Slides

Problemas Cosmológicos

Description
Curso de Introdução a Astronomia realizado na Escola Básica Prof.ª Herondina Medeiros Zeferino pelo Laboratório de Ensino de Geografia. Ministrado pelo professor Adolfo Stotz Neto, do Grupo de Estudos de Astronomia.
Categories
Published
of 20
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Related Documents
Share
Transcript
  • 1. Prólogo Augustin-Louis Cauchy (1789-1857) Princípio de Cauchy “Ao se realizar uma experiência, obtém-se um certo número de informações sobre dado processo físico. Com a repetição das observações amplia-se o conhecimento das propriedades associadas ao fenômeno, só então pode-se descrevê-lo por uma teoria que permita conhecer a evolução temporal e fazerem-se previsões.” Observação – teoria – observação “Se, por alguma razão, em determinado momento, não for possível medir quantidades físicas finitas, esse procedimento não terá validade.”
  • 2. Prólogo Augustin-Louis Cauchy (1789-1857) Princípio de Cauchy “Ao se realizar uma experiência, obtém-se um certo número de informações sobre dado processo físico. Com a repetição das observações amplia-se o conhecimento das propriedades associadas ao fenômeno, só então pode-se descrevê-lo por uma teoria que permita conhecer a evolução temporal e fazerem-se previsões.” Observação – teoria – observação “Se, por alguma razão, em determinado momento, não for possível medir quantidades físicas finitas, esse procedimento não terá validade.”
  • 3. 1. Questões fundamentais dos modelos cosmológicos O Universo é estático ou dinâmico? (de 1920 a 1930) A evolução do Universo é estacionária ou varia não - uniformemente com o tempo? (1930 a 1960) Houve um começo em um tempo finito do passado ou o Universo é eterno? (a partir de 1960)
  • 4. Rµv – 1/2gµv R - Λgµv = - 8π/c2 G Tµv constante cosmológica 2. A consolidação do modelo Big Bang 1915 – Albert Einstein : força gravitacional = estrutura do espaço-tempo 1917 – Albert Einstein : Modelo cosmológico finito e estático
  • 5. 1924 – Alexander Friedmann : modelo cosmológico aonde o volume do Universo (homogêneo e isotrópico) aumenta indefinidamente 1927 George Lemaitre : modelo cosmológico que representa o Universo (homogêneo e isotrópico) em expansão a partir de um átomo primordial
  • 6. 1941 – Andrew McKeller detectou uma radiação no espaço (2,3º K) : Mar de fótons 1929 – Edwin Hubble estabelece o afastamento das galáxias distantes
  • 7. 1948 - George Anthony Gamow : Universo em expansão com fase primordial (T ↑↑) produzindo H, He.
  • 8. 1964 – Arno Penzias & Robert Wilson : Radiação Cósmica de Fundo (Mar de fótons) comportamento de equilíbrio térmico Conservação de energia : volume ↑ temperatura ↓ Temperatura do gás de fótons foi maior no passado
  • 9. “Aquilo que a descoberta da RCF realizou de mais importante foi nos forçar a considerar seriamente a idéia de que houve efetivamente um começo do Universo” Steven Weinberg T = ∞ T T Em um tempo finito (poucos bilhões de anos no passado) a temperatura atinge o infinito tempo
  • 10. A partir de “Os 3 primeiros minutos do Universo” de Weinberg Nos primórdios da expansão as partículas foram expostas a altas energias CERN FERMILAB
  • 11. A aceitação (popular) imediata da teoria Big Bang Cosmogonia mesopotâmica: Marduk domina Tiamat e cria o mundo “Completamente compatível com a existência de Deus” Papa Pio XII
  • 12. 3. O modelo cosmológico atual (Big Bang) 1948 – O significado da Relatividade; Albert Einstein “A teoria da relatividade se baseia na divisão da realidade física em um campo métrico (a gravitação), por um lado, e o campo eletromagnético e a matéria, por outro. Na realidade, o espaço provavelmente terá caráter uniforme, e a teoria atual somente será válida como um caso limite. Para grandes valores do campo e da densidade de matéria, as equações e suas poucas variáveis não possuem significado real. Conseqüentemente não se pode concluir destas equações que o início do Universo se identifique com uma singularidade matemática. Tudo que devemos reconhecer é que minhas equações não são aplicáveis nestas regiões.”
  • 13. Premissas do modelo cosmológico-padrão (breves comentários) A) Existe um tempo cósmico global que contém: espaço (tridimensional) + tempo (unidimensional) y x z futuro Passado (impossível atingi-lo) Uma solução encontrada por Kurt Godel permite, ao desconsiderar que existe um tempo cósmico global
  • 14. B) A força gravitacional é descrita pela relatividade geral. A intensidade da força gravitacional é medida pela curvatura espaço-tempo. Até hoje não foi possível detectar a “onda gravitacional” predita pela Relatividade Geral.
  • 15. C) Fonte da curvatura = fluido perfeito (distribuição contínua de energia/matéria) Não existe evidência direta da totalidade de matéria e energia existentes. Fluido perfeito = ideal simplório
  • 16. D) Universo é homogêneo e isotrópico Generalização das observações locais para todo o Universo. (Princípio estendido de Copérnico segundo o qual não ocupamos local privilegiado no Cosmos).
  • 17. Publicação de artigos científicos – o sistema de arbitragem Jornal de Física Revista encaminha o trabalho para um ou mais cientistas que avaliam a publicação. Final dos anos 1920, Friedmann encaminha uma solução dinâmica para o Universo. Revista submete o artigo a Albert Einstein que por mais de um ano é contrário à publicação, pois vai de encontro ao seu Universo estático. 1920 – Friedmann submeteu ao “Jornal da Física” uma solução cosmológica exibindo um Universo dinâmico em evolução. Submetido a Einstein o artigo levou mais de um ano para ser publicado, pois contrariava o modelo estático, e só recomendou se fosse inserido uma nota sua na qual apontava um erro de cálculo. Muito mais tarde admitiu que o erro era seu.
  • 18. Hipóteses simplificadoras do modelo de Friedmann (base do BigBang) A curvatura do espaço-tempo é a medida do campo gravitacional segundo a RG A curvatura é um fluido contínuo de densidade de energia E e pressão P P = s E com 0 < s < 1 P; E – só dependem do tempo global (Universo homogêneo) Universo tem uma singularidade inicial aonde E = ∞ Universo em expansão uniforme
  • 19. 4.A pergunta que a Cosmologia deveria fazer Pode a ciência produzir racionalidade se o Universo for singular e tiver um começo singular? Big Bang = singularidade matemática Volume = 0 E, m = ∞ T = ∞ Resposta : Não, pois as quantidades descritas são imensuráveis
  • We Need Your Support
    Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

    Thanks to everyone for your continued support.

    No, Thanks