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COSMOLOGIAVictor O. Rivelles
Instituto de Fısica
Universidade de Sao Paulo
http://www.fma.if.usp.br/˜rivelles/
CURSO DE VERAO DO IFUSP - 2006
COSMOLOGIA – p. 1/40
Cosmologia e o estudo da origem, estrutura eevoluc ao do Universo.
COSMOLOGIA – p. 2/40
Cosmologia e o estudo da origem, estrutura eevoluc ao do Universo.
ROTEIRO
Cosmologia Grega
Cosmologia Newtoniana
Cosmologia ModernaRelatividade GeralBig BangTeoria InflacionáriaProblemas em aberto
COSMOLOGIA – p. 2/40
Mitos de Criação
Procuram dar umaexplicação para a origemdo Universo.
Utilizam uma linguagemmetafórica, baseada emsímbolos que temsignificado dentro dacultura geradora do mito.
COSMOLOGIA – p. 3/40
Mitos de Criação
Procuram dar umaexplicação para a origemdo Universo.
Utilizam uma linguagemmetafórica, baseada emsímbolos que temsignificado dentro dacultura geradora do mito.
Na religião Judaico-Cristã omito de criação estádescrito na Biblia.
COSMOLOGIA – p. 3/40
Mitos de Criação
Procuram dar umaexplicação para a origemdo Universo.
Utilizam uma linguagemmetafórica, baseada emsímbolos que temsignificado dentro dacultura geradora do mito.
Na religião Judaico-Cristã omito de criação estádescrito na Biblia.
Essa situação perdurou atéo nascimento da ...
COSMOLOGIA – p. 3/40
Filosofia OcidentalNasceu na Grécia ao redor de 600 AC.
COSMOLOGIA – p. 4/40
Filosofia OcidentalNasceu na Grécia ao redor de 600 AC.
Buscavam explicar todas as coisas através de um oupoucos princípios.
Compreender a natureza sem apelar para o misticismo.
COSMOLOGIA – p. 4/40
Filosofia OcidentalNasceu na Grécia ao redor de 600 AC.
Buscavam explicar todas as coisas através de um oupoucos princípios.
Compreender a natureza sem apelar para o misticismo.
Sócrates
Platão
Aristóteles
COSMOLOGIA – p. 4/40
Cosmologia Grega, 350 ACGeocêntrica: o Sol, alua e os planetasgiram ao redor daTerra enquanto asestrelas formam umfundo fixo.
COSMOLOGIA – p. 5/40
Cosmologia Grega, 350 ACGeocêntrica: o Sol, alua e os planetasgiram ao redor daTerra enquanto asestrelas formam umfundo fixo.
O Universo é finitoe os corpos celestestêm seus movimen-tos regidos rigorosa-mente pelas leis natu-rais baseadas na geo-metria.
COSMOLOGIA – p. 5/40
Cosmologia GregaCláudio Ptolomeuconsiderava a Terraimóvel e rodeada deesferas transparentesde cristal que giravama sua volta, e o Sol, alua e os planetasfixos nessas esferas.
COSMOLOGIA – p. 6/40
Cosmologia GregaCláudio Ptolomeuconsiderava a Terraimóvel e rodeada deesferas transparentesde cristal que giravama sua volta, e o Sol, alua e os planetasfixos nessas esferas.
A cosmologia gregaperdurou por quase2000 anos.
COSMOLOGIA – p. 6/40
Idade MédiaProblemas com omovimento retrógradodos planetas foramresolvidos com osepiciclos de Ptolomeuem cerca de 100 AD.
COSMOLOGIA – p. 7/40
Idade MédiaProblemas com omovimento retrógradodos planetas foramresolvidos com osepiciclos de Ptolomeuem cerca de 100 AD.
Esta teoria foi ado-tada por Santo Tomásde Aquino no séculoXIII, e esta concepçãodo cosmo foi seguidaaté o século XVI.
COSMOLOGIA – p. 7/40
RenascençaNicolau Copérnicoem 1514 propos omodelo heliocêntricoem que os corposcelestes giravam aoredor do Sol, e nãoda Terra.
COSMOLOGIA – p. 8/40
RenascençaNicolau Copérnicoem 1514 propos omodelo heliocêntricoem que os corposcelestes giravam aoredor do Sol, e nãoda Terra.
Johannes Kepler des-cobriu que as órbitasdos astros do sistemasolar são elípticas aoredor de 1590.
COSMOLOGIA – p. 8/40
Galileu Galilei
Na primeira metade doséculo XVII, reforçou ateoria heliocêntrica com ouso do recém-inventadotelescópio.
COSMOLOGIA – p. 9/40
Galileu Galilei
Na primeira metade doséculo XVII, reforçou ateoria heliocêntrica com ouso do recém-inventadotelescópio.
Descobriu que a Via Lác-tea é formada por uma infi-nidade de estrelas, a exis-tência de satélites ao redorde Júpiter, além de observarSaturno e seus anéis, e asfases de Vênus.
COSMOLOGIA – p. 9/40
Isaac Newton, 1687
Descobriu a lei dagravitação universal
F = GMm
r2
COSMOLOGIA – p. 10/40
Isaac Newton, 1687
Descobriu a lei dagravitação universal
F = GMm
r2
Cosmologia Newtoni-ana: Universo infinito.
COSMOLOGIA – p. 10/40
Avanços na Cosmologia
Ao redor de 1700 Herschelsidentificou a estrutura emforma de disco da ViaLáctea mas ainda colocavao sistema solar em seucentro.
COSMOLOGIA – p. 11/40
Avanços na Cosmologia
Ao redor de 1700 Herschelsidentificou a estrutura emforma de disco da ViaLáctea mas ainda colocavao sistema solar em seucentro.
Em 1918 Shapley descobriuque o sistema solar não es-tava no centro mas a cercade 2/3 do raio da Via Lác-tea. Mas ainda consideravaa Via Láctea no centro doUniverso.
COSMOLOGIA – p. 11/40
Avanços na Cosmologia
Ao redor de 1700 Herschelsidentificou a estrutura emforma de disco da ViaLáctea mas ainda colocavao sistema solar em seucentro.
Em 1918 Shapley descobriuque o sistema solar não es-tava no centro mas a cercade 2/3 do raio da Via Lác-tea. Mas ainda consideravaa Via Láctea no centro doUniverso.
Em 1923 Hubble mostrouque a via Láctea era umagaláxia ordinária como qual-quer outra.
COSMOLOGIA – p. 11/40
O Princípio CosmológicoNosso lugar no Universo não parece ser especial.
COSMOLOGIA – p. 12/40
O Princípio CosmológicoNosso lugar no Universo não parece ser especial.
Consequências:
O Universo é omesmo emqualquer lu-gar:homogeneidade.
O Universo pa-rece o mesmoem qualquer di-reção: isotropia.
COSMOLOGIA – p. 12/40
O Paradoxo de Olbers, 1826Assuma o seguinte sobre o Universo:
sua extensão é infinita,
sua idade é infinita,
é estático,
as estrêlas (ou galáxias) estão distribuídas ao acaso nele.
COSMOLOGIA – p. 13/40
O Paradoxo de Olbers, 1826Assuma o seguinte sobre o Universo:
sua extensão é infinita,
sua idade é infinita,
é estático,
as estrêlas (ou galáxias) estão distribuídas ao acaso nele.
Considere uma camada esférica aoredor de um observador.
Estrêlas nessa camada irradiam luz comum fluxo proporcional à 1/r2.
COSMOLOGIA – p. 13/40
O Paradoxo de Olbers, 1826Assuma o seguinte sobre o Universo:
sua extensão é infinita,
sua idade é infinita,
é estático,
as estrêlas (ou galáxias) estão distribuídas ao acaso nele.
Considere uma camada esférica aoredor de um observador.
Estrêlas nessa camada irradiam luz comum fluxo proporcional à 1/r2.
O volume da camada é 4πr2dr.
Portanto, o fluxo total é proporcional à4πdr! Independente da distância.
COSMOLOGIA – p. 13/40
O Paradoxo de OlbersA radiação que atinge o observador é a integral em r desse fluxosobre todo o Universo.
COSMOLOGIA – p. 14/40
O Paradoxo de OlbersA radiação que atinge o observador é a integral em r desse fluxosobre todo o Universo.
O resultado é infinito !!!
COSMOLOGIA – p. 14/40
O Paradoxo de OlbersA radiação que atinge o observador é a integral em r desse fluxosobre todo o Universo.
O resultado é infinito !!!
O céu não deveria ser negro mas deveria brilhar com intensidadeinfinita!
COSMOLOGIA – p. 14/40
O Paradoxo de OlbersA radiação que atinge o observador é a integral em r desse fluxosobre todo o Universo.
O resultado é infinito !!!
O céu não deveria ser negro mas deveria brilhar com intensidadeinfinita!
Objeção: poeira poderia absorver parte da radiação.
Mas a poeira deve esquentar e depois reemitir a radiação.COSMOLOGIA – p. 14/40
Relatividade RestritaFormulada por Einstein em 1905.
A velocidade da luz é a mesma em qualquer referencial inercial.
COSMOLOGIA – p. 15/40
Relatividade RestritaFormulada por Einstein em 1905.
A velocidade da luz é a mesma em qualquer referencial inercial.
Contração de Lorentz: comprimentos dependem do observador.ℓ = ℓ0
√
1 − v2/c2
COSMOLOGIA – p. 15/40
Relatividade RestritaDilatação temporal: intervalos de tempo dependem do observador.t = t0√
1−v2/c2
COSMOLOGIA – p. 16/40
Relatividade RestritaDilatação temporal: intervalos de tempo dependem do observador.t = t0√
1−v2/c2
A relatividade restrita muda a geometria: geometria de Minkowski.
COSMOLOGIA – p. 16/40
Relatividade RestritaDilatação temporal: intervalos de tempo dependem do observador.t = t0√
1−v2/c2
A relatividade restrita muda a geometria: geometria de Minkowski.
Na geometria Euclidiana: comprimentos são constantes.
COSMOLOGIA – p. 16/40
Relatividade RestritaNa relatividade restrita: comprimentos e intervalos de tempodependem do observador.
COSMOLOGIA – p. 17/40
Relatividade RestritaNa relatividade restrita: comprimentos e intervalos de tempodependem do observador.
Há alguma quantidade é contante e não depende do observador?
Intervalo ∆s2 = ∆~x2 − ∆t2
COSMOLOGIA – p. 17/40
Relatividade RestritaNa relatividade restrita: comprimentos e intervalos de tempodependem do observador.
Há alguma quantidade é contante e não depende do observador?
Intervalo ∆s2 = ∆~x2 − ∆t2
Espaço e tempo formam o espaço-tempo quadridimensional comgeometria de Minkowski.
COSMOLOGIA – p. 17/40
Gravitação na Relatividade RestritaA força gravitacional Newtoniana propaga-se instantâneamente.
COSMOLOGIA – p. 18/40
Gravitação na Relatividade RestritaA força gravitacional Newtoniana propaga-se instantâneamente.
É necessário conciliar a relatividade restrita com a gravitação.
Einstein demorou 10 anos para compatibilizar a relatividade restritacom a gravitação.
COSMOLOGIA – p. 18/40
Gravitação na Relatividade RestritaA força gravitacional Newtoniana propaga-se instantâneamente.
É necessário conciliar a relatividade restrita com a gravitação.
Einstein demorou 10 anos para compatibilizar a relatividade restritacom a gravitação.
E o resultado é:
COSMOLOGIA – p. 18/40
Relatividade Geral, 1915Relatividade geral = teoria da gravitação relativística
COSMOLOGIA – p. 19/40
Relatividade Geral, 1915Relatividade geral = teoria da gravitação relativística
Não há força gravitacional.
A gravitação devido à curvatura doespaço.
Matéria causa a curvatura doespaço.
A curvatura determina o movimentoda matéria.
Objeto fundamental: métrica gµν
Determina todas as propriedades lo-cais do espaço curvo.
COSMOLOGIA – p. 19/40
Espaços Curvos
O que é um espaço curvo?
COSMOLOGIA – p. 20/40
Espaços Curvos
O que é um espaço curvo?
Geometria Euclidiana: soma dosângulos internos de um triângulo é 180graus.
Geometria Riemanniana: a soma podeser diferente!
COSMOLOGIA – p. 20/40
Espaços Curvos
O que é um espaço curvo?
Geometria Euclidiana: soma dosângulos internos de um triângulo é 180graus.
Geometria Riemanniana: a soma podeser diferente!
Sem curvatura: igual à 180 graus.
Curvatura positiva: maior que 180 graus.
Curvatura negativa: menor que 180graus.
COSMOLOGIA – p. 20/40
Espaços Curvos
COSMOLOGIA – p. 21/40
Espaços Curvos
Plano: comprimento infinitesimalds2 = dx2 + dy2
COSMOLOGIA – p. 21/40
Espaços Curvos
Plano: comprimento infinitesimalds2 = dx2 + dy2
Esfera: comprimento infinitesimalds2 = dθ2 + sin2θdφ2
COSMOLOGIA – p. 21/40
Espaços Curvos
Plano: comprimento infinitesimalds2 = dx2 + dy2
Esfera: comprimento infinitesimalds2 = dθ2 + sin2θdφ2
Superfície curva geral:ds2 =
∑
2
i,j=1gijdxidxj
gij é a métrica do espaço curvo
COSMOLOGIA – p. 21/40
Espaços Curvos
Plano: comprimento infinitesimalds2 = dx2 + dy2
Esfera: comprimento infinitesimalds2 = dθ2 + sin2θdφ2
Superfície curva geral:ds2 =
∑
2
i,j=1gijdxidxj
gij é a métrica do espaço curvo
Relatividade restrita:ds2 = −(dx0)2 +(dx1)2 +(dx2)2 +(dx3)2
COSMOLOGIA – p. 21/40
Espaços Curvos
Plano: comprimento infinitesimalds2 = dx2 + dy2
Esfera: comprimento infinitesimalds2 = dθ2 + sin2θdφ2
Superfície curva geral:ds2 =
∑
2
i,j=1gijdxidxj
gij é a métrica do espaço curvo
Relatividade restrita:ds2 = −(dx0)2 + (dx1)2 + (dx2)2 + (dx3)2
Relatividade geral:ds2 =
∑
3
µ,ν=0gµνdxµdxν
gµν é a métrica do ESPAÇO-TEMPO
Eqs. de Einstein: Rµν −1
2gµνR = Tµν
COSMOLOGIA – p. 21/40
Cosmologia Relativística
Friedmann encontra solu-ções da relatividade geralque mostram uma universoem expansão em 1922.
COSMOLOGIA – p. 22/40
Cosmologia Relativística
Friedmann encontra solu-ções da relatividade geralque mostram uma universoem expansão em 1922.
Na época acreditava-se que o Universo era estático!
COSMOLOGIA – p. 22/40
Cosmologia Relativística
Friedmann encontra solu-ções da relatividade geralque mostram uma universoem expansão em 1922.
Na época acreditava-se que o Universo era estático!
Einstein modifica suas equações para obter um universo estático.
Introduz a constante cosmológica! Rµν −1
2gµνR + Λgµν = Tµν
COSMOLOGIA – p. 22/40
Cosmologia Relativística
Friedmann encontra solu-ções da relatividade geralque mostram uma universoem expansão em 1922.
Na época acreditava-se que o Universo era estático!
Einstein modifica suas equações para obter um universo estático.
Introduz a constante cosmológica! Rµν −1
2gµνR + Λgµν = Tµν
Em 1923 Hubble descobriu que as galáxias estão se afastando denós e portanto o Universo está em expansão!
Einstein afirma que cometeu o maior erro de sua vida!
COSMOLOGIA – p. 22/40
Lei de Hubble
A velocidade de recessão éproporcional à distância dagaláxia ~v = H0~r.
COSMOLOGIA – p. 23/40
Lei de Hubble
A velocidade de recessão éproporcional à distância dagaláxia ~v = H0~r.
Descreve o comportamento médio das galáxias.
Não está em contradição com o Princípio Cosmológico.
COSMOLOGIA – p. 23/40
Lei de Hubble
A velocidade de recessão éproporcional à distância dagaláxia ~v = H0~r.
Descreve o comportamento médio das galáxias.
Não está em contradição com o Princípio Cosmológico.
Como as galáxias estão se afastando uma das outras elas deveriamestar mais próximas no passado.
COSMOLOGIA – p. 23/40
Lei de Hubble
A velocidade de recessão éproporcional à distância dagaláxia ~v = H0~r.
Descreve o comportamento médio das galáxias.
Não está em contradição com o Princípio Cosmológico.
Como as galáxias estão se afastando uma das outras elas deveriamestar mais próximas no passado.
Portanto, no passado, aconteceu o ...
COSMOLOGIA – p. 23/40
Big Bang
A explosão inicial, há cercade 13.7 bilhões de anosatrás.
COSMOLOGIA – p. 24/40
Big Bang
A explosão inicial, há cercade 13.7 bilhões de anosatrás.
Cosmologia do Big Bang.
COSMOLOGIA – p. 24/40
Big Bang
A explosão inicial, há cercade 13.7 bilhões de anosatrás.
Cosmologia do Big Bang.
Em 1949 Gamow prevê a existência da radiação cósmica de fundodeixada pelo Big Bang.
COSMOLOGIA – p. 24/40
A Radiação Cósmica de Fundo
Em 1965 a radiação cós-mica de fundo é descobertapor Penzias e Wilson.
COSMOLOGIA – p. 25/40
A Radiação Cósmica de Fundo
Em 1965 a radiação cós-mica de fundo é descobertapor Penzias e Wilson.
Hoje em dia utilizam-se satélites: WMAP
Detecta a radiação de fundo à 2.7K e diferenças de temperatura demicro-Kelvin.
COSMOLOGIA – p. 25/40
Problemas ...Em 1966 Peebles mostra que o Big Bang prevê a abundância de Hélio correta.
COSMOLOGIA – p. 26/40
Problemas ...Em 1966 Peebles mostra que o Big Bang prevê a abundância de Hélio correta.
Apesar dos muitos sucessos do Big Bang, problemas começam a aparecer.
COSMOLOGIA – p. 26/40
Problemas ...Em 1966 Peebles mostra que o Big Bang prevê a abundância de Hélio correta.
Apesar dos muitos sucessos do Big Bang, problemas começam a aparecer.
Problema do horizonte.
COSMOLOGIA – p. 26/40
Problemas ...Em 1966 Peebles mostra que o Big Bang prevê a abundância de Hélio correta.
Apesar dos muitos sucessos do Big Bang, problemas começam a aparecer.
Problema do horizonte.
A luz da RCF percorreu 14 bilhões de anos.
COSMOLOGIA – p. 26/40
Problemas ...Em 1966 Peebles mostra que o Big Bang prevê a abundância de Hélio correta.
Apesar dos muitos sucessos do Big Bang, problemas começam a aparecer.
Problema do horizonte.
A luz da RCF percorreu 14 bilhões de anos.
Foi emitida quando o Universo era muito maisjovem, cerca de 300 mil anos.
COSMOLOGIA – p. 26/40
Problemas ...Em 1966 Peebles mostra que o Big Bang prevê a abundância de Hélio correta.
Apesar dos muitos sucessos do Big Bang, problemas começam a aparecer.
Problema do horizonte.
A luz da RCF percorreu 14 bilhões de anos.
Foi emitida quando o Universo era muito maisjovem, cerca de 300 mil anos.
Naquela época a luz atingiria os pequenos círculos.
Os dois pontos no círculo não tiveram tempo deentrar em contacto entre si.
COSMOLOGIA – p. 26/40
Problemas ...Em 1966 Peebles mostra que o Big Bang prevê a abundância de Hélio correta.
Apesar dos muitos sucessos do Big Bang, problemas começam a aparecer.
Problema do horizonte.
A luz da RCF percorreu 14 bilhões de anos.
Foi emitida quando o Universo era muito maisjovem, cerca de 300 mil anos.
Naquela época a luz atingiria os pequenos círculos.
Os dois pontos no círculo não tiveram tempo deentrar em contacto entre si.
Como podem estar a mesma temperatura?
COSMOLOGIA – p. 26/40
Universo Plano
Topologia do Universo.
Depende da densidade do Universo. Nadensidade crítica: Universo plano;acima: Universo fechado; abaixo:Universo aberto.
COSMOLOGIA – p. 27/40
Universo Plano
Topologia do Universo.
Depende da densidade do Universo. Nadensidade crítica: Universo plano;acima: Universo fechado; abaixo:Universo aberto.
Hoje o Universo é quase plano.
COSMOLOGIA – p. 27/40
Universo Plano
Topologia do Universo.
Depende da densidade do Universo. Nadensidade crítica: Universo plano;acima: Universo fechado; abaixo:Universo aberto.
Hoje o Universo é quase plano.
Se no Big Bang a densidade fosse umpouco diferente da densidade crítica nãoseria plano hoje.
Como isso é possível?
COSMOLOGIA – p. 27/40
Universo Plano
Topologia do Universo.
Depende da densidade do Universo. Nadensidade crítica: Universo plano;acima: Universo fechado; abaixo:Universo aberto.
Hoje o Universo é quase plano.
Se no Big Bang a densidade fosse umpouco diferente da densidade crítica nãoseria plano hoje.
Como isso é possível?
Solução dos problemas ...
COSMOLOGIA – p. 27/40
Teoria Inflacionária, 1981
O Universo passou por umafase de expansãoexponencial.
COSMOLOGIA – p. 28/40
Teoria Inflacionária, 1981
O Universo passou por umafase de expansãoexponencial.
Dobrava de tamanho acada 10−34 s.!!!
COSMOLOGIA – p. 28/40
Teoria Inflacionária, 1981
O Universo passou por umafase de expansãoexponencial.
Dobrava de tamanho acada 10−34 s.!!!
A inflação foi gerada pelo in-flaton.
COSMOLOGIA – p. 28/40
Teoria InflacionáriaResolve o problema do horizonte.
COSMOLOGIA – p. 29/40
Teoria InflacionáriaResolve o problema do Universo plano.
COSMOLOGIA – p. 30/40
Outro problema: curvas de rotaçãoEm 1933 oaglomerado degaláxias de Coma éestudado.
O movimento dasgaláxias não pode serexplicado pelaatração gravitacional.
COSMOLOGIA – p. 31/40
Outro problema: curvas de rotaçãoEm 1933 oaglomerado degaláxias de Coma éestudado.
O movimento dasgaláxias não pode serexplicado pelaatração gravitacional.
O mesmo acontececom estrelas na bordadas galáxias.
COSMOLOGIA – p. 31/40
Curvas de rotação
mv2
r = GMmr
v =√
GMr
COSMOLOGIA – p. 32/40
Curvas de rotação
mv2
r = GMmr
v =√
GMr
Como a massa da galáxiaM ∼ 1/rp então a veloci-dade diminui com r.
COSMOLOGIA – p. 32/40
Curvas de rotação
mv2
r = GMmr
v =√
GMr
Como a massa da galáxiaM ∼ 1/rp então a veloci-dade diminui com r.Velocidade orbital comofunção da distância aocentro da galáxia.
A - prevista
B - observada
COSMOLOGIA – p. 32/40
Curvas de rotação
mv2
r = GMmr
v =√
GMr
Como a massa da galáxiaM ∼ 1/rp então a veloci-dade diminui com r.Velocidade orbital comofunção da distância aocentro da galáxia.
A - prevista
B - observada
Parece que há mais massa no aglomerado do aquela vista pelostelescópicos.
COSMOLOGIA – p. 32/40
Curvas de rotação
mv2
r = GMmr
v =√
GMr
Como a massa da galáxiaM ∼ 1/rp então a veloci-dade diminui com r.Velocidade orbital comofunção da distância aocentro da galáxia.
A - prevista
B - observada
Parece que há mais massa no aglomerado do aquela vista pelostelescópicos.
É então postulado a existência da ...COSMOLOGIA – p. 32/40
Matéria EscuraÉ um novo tipo de matéria que praticamente não emite nem reflete luz.
COSMOLOGIA – p. 33/40
Matéria EscuraÉ um novo tipo de matéria que praticamente não emite nem reflete luz.
Sua natureza é desconhecida.
COSMOLOGIA – p. 33/40
Matéria EscuraÉ um novo tipo de matéria que praticamente não emite nem reflete luz.
Sua natureza é desconhecida.
Propostas que provém do modêlo de partículas elementares: axions, WIMPs,neutralino, outras partículas supersimétricas.
COSMOLOGIA – p. 33/40
Matéria EscuraÉ um novo tipo de matéria que praticamente não emite nem reflete luz.
Sua natureza é desconhecida.
Propostas que provém do modêlo de partículas elementares: axions, WIMPs,neutralino, outras partículas supersimétricas.
Há vários experimentos tentandodetectar tais partículas.
COSMOLOGIA – p. 33/40
Matéria EscuraÉ um novo tipo de matéria que praticamente não emite nem reflete luz.
Sua natureza é desconhecida.
Propostas que provém do modêlo de partículas elementares: axions, WIMPs,neutralino, outras partículas supersimétricas.
Há vários experimentos tentandodetectar tais partículas.
Matéria escura constitui23% do conteúdo do Universo.
COSMOLOGIA – p. 33/40
Matéria EscuraÉ um novo tipo de matéria que praticamente não emite nem reflete luz.
Sua natureza é desconhecida.
Propostas que provém do modêlo de partículas elementares: axions, WIMPs,neutralino, outras partículas supersimétricas.
Há vários experimentos tentandodetectar tais partículas.
Matéria escura constitui23% do conteúdo do Universo.
Matéria comum constituiapenas 4% do Universo.
COSMOLOGIA – p. 33/40
Matéria EscuraÉ um novo tipo de matéria que praticamente não emite nem reflete luz.
Sua natureza é desconhecida.
Propostas que provém do modêlo de partículas elementares: axions, WIMPs,neutralino, outras partículas supersimétricas.
Há vários experimentos tentandodetectar tais partículas.
Matéria escura constitui23% do conteúdo do Universo.
Matéria comum constituiapenas 4% do Universo.
Ainda faltam 73% !!!
COSMOLOGIA – p. 33/40
Expansão AceleradaEm 1998 é descoberta através da observação de supernovas do tipoIA que a expansão do Universo é acelerada.
COSMOLOGIA – p. 34/40
Expansão AceleradaEm 1998 é descoberta através da observação de supernovas do tipoIA que a expansão do Universo é acelerada.
Para explica-la é necessário postular a existência de uma energia queproduza pressão negativa: a energia escura.
COSMOLOGIA – p. 34/40
Expansão AceleradaEm 1998 é descoberta através da observação de supernovas do tipoIA que a expansão do Universo é acelerada.
Para explica-la é necessário postular a existência de uma energia queproduza pressão negativa: a energia escura.
Na relatividade geral o efeito de uma pressão negativa é gerar umaforça que se opõem à força gravitacional.
COSMOLOGIA – p. 34/40
Expansão AceleradaEm 1998 é descoberta através da observação de supernovas do tipoIA que a expansão do Universo é acelerada.
Para explica-la é necessário postular a existência de uma energia queproduza pressão negativa: a energia escura.
Na relatividade geral o efeito de uma pressão negativa é gerar umaforça que se opõem à força gravitacional.
A energia escura pode estar na forma da constante cosmológica.
COSMOLOGIA – p. 34/40
Expansão AceleradaEm 1998 é descoberta através da observação de supernovas do tipoIA que a expansão do Universo é acelerada.
Para explica-la é necessário postular a existência de uma energia queproduza pressão negativa: a energia escura.
Na relatividade geral o efeito de uma pressão negativa é gerar umaforça que se opõem à força gravitacional.
A energia escura pode estar na forma da constante cosmológica.
Outras alternativas mais exóticas existem: quintessência, cosmologiade branas, etc.
COSMOLOGIA – p. 34/40
Expansão AceleradaEm 1998 é descoberta através da observação de supernovas do tipoIA que a expansão do Universo é acelerada.
Para explica-la é necessário postular a existência de uma energia queproduza pressão negativa: a energia escura.
Na relatividade geral o efeito de uma pressão negativa é gerar umaforça que se opõem à força gravitacional.
A energia escura pode estar na forma da constante cosmológica.
Outras alternativas mais exóticas existem: quintessência, cosmologiade branas, etc.
A energia escura constitui 73% do conteúdo do Universo.
COSMOLOGIA – p. 34/40
Lente Gravitacional
Efeito lente no aglomerado de Abell.
A luz das galáxias é defletida pela gravitação.
COSMOLOGIA – p. 35/40
Lente Gravitacional
Efeito lente no aglomerado de Abell.
A luz das galáxias é defletida pela gravitação.
O Dark Energy Survey usará lentes gravitacionais para medir os efeitos da energiaescura do aglomerado.
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Big Bang – The MovieAssista ao Big Bang
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Big Rip
Qual será o destino doUniverso?
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Big Rip
Qual será o destino doUniverso?
A gravitação será tão fracaque não manterá unida aVia Láctea. e outrasgaláxias.
Depois o sistema solar nãoestará mais ligado pelagravitação.
Estrelas e planetas serão ...
E finalmente os átomos se-rão destruídos.
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Cosmologia
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Para saber mais ...M. Gleiser, A Dança do Universo (Cia. das Letras,1997)
S. Hawking, O Universo Numa Casca de Noz(Mandarim, 2001)
J. Barrow, A Origem do Universo (Rocco, 1995)
J. Silk, O Big Bang (UnB, 1998)
S. Weinberg, Os Três Primeiros Minutos (GuanabaraDois, 1980)
A. Guth, O Universo Inflacionário (Campus, 1997)
I. Assimov, O Universo (Bloch, 1972)
http://www.fma.if.usp.br/˜rivelles/
http://rivelles.blogspot.com
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BibliografiaS. Weinberg, Gravitation and Cosmology (Wiley, 1974)
B. F. Schutz, A First Course in General Relativity(Cambridge, 1985)
P. A. M. Dirac, General Theory of Relativity (Wiley,1975)
R. Adler, M. BAzin, M. Schifer, Introduction to GeneralRelativity (McGraw-Hill, 1975)
I. R. Kenyon, General Relativity (Oxford, 1994)
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