Matemática
O Universo
O que é universo?
Em noites sem lua, em locais pouco iluminados por casas, ruas e edifícios, podemos ver uma infinidade de pequenos pontos luminosos no céu: são as estrelas. Ao observar o céu a olho nú, conseguimos ver uma parte mínima do que chamamos de Universo. Já na observação do céu feita com o auxílio de um telescópio, é possível perceber que o número de corpos celestes é muito maior e também pode-se ver detalhes das formas e da cor dos astros. A atmosfera da Terra, contudo, limita a atuação dos telescópios terrestres, por este motivo são utilizados telescópios espaciais, como o telescópio Hubble, para as pesquisas astronômicas mais sofisticadas. Além destes instrumentos para o estudo do Universo, os cientistas contam com equipamentos de informática para cálculos, tratamento de dados e imagens recebidas dos telescópios, simulações etc.
Esses recursos possibilitaram responder à questão - o que compõe o Universo?
O Universo é composto por aglomerados de galáxias, com nebulosas, estrelas, cometas, planetas e seus satélites, e tudo que neles existe - no caso do planeta Terra, por exemplo, plantas, animais, rochas, água, ar etc.
O surgimento do Universo
Existem várias explicações sobre a origem do Universo. Há, sobre esse assunto, as explicações religiosas e as científicas. Trataremos aqui da visão científica, ou seja, de como os cientistas procuram explicar os fenômenos que observam no Universo. Não se sabe ao certo , mas os cientistas calculam que o Universo tenha começado a existir há cerca de 15 bilhões de anos. Parece impossível afirmar uma coisa dessas -15 bilhões de anos é muito tempo!
O que levou os cientistas a pensarem que o Universo tenha tido um começo?
O telescópio Hubble, consegue captar a luz de estrelas que mostra como elas eram a bilhões de anos. Analisando a luz das estrelas, é possível saber a velocidade com que elas estão se afastando ou se aproximando de nós, sua composição química, idade, temperatura e massa, entre outros aspectos.
Os cientistas então descobriram algo inesperado: as galáxias estão se afastando da Terra!
Para você entender melhor o que está acontecendo, faça várias bolinhas de tinta com uma caneta sobre a borracha de uma bexiga (balão de aniversário) e comece a soprar. Veja o que acontece com a distância entre as marcas de tinta.
A análise da luz das estrelas mostra que as galáxias estão se afastando uma das outras, assim como as marcas feitas na bexiga. Isso acontece porque o Universo, como a bexiga de nosso exemplo, está se expandindo.
Mas se eles está se expandindo, podemos concluir que, no passado as galáxias estavam mais próximas. Quanto mais voltarmos no tempo, mais próximas elas estavam.
Podemos supor, então um momento em que toda a matéria do Universo estava compactada em um único ponto, infinitamente comprida em temperaturas enormes. Foi então o que aconteceu o que os cietistas chamam de "a grande explosão" ou, em inglês, o big-bang. Era o início do Universo, que teria ocorrido há mais ou menos 15 bilhões de anos.
Depois da explosão, a temperatura inicial, que era de mais de um trilhão de graus Celsius, começou a diminuir, e os átomos como formam a matéria hoje, se originaram, a partir dos prótons, elétrons e outras partículas.
Primeiro, os átomos se agruparam em núvens de gases. Cerca de um bilhão de anos depois, as primeiras estrelas e galáxias surgiram.
E antes do big-bang?
Os cientistas não sabem dizer. Como não havia nem tempo nem espaço antes da grande explosão, alguns acham difícil afirmar que havia alguma coisa anterior. Segundo eles, todo o Universo passou a existir só a partir da grande explosão.
Mas a ciência ainda não tem uma resposta para essa discussão. Como também não tem para o futuro do Universo.
Nebulosa
As estrelas "nascem" a partir de nebulosas constituídas, em grande parte, por gases, poeira e partículas sólidas.
Os cientistas explicam que existe uma atração recíproca entre as partículas de matéria que compõe a grande nuvem - a nebulosa. Essa atração é denominada força de gravidade. Em razão da força de gravidade, a matéria que constitui uma nebulosa se agrupa, compondo uma massa compacta e formando os astros.
Alguns astros alcançam um tamanho gigantesco, e a temperatura no seu interior é elevadíssima. A pressão e o aquecimento se tornam tão intensos no centro desses astros que uma grande quantidade de energia é liberada sob forma de calor e luz. Essa propriedade de produzir o próprio calor e a própria luz é o que diferencia as estrelas dos planetas e de outros astros.
O brilho das estrelas é produzido por parte de sua energia, que se irradia pelo espaço sob a forma de luz. As estrelas não duram para sempre. Elas "nascem", evoluem e "morrem". Esse mesmo processo ocorre com o Sol, pois ele também é uma estrela.
A luz das estrelas
Pode parecer estranho, mas quando olhamos para as estrelas, estamos vendo o passado delas. Se a estrela estiver bem longe, bem longe mesmo, ela pode até nem mais existir da forma como a conhecemos hoje - e inclusive ter se transformado em outro corpo celeste. Quando observamos uma estrela, estamos captando a luz que ela emitiu para o espaço. A luz é uma forma de energia que viaja com a incrível velocidade de cerca de 300 mil quilômetros por segundo. Mas como a distância entre os corpos celestes também é grande, pode levar um bom tempo para que a luz da estrela chegue até nós.
Veja o exemplo:
A estrela mais próxima de nós, depois do Sol, chamada Próxima do Centauro, está a uma distância de 40 trilhões de quilômetros da Terra. Isso quer dizer que a luz dessa estrela leva cerca de 4,2 anos ou 4,2 anos-luz para chegar até aqui. Então quando observamos essa estrela, estamos vendo, nesse momento, a luz que ela emitiu a 4,2 anos. Se, neste momento, essa estrela deixasse de existir ela só "se apagaria", isto é, sua luz deixaria de chegar até nós, daqui a 4,2 anos. Só então perceberíamos que ela deixou de existir.
O brilho das estrelas é ofuscado durante o dia pela luz do Sol que é a estrela mais perto da Terra. Por isso, percebemos as estrelas no céu somente à noite, mas elas permanecem lá durante o dia.
Cor das estrelas
A olho nu, é difícil distinguir a cor das estrelas. Em razão das grandes distâncias que elas estão de nós, a quantidade de luz que chega aos nossos olhos é muito pequena e não percebemos cores quando há pouca luz.
A cor das estrelas depende do calor que chega do núcleo à superfície delas e tem, portanto, relação com a sua temperatura. As estrelas com superfície mais quente apresentam cores branca ou azulada, e aquelas de cor avermelhada são as que têm a superfície menos quente. Com o telescópio é possível observar a cor das estrelas com mais nitidez.
Nas estrelas menos quentes, a temperatura da superfície chega a 3 000ºC, enquanto nas mais quentes chega a 50 000ºC.
O Sol tem a cor amarelada e, comparado com as outras estrelas, possui uma temperatura média.
Figura ao lado: O azul representa o gás interestelar quente, as estrelas surgem a cor verde e a poeira quente a vermelho. As estrelas super gigantes vermelhas são as estrelas de maior brilho ao centro.
Porque as estrelas piscam?
Olhando para o céu à noite, podemos ver que o brilho das estrelas mudam: elas "piscam". Mas estrelas estão sempre emitindo a mesma luz. O piscar é provocado por mudanças no ar da atmosfera que a luz atravessa.
As constelações
A posição de uma estrela em relação a outra nos parece fixa. No entanto, as estrelas, estão se movendo, geralmente em grande velocidade.
Em razão da imensa distância entre as estrelas e nós, só é possível perceber essa movimentação com o uso de instrumentos apropriados ou no decorrer de séculos.
Por parecer que as estrelas estão fixas no céu, conseguimos imaginar agrupamento delas formando constelações. Nesses agrupamentos, as estrelas parecem, para nós que as observamos da Terra, estar próximas entre si. Na verdade, elas podem estar muito distantes umas das outras, às vezes separadas por dezenas de anos-luz.
Na constelação do Cruzeiro do Sul, por exemplo, para o observador situado na Terra, as estrelas parecem formar uma cruz. Mas, se um observador, localizado em outro ponto do espaço visse essa constelação, provavelmente não conseguiria perceber a figura da cruz.
Durante o ano, percebemos o Cruzeiro do Sul em diferentes posições com relação ao observador terrestre; no entanto sempre mantém a mesma posição com relação às demais constelações. Na realidade, é a Terra - nosso ponto de observação - que está se movimentando.
Os povos de várias civilizações observavam que, na época em que suas terras áridas eram atacadas por pragas de escorpião, um determinado conjunto de estrelas surgia no céu. Na imaginação deles, tratava-se de um grande escorpião celeste. Baseados no surgimento da constelação de Escorpião, os povos mesopotâmicos previam a época da seca.
As constelações serviam de referência para delimitar as estações do ano, distinguir as épocas da seca e de plantio, construir calendários e identificar estrela-guia para as navegações.
Os povos indigenas brasileiros, da mesma forma que outros povos, imaginavam figuras no céu ao olhar para as estrelas. Cada cultura tem as suas próprias constelações.
Oficialmente em 1888 os astrônomos agruparam as estrelas e dividiram o céu em 88 constelações oficiais, com fronteiras precisas. Desta forma, cada direção no céu pertence necessariamente a uma (e apenas uma) delas. Elas foram batizadas, em sua maioria, de acordo com a tradição proveniente da Grécia antiga, e seus nomes oficiais são sempre em latim. As mais conhecidas, por exemplo, são as que compõe o Zodíaco: Áries (carneiro), Taurus (o touro) etc.
As galáxias
Galáxia é um termo que se origina da palavra gala, que significa "leite", em grego. Inicialmente, era a denominação da nossa galáxia, a Via Láctea, e, depois, se generalizou como denominação de todas as demais.
As galáxias são compostas por nuvens de gás e poeira, um grande número de estrelas, planetas, cometas e asteróides e diversos corpos celestes unidos pela ação da força gravitacional.
Numa noite estrelada, podemos ver uma faixa esbranquiçada que corta o céu. Essa "faixa" de astros é apenas uma parte da galáxia onde está localizado o planeta Terra. Os antigos a denominaram Via Láctea, cujo significado em latim é "caminho de leite".
A Via Láctea pertence a um conjunto, ou seja, uma aglomerado de diversas galáxias. O Universo contém mais de 200 bilhões de galáxias de tamanho e formas variadas. Há galáxias de forma elíptica, outras são espirais e muitas são as galáxias irregulares, ou seja, que não tem forma específica.
- A Maior Estrela Do Universo
Muito maior, mais pesada, mais quente e cerca de 10 milhões de vezes mais luminosa do que o Sol, a R136a1 foi encontrada em uma galáxia vizinha Uma equipe de astrônomos britânicos e alemães descobriu o que pode ser a maior estrela já vista no Universo....
- Buracos Negros
Definição Geral Quando um corpo não possui mais pressão suficiente para produzir uma força para fora que contrabalance o peso de suas camadas externas (Fig. 1), o corpo colapsa matematicamente a um ponto. Este ponto é chamado singularidade, onde...
- Buracos Negros Gigantes Nasceram Em "casulos Estelares", Diz Estudo
Um estudo feito nos Estados Unidos propõe uma nova teoria para a formação de buracos negros "supermassivos" - com massas milhões ou até bilhões de vezes maiores que a do Sol -, sugerindo que eles se formaram em "casulos" de gás dentro de estrelas.O...
- O Sistema Solar
O Sistema Solar O sistema solar é um conjunto de planetas, asteróides e cometas que giram ao redor do sol. Cada um se mantém em sua respectiva órbita em virtude da intensa força gravitacional exercida pelo astro, que possui massa muito maior que...
- A Gravitação Universal Além Do Sistema Solar
Como se poderia testar a validade da lei da gravitação além do Sistema Solar? Isto se tornou possível depois que William Herschel e seu filho John descobriram que as estrelas "fixas" não as são realmente, tendo observado vários movimentos estelares;...
Matemática
O Universo tudo
O Universo
O que é universo?
Em noites sem lua, em locais pouco iluminados por casas, ruas e edifícios, podemos ver uma infinidade de pequenos pontos luminosos no céu: são as estrelas. Ao observar o céu a olho nú, conseguimos ver uma parte mínima do que chamamos de Universo. Já na observação do céu feita com o auxílio de um telescópio, é possível perceber que o número de corpos celestes é muito maior e também pode-se ver detalhes das formas e da cor dos astros. A atmosfera da Terra, contudo, limita a atuação dos telescópios terrestres, por este motivo são utilizados telescópios espaciais, como o telescópio Hubble, para as pesquisas astronômicas mais sofisticadas. Além destes instrumentos para o estudo do Universo, os cientistas contam com equipamentos de informática para cálculos, tratamento de dados e imagens recebidas dos telescópios, simulações etc.
Esses recursos possibilitaram responder à questão - o que compõe o Universo?
O Universo é composto por aglomerados de galáxias, com nebulosas, estrelas, cometas, planetas e seus satélites, e tudo que neles existe - no caso do planeta Terra, por exemplo, plantas, animais, rochas, água, ar etc.
O surgimento do Universo
Existem várias explicações sobre a origem do Universo. Há, sobre esse assunto, as explicações religiosas e as científicas. Trataremos aqui da visão científica, ou seja, de como os cientistas procuram explicar os fenômenos que observam no Universo. Não se sabe ao certo , mas os cientistas calculam que o Universo tenha começado a existir há cerca de 15 bilhões de anos. Parece impossível afirmar uma coisa dessas -15 bilhões de anos é muito tempo!
O que levou os cientistas a pensarem que o Universo tenha tido um começo?
O telescópio Hubble, consegue captar a luz de estrelas que mostra como elas eram a bilhões de anos. Analisando a luz das estrelas, é possível saber a velocidade com que elas estão se afastando ou se aproximando de nós, sua composição química, idade, temperatura e massa, entre outros aspectos.
Os cientistas então descobriram algo inesperado: as galáxias estão se afastando da Terra!
Para você entender melhor o que está acontecendo, faça várias bolinhas de tinta com uma caneta sobre a borracha de uma bexiga (balão de aniversário) e comece a soprar. Veja o que acontece com a distância entre as marcas de tinta.
A análise da luz das estrelas mostra que as galáxias estão se afastando uma das outras, assim como as marcas feitas na bexiga. Isso acontece porque o Universo, como a bexiga de nosso exemplo, está se expandindo.
Mas se eles está se expandindo, podemos concluir que, no passado as galáxias estavam mais próximas. Quanto mais voltarmos no tempo, mais próximas elas estavam.
Podemos supor, então um momento em que toda a matéria do Universo estava compactada em um único ponto, infinitamente comprida em temperaturas enormes. Foi então o que aconteceu o que os cietistas chamam de "a grande explosão" ou, em inglês, o big-bang. Era o início do Universo, que teria ocorrido há mais ou menos 15 bilhões de anos.
Depois da explosão, a temperatura inicial, que era de mais de um trilhão de graus Celsius, começou a diminuir, e os átomos como formam a matéria hoje, se originaram, a partir dos prótons, elétrons e outras partículas.
Primeiro, os átomos se agruparam em núvens de gases. Cerca de um bilhão de anos depois, as primeiras estrelas e galáxias surgiram.
E antes do big-bang?
Os cientistas não sabem dizer. Como não havia nem tempo nem espaço antes da grande explosão, alguns acham difícil afirmar que havia alguma coisa anterior. Segundo eles, todo o Universo passou a existir só a partir da grande explosão.
Mas a ciência ainda não tem uma resposta para essa discussão. Como também não tem para o futuro do Universo.
Nebulosa
As estrelas "nascem" a partir de nebulosas constituídas, em grande parte, por gases, poeira e partículas sólidas.
Os cientistas explicam que existe uma atração recíproca entre as partículas de matéria que compõe a grande nuvem - a nebulosa. Essa atração é denominada força de gravidade. Em razão da força de gravidade, a matéria que constitui uma nebulosa se agrupa, compondo uma massa compacta e formando os astros.
Alguns astros alcançam um tamanho gigantesco, e a temperatura no seu interior é elevadíssima. A pressão e o aquecimento se tornam tão intensos no centro desses astros que uma grande quantidade de energia é liberada sob forma de calor e luz. Essa propriedade de produzir o próprio calor e a própria luz é o que diferencia as estrelas dos planetas e de outros astros.
O brilho das estrelas é produzido por parte de sua energia, que se irradia pelo espaço sob a forma de luz. As estrelas não duram para sempre. Elas "nascem", evoluem e "morrem". Esse mesmo processo ocorre com o Sol, pois ele também é uma estrela.
A luz das estrelas
Pode parecer estranho, mas quando olhamos para as estrelas, estamos vendo o passado delas. Se a estrela estiver bem longe, bem longe mesmo, ela pode até nem mais existir da forma como a conhecemos hoje - e inclusive ter se transformado em outro corpo celeste. Quando observamos uma estrela, estamos captando a luz que ela emitiu para o espaço. A luz é uma forma de energia que viaja com a incrível velocidade de cerca de 300 mil quilômetros por segundo. Mas como a distância entre os corpos celestes também é grande, pode levar um bom tempo para que a luz da estrela chegue até nós.
Veja o exemplo:
A estrela mais próxima de nós, depois do Sol, chamada Próxima do Centauro, está a uma distância de 40 trilhões de quilômetros da Terra. Isso quer dizer que a luz dessa estrela leva cerca de 4,2 anos ou 4,2 anos-luz para chegar até aqui. Então quando observamos essa estrela, estamos vendo, nesse momento, a luz que ela emitiu a 4,2 anos. Se, neste momento, essa estrela deixasse de existir ela só "se apagaria", isto é, sua luz deixaria de chegar até nós, daqui a 4,2 anos. Só então perceberíamos que ela deixou de existir.
O brilho das estrelas é ofuscado durante o dia pela luz do Sol que é a estrela mais perto da Terra. Por isso, percebemos as estrelas no céu somente à noite, mas elas permanecem lá durante o dia.
Cor das estrelas
A olho nu, é difícil distinguir a cor das estrelas. Em razão das grandes distâncias que elas estão de nós, a quantidade de luz que chega aos nossos olhos é muito pequena e não percebemos cores quando há pouca luz.
A cor das estrelas depende do calor que chega do núcleo à superfície delas e tem, portanto, relação com a sua temperatura. As estrelas com superfície mais quente apresentam cores branca ou azulada, e aquelas de cor avermelhada são as que têm a superfície menos quente. Com o telescópio é possível observar a cor das estrelas com mais nitidez.
Nas estrelas menos quentes, a temperatura da superfície chega a 3 000ºC, enquanto nas mais quentes chega a 50 000ºC.
O Sol tem a cor amarelada e, comparado com as outras estrelas, possui uma temperatura média.
Figura ao lado: O azul representa o gás interestelar quente, as estrelas surgem a cor verde e a poeira quente a vermelho. As estrelas super gigantes vermelhas são as estrelas de maior brilho ao centro.
Porque as estrelas piscam?
Olhando para o céu à noite, podemos ver que o brilho das estrelas mudam: elas "piscam". Mas estrelas estão sempre emitindo a mesma luz. O piscar é provocado por mudanças no ar da atmosfera que a luz atravessa.
As constelações
A posição de uma estrela em relação a outra nos parece fixa. No entanto, as estrelas, estão se movendo, geralmente em grande velocidade.
Em razão da imensa distância entre as estrelas e nós, só é possível perceber essa movimentação com o uso de instrumentos apropriados ou no decorrer de séculos.
Por parecer que as estrelas estão fixas no céu, conseguimos imaginar agrupamento delas formando constelações. Nesses agrupamentos, as estrelas parecem, para nós que as observamos da Terra, estar próximas entre si. Na verdade, elas podem estar muito distantes umas das outras, às vezes separadas por dezenas de anos-luz.
Na constelação do Cruzeiro do Sul, por exemplo, para o observador situado na Terra, as estrelas parecem formar uma cruz. Mas, se um observador, localizado em outro ponto do espaço visse essa constelação, provavelmente não conseguiria perceber a figura da cruz.
Durante o ano, percebemos o Cruzeiro do Sul em diferentes posições com relação ao observador terrestre; no entanto sempre mantém a mesma posição com relação às demais constelações. Na realidade, é a Terra - nosso ponto de observação - que está se movimentando.
Os povos de várias civilizações observavam que, na época em que suas terras áridas eram atacadas por pragas de escorpião, um determinado conjunto de estrelas surgia no céu. Na imaginação deles, tratava-se de um grande escorpião celeste. Baseados no surgimento da constelação de Escorpião, os povos mesopotâmicos previam a época da seca.
As constelações serviam de referência para delimitar as estações do ano, distinguir as épocas da seca e de plantio, construir calendários e identificar estrela-guia para as navegações.
Os povos indigenas brasileiros, da mesma forma que outros povos, imaginavam figuras no céu ao olhar para as estrelas. Cada cultura tem as suas próprias constelações.
Oficialmente em 1888 os astrônomos agruparam as estrelas e dividiram o céu em 88 constelações oficiais, com fronteiras precisas. Desta forma, cada direção no céu pertence necessariamente a uma (e apenas uma) delas. Elas foram batizadas, em sua maioria, de acordo com a tradição proveniente da Grécia antiga, e seus nomes oficiais são sempre em latim. As mais conhecidas, por exemplo, são as que compõe o Zodíaco: Áries (carneiro), Taurus (o touro) etc.
As galáxias
Galáxia é um termo que se origina da palavra gala, que significa "leite", em grego. Inicialmente, era a denominação da nossa galáxia, a Via Láctea, e, depois, se generalizou como denominação de todas as demais.
As galáxias são compostas por nuvens de gás e poeira, um grande número de estrelas, planetas, cometas e asteróides e diversos corpos celestes unidos pela ação da força gravitacional.
Numa noite estrelada, podemos ver uma faixa esbranquiçada que corta o céu. Essa "faixa" de astros é apenas uma parte da galáxia onde está localizado o planeta Terra. Os antigos a denominaram Via Láctea, cujo significado em latim é "caminho de leite".
A Via Láctea pertence a um conjunto, ou seja, uma aglomerado de diversas galáxias. O Universo contém mais de 200 bilhões de galáxias de tamanho e formas variadas. Há galáxias de forma elíptica, outras são espirais e muitas são as galáxias irregulares, ou seja, que não tem forma específica.
- A Maior Estrela Do Universo
Muito maior, mais pesada, mais quente e cerca de 10 milhões de vezes mais luminosa do que o Sol, a R136a1 foi encontrada em uma galáxia vizinha Uma equipe de astrônomos britânicos e alemães descobriu o que pode ser a maior estrela já vista no Universo....
- Buracos Negros
Definição Geral Quando um corpo não possui mais pressão suficiente para produzir uma força para fora que contrabalance o peso de suas camadas externas (Fig. 1), o corpo colapsa matematicamente a um ponto. Este ponto é chamado singularidade, onde...
- Buracos Negros Gigantes Nasceram Em "casulos Estelares", Diz Estudo
Um estudo feito nos Estados Unidos propõe uma nova teoria para a formação de buracos negros "supermassivos" - com massas milhões ou até bilhões de vezes maiores que a do Sol -, sugerindo que eles se formaram em "casulos" de gás dentro de estrelas.O...
- O Sistema Solar
O Sistema Solar O sistema solar é um conjunto de planetas, asteróides e cometas que giram ao redor do sol. Cada um se mantém em sua respectiva órbita em virtude da intensa força gravitacional exercida pelo astro, que possui massa muito maior que...
- A Gravitação Universal Além Do Sistema Solar
Como se poderia testar a validade da lei da gravitação além do Sistema Solar? Isto se tornou possível depois que William Herschel e seu filho John descobriram que as estrelas "fixas" não as são realmente, tendo observado vários movimentos estelares;...