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Origem do Universo e sua Evolução Já deves ter olhado para o céu e perguntado: de onde vieram os planetas, o Sol, as estrelas? Ou olhado para a Terra e perguntado de onde vieram as rochas, os animais, as plantas e os seres humanos? GRANDE EXPLOSÃO – “BIG BANG” O Big Bang foi quem deu origem a expansão do universo a partir de seu estado inicial de alta compressão, numa explosão repentina, o resultado foi uma violentíssima explosão que deu origem aos planetas, estrelas e etc. Uma pequena história... BIG BANG A teoria do Big Bang conta como o universo se expandiu e mudou do segundo que foi originado, por algo que desconhecemos até os dias de hoje. O nome Big Bang, a grande explosão, é uma contradição, porque não era grande e não houve explosão, pois o universo surgiu de uma singularidade e não havia ar para propagar a vibração. A teoria do Big Bang é consistente, cientificamente, mas ainda não fornece todas as respostas que a ciência busca para explicar a origem do universo. Os primeiros átomos a surgir foram os de hidrogênio, elemento mais simples que existe na natureza. Depois, vieram os átomos de hélio e assim por diante, à medida que se iam formando elementos mais complexos. Esses elementos misturaram-se, formaram "nuvens" e uma parte delas deu origem às estrelas, que formaram galáxias e onde mais tarde surgiram os planetas e seus satélites. Inicialmente, os planetas eram muito quentes. A Terra, por exemplo, não tinha água líquida quando se formou. Foram necessários milhões de anos para que resfriasse. Isso permitiu a formação de rios e oceanos, nos quais os cientistas acreditam que surgiram as primeiras formas de vida, e a partir das quais vieram os animais, as plantas e o homem. O universo O Universo é o conjunto de tudo o que existe, desde as minúsculas partículas existentes no átomo às imensas galáxias do espaço sideral. Utilizamos a palavra Universo para referir-nos a tudo o que existe, desde a Terra até as regiões mais distantes do espaço. No passado, as pessoas acreditavam que nosso mundo era o centro do Universo, porém, agora sabemos que a Terra é um pequeno planeta que gira em órbita ao redor do Sol, que é uma das milhões de estrelas que compõem a nossa galáxia. 12 O que tem no Universo? Aglomerados de galáxias Galáxia Via Láctea – Forma espiral Galáxia de Andrômeda – Forma espiral Nebulosas: gás e poeira Berçário de estrelas Nebulosa planetária: fim da vida de uma estrela como o Sol Explosão de supernova: fim da vida de estrelas massivas, formação de estrelas de nêutrons e buracos negros Morte das estrelas A última fase das estrela depende da sua massa. Após se ter transformado numa gigante vermelha, uma estrela pode ter vários fins: Anã branca – estrelas de massa inferior ou igual à do sol. Estrela de neutrões (depois da super-nova) – estrelas de massa até 25vezes maior que a do sol. Buraco negro ( depois da super-nova) – estrelas de massa maior que 30 vezes a do sol. Anãs brancas As anãs brancas resultam de uma grande contração da gigante vermelha que, ao contrair liberta para o espaço as camadas externas. Ficando apenas um tipo de estrela com tamanho aproximado ao da Terra e com uma grande densidade. As anãs brancas vão arrefecendo ao passar do tempo e perdendo o brilho. Super-Novas Quando uma estrela de massa muito superior à do Sol, depois de se transformar em gigante vermelha, a estrela contrai, aumentando brutalmente a densidade no centro. E, devido à resistência da matéria nuclear, as camadas externas caem para o interior da estrela, fazendo ricochete. Ocorre então uma grande explosão que destrói a estrela. O brilho desta explosão pode ser até dez bilhões de vezes mais brilhante que o sol. Desta explosão resultam as nebulosas planetárias. Super-novas Estrela de Nêutrons Quando a massa de uma estrela está compreendida entre 8 e 25 vezes a massa do sol, a sua matéria comprime-se ainda mais que numa anã branca. Então, nessa compressão, os eletrons e os protons dos átomos colidem por força da compressão e são absorvidos, restando apenas os nêutrons. Nesse momento forma-se uma estrela de nêutrons. Buracos Negros Um buraco negro é um corpo celeste que possui uma densidade muito alta, resultando num campo gravitacional tão forte. Este fenômeno acontece a estrelas de massa superior a 30 vezes a massa do sol. Nesta etapa a contração da estrela torna-a tão densa que se colapsa ainda mais, formando um buracos negro. Os buracos negros têm tal força de gravidade que nada em seu redor consegue contrariar a força de gravidade, sendo atraído para o seu interior. Nem mesmo a luz emitida consegue escapar. Anatomia dos Buracos Negros O que é um Buraco Negro? Surge através da morte de uma estrela super massiva; São uma região no espaço em que existe muita massa concentrada, onde é impossível a qualquer objeto escapar ao seu campo gravitacional; São objetos massivos que distorcem o espaço-tempo. É delimitado por algo a que se chama horizonte de acontecimentos, que funciona como fronteira; Ao contrário do que parece, não se encontra estático mas sim girando a uma velocidade igual ou maior à da luz. Fig.14 – Concepção artística de um Buraco Negro. Qual o tamanho de um buraco negro? Não existe um limite de massa; Para formar um buraco negro basta que uma entidade se comprima a uma densidade suficientemente elevada. Fig.26 - Imagem obtida pela Chandra, mostra um buraco negro de elevada massa, no centro de Perseus A. Fig. 27 – Neste esquema podemos ver a relação que parece existir entre a massa de um buraco negro e a massa da região onde este se encontra. Radiação de um Buraco Negro Stephen Hawking previu que os buracos negros possam emitir uma leve radiação. Formam-se no espaço pares de partículas/antipartículas (uma com energia positiva outra com energia negativa). Um dos pares pode ser puxado para dentro do Buraco Negro enquanto o outro consegue escapar. Parecerá que o buraco negro emitiu uma partícula de radiação. A partícula sugada pelo Buraco tem energia negativa, fazendo diminuir a temperatura e a massa. Tipos de Buracos Negros Podem-se classificar, conhecendo: momento angular (medida da sua rotação) carga elétrica massa Buracos Negros Estelares Buracos Negros Supermassivos O Campo Gravitacional de um Buraco Negro É o campo de ação do Buraco Negro (do centro ao horizonte de acontecimentos), tem várias consequências: 1. A Força de Atração dos Buracos Negros não deixa escapar nada, nem mesmo a luz; Fig.25 – Buraco Negro sugando uma estrela. Como é que evaporam? Em 1970, Stephen Hawking afirmou que os Buracos Negros não eram totalmente negros, sendo assim emitem radiação. À medida que a percentagem de radiação aumenta a massa diminui. O Buraco Negro continua a irradiar energia, até desaparecer. Explosão de um Buraco Negro Stephen Hawking, previu em 1974, que os Buracos Negros podem brilhar intensamente diminuindo de tamanho até à sua explosão. Descobriu que o campo gravitacional de um Buraco Negro emite energia, diminuindo a massa do buraco. A “radiação de Hawking” é desprezável para a maioria dos buracos, mas os muito pequenos emitem energia rapidamente até explodirem violentamente. Como descobrir um Buraco Negro? Para se descobrir um buraco negro procuram-se pistas, tais como: correntes de gás quente arrancada a uma estrela; atividade no núcleo das galáxias; quasares; explosões de raios gama; procura de miragens cósmicas; pesquisa de “rugas” no espaço – ondas gravitacionais; “ Os Buracos Negros são objetos que de buraco não têm nada mas de negro têm tudo.” Universo. Disponível em: http://www.slideshare.net/stcnsaidjv/a-origem-do-universo-8666565. Acesso dia: 19 de jan de 2013. A Terra e o Universo. Disponível em:http://www.slideshare.net/guest9c1c7c/a-terra-e-o-universo. Acesso dia:19 de jan de 2013. A origem do Universo. Disponível em: http://www.slideshare.net/aquihaciencias/a-origem-do-universo. Acesso dia:19 de jan de 2013. A origem do Universo. Disponível em http://www.slideshare.net/brumolga/a-origem-do-universo-presentation. Acesso dia:19 de jan de 2013. Referencias Origem do Universo. Disponível em: http://www.slideshare.net/ProfDelminda/origem-do-universo-prof-del. Acesso dia:19 de jan de 2013. Os mistérios do Universo. Disponível em: http://www.slideshare.net/simonenalin01/universo-13196271. Acesso dia 19 de jan de 2013. O Universo. Disponível em: http://www.slideshare.net/RebecaVale/i1-a-origem-do-universo-7160667. Acesso dia:19 de jan de 2013. Astronomia. Disponível em: http://www.slideshare.net/uraeus/universo-4722239. Acesso dia:19 de jan de 2013. Video. http://www.youtube.com/watch?v=taGegvJjGjk Vídeos ABC da Astronomia. Como nascem as estrelas. Disponível em: <www.cdcc.usp.br/cda/sessao.../como-nascem-estrelas-05152004.ppt>. Acesso dia: 15 de mar de 2013. Nascimento e morte de estrelas. Disponível em: <https://www.google.com.br/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&cad=rja&ved=0CDgQFjAC&url=http%3A%2F%2Fwww.aulas-fisica-quimica.com%2Fimagens%2Fppt%2F7f_pp_nascimento_morte_estrelas.pps&ei=zRmQUYfgMYXq0wGB9YGYBA&usg=AFQjCNEFMsALuSCp3xvqbsPyCxugvsoeIA&bvm=bv.46340616,d.dmQ>. Acesso dia: 15 de mar de 2013. Formação de estrelas. Disponível em: <http://www.das.inpe.br/ciaa/aulas_pdfs/formacao_estrelas/Formacao_de_Estrelas.pdf>. Acesso dia: 15 de mar de 2013.
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