomos, o universo era muito quente (~3.000 K).

Já havia núcleos de H, He e Li (só os núcleos, sem os elétrons a eles presos). Núcleos mais pesados (C, O, Fe…) ainda não existiam.

A Radiação Cósmica de Fundo (ou CMB, do inglês, cosmic microwave background).

Dois prêmios Nobel de física (1978 e 2006).

A mais distante fonte de radiação que pode-se detectar.


Gerações e vidas das estrelas

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Caso do Sol


Formação de galáxias

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Da onde vêm todos os elementos que encontramos na Terra?

�24Original version, Jennifer Johnson (http://www.astronomy.ohio-state.edu/~jaj/nucleo/).


Conclusões…

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➡ Seu celular começou a ser fabricado há uns 13,8 bilhões de anos, bem antes da Terra existir, ou do Sol existir (4,6 bilhões de anos)…

➡ Boa parte dos núcleos de H, He e Li que se encontram na Terra foram formadas há umas centenas de segundos após o Big Bang! Parte do Li foi também sintetizada em estrelas. Elementos mais pesados só apareceram depois, com as estrelas.

➡ O Sistema Solar não é um sistema estelar isolado do resto de nossa Galáxia, e nossa Galáxia também não está isolada do resto do universo.

➡ Toda a matéria do universo é em essência a evolução de grandes quantidades de H e He ao longo de bilhões de anos sob a ação da gravidade (relatividade geral).


Conclusões…

�25

➡ Seu celular começou a ser fabricado há uns 13,8 bilhões de anos, bem antes da Terra existir, ou do Sol existir (4,6 bilhões de anos)…

➡ Boa parte dos núcleos de H, He e Li que se encontram na Terra foram formadas há umas centenas de segundos após o Big Bang! Parte do Li foi também sintetizada em estrelas. Elementos mais pesados só apareceram depois, com as estrelas.

➡ O Sistema Solar não é um sistema estelar isolado do resto de nossa Galáxia, e nossa Galáxia também não está isolada do resto do universo.

➡ Toda a matéria do universo é em essência a evolução de grandes quantidades de H e He ao longo de bilhões de anos sob a ação da gravidade (relatividade geral).

J-Pas: colaboração Brasil-Espanha.Instalado na Espanha.

Satélite Euclid: colaboraçãoeuropéia.

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