ORIGEM DO UNIVERSO UMA BREVE EXPLICAÇÃO INTERDISCIPLINAR

Transcrição

1 ORIGEM DO UNIVERSO UMA BREVE EXPLICAÇÃO INTERDISCIPLINAR Atualização: 04/ 02/2018 Prof. Me. Márcio R. Guimarães CRQ

2 Desde as primeiras manifestações mítico-religiosas o homem busca respostas para a origem do universo e da vida. A mitologia grega atribui a origem do homem ao feito dos titãs Epitemeu e Prometeu. Epitemeu teria criado os homens sem vida, imperfeitos e feitos a partir de um molde de barro. Por compaixão, seu irmão resolveu roubar o fogo do deus Vulcano para dar vida à raça humana. Para os gregos, o sol girava em torno da Terra porque existia um deus chamado Hélio que tinha uma carruagem que levava todos os dias o sol através dos céus, explicando o acontecimento do dia e da noite. Esse corrente de pensamento é denominada de Heliocentrismo. Prof. Márcio R. Guimarães

3 CRIACIONISMO Segundo a crença religiosa a humanidade, a vida, a Terra e o universo são a criação de uma entidade sobrenatural e superior, Deus, de acordo com a Bíblia Sagrada e outras religiões. As religiões explicam a existência de tudo a partir de dogmas que se apoiam na fé dos fiéis sem comprovação científica. Os criacionistas muitas vezes rejeitam as conclusões de pesquisas ou as suas teorias científicas e até mesmo sua metodologia. Em muitas culturas existem vários deuses responsáveis pelo fogo, chuva, sol e outros. Por isso, quando não entendem um evento dizem que a explicação está relacionada com Deus. Prof. Márcio R. Guimarães

4 EVOLUCIONISMO E A CIÊNCIA Com o passar do tempo o homem começou a entender a natureza de outra forma através de ações sobrenaturais, mas tentando usar a razão para entender as causas dos fenômenos que ocorrem a nossa volta. A mais ou menos 400 anos descobriu-se um método para se estudar o mundo a partir da experimentação e formulação de teorias que expliquem os fenômenos. O produto disso na atualidade é denominado de ciência. Prof. Márcio R. Guimarães

5 EVOLUCIONISMO E A CIÊNCIA Com o desenvolvimento dos trabalhos de Lamarck e Darwin no século XIX pode-se saber um pouco mais sobre a tese de evolução dos seres vivos. A evolução das espécies baseia-se nestes conceitos: origem da vida; provas de evolução a partir de campos biológicos diversos (semelhanças quanto à forma, embriológicas, bioquímicas ou achados paleontológicos); fatores de evolução: herança, variabilidade (mutação, recombinação de genes), seleção natural e isolamento. No século XVII, Newton e Kepler, o primeiro físico inglês e o segundo matemático alemão, ambos muito religiosos (católicos), realizaram descobertas que mudaram o rumo da ciência como o cálculo, lei da gravitação e o aprimoramento do telescópio. No século XVIII, o químico Lavoisier derrubou a teoria do flogístico e com seus estudos científicos formulou a lei da conservação da matéria estabelecendo as bases da química moderna. A evolução dos modelos atômicos por cientistas como, Dalton, Thompson. Rutherford, Bohr e Sommerfeld proporcionou um maior conhecimento dos materiais e as bases científicas que estruturam a tecnologia atual.

6 A ciência sempre caminhou no sentido de resolver uma das maiores perguntas feitas pelo homem: de onde viemos? Esse fato até hoje proporciona muitas pesquisas, debates e teorias. A teoria mais aceita sobre o início do universo, a do Big Bang, foi proposta em 1948 pelo cientista russo por George Gamow e pelo padre e astrônomo belga Georges Lemaitre. Segundo essa teoria, em um ponto menor que a ponta de um alfinete havia grande quantidade de energia com alta densidade que sofreu expansão gerando o Bóson de Higgs. Essa entidade que também é denominada de Partícula de Deus segundo os físicos gera a massa das partículas subatômicas (quark s, pósitrons, neutrinos, mésons, síncrons, elétrons e outros. Prof. Márcio R. Guimarães

7 BIG BANG

8 Assim, energia se transformou em massa segundo a equação proposta por Einstein: E = energia m = massa da partícula c = velocidade da luz Foi neste instante que também originaram-se o espaçotempo, a gravidade e o eletromagnetismo. Essa mistura de partículas subatômicas originaram as partículas mais pesadas, prótons e nêutrons que se associaram para formar o núcleo de átomos leves como, hidrogênio, hélio, lítio, berílio, boro, carbono, nitrogênio, oxigênio e outros. Prof. Márcio R. Guimarães

9 No início do universo o espaço era completamente preenchido com matéria e de altíssima temperatura. O elemento hidrogênio é o mais abundante no universo, gerando o sol e originado a reação de fusão nuclear do astro rei. Na expansão o universo resfriou, passando da cor violeta a amarela, laranja e vermelha. Quando o universo tinha aproximadamente 1 milhão de anos a matéria e a radiação luminosa se separaram e o universo tornou-se transparente. Desse modo, com a atuação da gravidade são formados os planetas, e 1 bilhão de anos após o Big Bang aparecem as primeiras galáxias. A expansão do universo continua e foi provado pelas equações matemáticas de Einstein. Na década de 90 o telescópio Hubble provou cientificamente a expansão do universo.

10 TERRA Nosso Planeta foi formado a mais ou menos 4,5 bilhões de anos e no início fundida sofrendo resfriamento em sua camada exterior. O vulcanismo era intenso havendo uma pré-formação do continente primitivo denominado Pangéia. Esse intenso vulcanismo provocará no futuro da formação da Terra as placas tectônicas. A queda de meteoros no planeta em formação geram jazidas de vários elementos químicos (tantálio, cobre e outros), água o que pode ter contribuindo para a formação de oceanos primitivos e gerando condições para a formação de moléculas simples para originar a vida no futuro.

11

12 TERRA Nesse período, denominado pelos cientistas de Hadeano, o planeta era uma grande massa disforme de rochas em ebulição, bombardeada por uma incessante chuva de meteoros e cometas, não abrigando nenhuma forma de vida. De repente, uma grande colisão com um planetóide errante arrancou milhões de pedaços do planeta. Parte desses destroços ficaram na órbita da Terra e acabaram por juntar-se, formando a Lua.

13 TERRA Gradativamente o planeta perdeu calor, e esse resfriamento fez que com as rochas começassem a se solidificar, formando a crosta terrestre, estreita camada de rocha que cobre toda a Terra. Durante estes acontecimentos, começou a ser expelida do interior da Terra uma imensa quantidade de gases e vapor de água. Esses gases formaram a chamada atmosfera primitiva e o vapor de água favoreceu o surgimento das primeiras chuvas. Assim, após um determinado período existia um imenso oceano cobrindo toda a Terra, ainda bastante quente (Período Arqueano). Os oceanos primitivos possuíam cerca de 20 cm de profundidade. A formação dos oceanos foi fundamental para o surgimento da vida no planeta, pois foi no mar ou em poças de água que surgiram as primeiras formas de vida. Prof. Márcio R. Guimarães

14 ORIGEM DA VIDA Essa atmosfera primitiva com vários gases (CH 4, CO 2, NH 3, vapor d água) e água líquida favoreceram a formação da vida. O planeta Terra estava com a idade de aproximadamente 3 bilhões de anos quando surgiu a vida com seres unicelulares. As primeiras formas de vida foram importantes para o surgimento de outros seres. Surgiram então, oriundos dos microrganismos, os invertebrados dentre eles medusas, trilobitas, caracóis e estrela-do-mar, além disso, desenvolveram as algas verdes, e todos os seres vivos desse momento habitavam ambientes marinhos.

15 ORIGEM DA VIDA A 500 milhões de anos ocorreu o que os cientistas chamam de Explosão do Cambriano em que surgiram uma enormidade de outras formas de vida pela presença de oxigênio produzido por bactérias fotossintetizantes. Os primeiros peixes, esponjas, corais e moluscos surgiram ainda no Cambriano, possibilitando as condições para a existência das primeiras plantas terrestres. Algumas espécies de plantas marinhas desenvolveram a capacidade de se adaptar fora do ambiente aquático migrando para áreas continentais, dando origem às primeiras plantas terrestres. A partir da existência de uma atmosfera já bem desenvolvida, as variações climáticas começam a ocorrer com tanta frequência, que provocam sucessivas extinções em massa de espécies recém surgidas. Procurando adaptar-se a essas necessidades, as espécies passam a apresentar partes duras (conchas, dentes, etc.) e algumas delas acabam por ser preservadas como fósseis, possibilitando a sua descoberta e estudo por uma outra espécie ainda muito distante.

16 ORIGEM DA VIDA Os continentes são invadidos por milhões e milhões de diferentes espécies de insetos, alguns dos quais sobrevivem até hoje. No período Devoniano, uma grande catástrofe ecológica dizimou quase 97% de todas as espécies existentes. No período Carbonífero (300 milhões de anos atrás), grandes florestas e pântanos formaram e foram destruídos sucessivamente, formando os depósitos de carvão explorados até hoje. Os animais terrestres tiveram sua origem a partir do momento que algumas espécies de peixes saíram da água dando origem aos anfíbios e posteriormente aos répteis. Na Era Mesozóica foi a era dos répteis que durou pouco menos 180 milhões de anos. No início do Mesozóico formou-se um supercontinente, chamado Pangéia, que depois dividiu-se em dois grandes continentes conhecidos como Laurásia, ao norte, e Gonduana, ao sul. Em seguida, houve o surgimento de uma imensa variedade de dinossauros, herbívoros em sua maioria, que reinarão no planeta durante mais de 160 milhões de anos. Houve um tempo no qual o planeta Terra ficou povoado por grandes répteis, os dinossauros, e esse período ficou caracterizado como o Período Jurássico.

17 EXTINÇÕES EM MASSA Nosso planeta teve várias extinções em massa, e destacamos a queda de um asteróide no local em que hoje é a Península de Iucatã o que seria hoje litoral do México.Há 65 milhões de anos um asteróide de 10 Km de diâmetro colidiu com o planeta Terra provocando a liberação de grandes quantidades de energia na atmosfera em que: florestas queimaram deixando o ar extremamente poluído e a fumaça em muitas localidades do planeta cobriu a luz solar por mais de seis meses; vulcões entraram em erupção; a água dos rios e oceanos sofreu acidificação; mais de 50% dos seres vivos e muitas espécies foram dizimadas. Uma grande noite irá abater-se sobre o planeta, impedindo a fotossíntese das plantas, que não poderão alimentar os herbívoros, que por sua vez não poderão servir de alimento aos carnívoros. Prof. Márcio R. Guimarães

18 ORIGEM DA VIDA Após esta grande catástrofe que causou uma extinção em massa e o fim da era dos dinossauros, abrindo espaço para que os mamíferos iniciem o seu reinado, que perdurará até os dias atuais. Iniciou a Era Cenozóica, e acontecerá a fragmentação dos grandes continentes até a conformação atual. A América do Sul separou-se da África, surgindo o Oceano Atlântico Sul; a Austrália será separada da Antártica e a América do Norte separou-se da Europa. Grandes cadeias de montanhas foram formadas nessa deriva continental, como o Himalaia, os Alpes e Cordilheira dos Andes, e novos ecossistemas foram formados e isolados dos demais, permitindo a especialização de algumas espécies. Os animais como os mamíferos e as aves proliferaram por todo o planeta, a atmosfera já possuía as mesmas características atuais.

19 ORIGEM DO HOMEM Apareceram entre 4 e 1 milhão de anos a.c. os ancestrais dos seres humanos, e o planeta a partir de então entrou em períodos de muito frio ocasionados pelo crescimento das geleiras, no entanto, há 11 mil anos as geleiras se fixaram nas zonas polares. Os primeiros grupos de Homo Sapiens apareceram no continente africano. Essa nova espécie sobreviveu à última glaciação e migrou apressadamente para os demais continentes, sem se incomodar com as características particulares de cada ambiente nem com o delicado equilíbrio conseguido ao longo do tempo. Dominou todas as outras espécies, provocando o desaparecimento de algumas delas, e começou a usar a escrita e, portanto, a fazer História até os dias atuais.

20 CURIOSIDADE: POR DENTRO DOS PLANETAS PLANETAS TERRESTRES São feitos de rochas e metais materiais pesados, geralmente em estado sólido. A matéria está distribuída em três camadas principais: a crosta, que pode ser comparada à casca de uma fruta, o manto, que seria a polpa, e o núcleo, o caroço planetário. Exemplos: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte.

21 CURIOSIDADE: POR DENTRO DOS PLANETAS PLANETAS GASOSOS São feitos principalmente de gases, que assumem diferentes estados físicos dependendo da temperatura e da pressão. Quem caísse de paraquedas em Júpiter ou Saturno entraria em uma camada gasosa, que fica densa até virar líquido. O núcleo é feito de gelo e metais. Exemplos: Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.

22 MERCÚRIO O planeta mais próximo do Sol foi formado com muito material pesado, como o ferro. Por isso, o núcleo, feito desse material e de níquel ocupa 75% desse planeta. Como Mercúrio é o menor dos planetas do Sistema Solar, ele perde calor para o espaço mais rápido que os outros. A crosta possui rochas sólidas (100 km), enquanto o manto rochas derretidas (500 km).o núcleo possui ferro e níquel (1800 km). PLANETAS TERRESTRES

23 PLANETAS TERRESTRES VÊNUS Tem composição, estrutura e tamanho quase iguais aos da Terra. Só que lá as nuvens são de ácido sulfúrico. Até 96% do ar é gás carbônico, o que a temperatura ficar sempre perto de 465 o C. A pressão interna é superintensa, igual à que suportaria um submarino a 900 m de profundidade. A crosta possui rochas sólidas (40 km). O manto possui rochas derretidas (2750 km). O núcleo apresenta níquel e ferro sólidos (3250 km).

24 TERRA Único planeta conhecido com vida e água líquida na superfície, tem temperaturas relativamente amenas e uma atmosfera que protege dos raios do Sol. A parte externa do núcleo é líquida. Mas, no centro do planeta, em altíssima pressão, a liga de ferro e níquel tem estado sólido. A crosta possui rochas sólidas (40 km). O manto superior possui minerais de alta densidade (360 km). O manto inferior possui minerais de silício, magnésio e óxidos (2240 km). O núcleo externo é líquido com ferro e níquel derretidos (2260 km). O núcleo interno é sólido com ferro e níquel sólidos (1228 km) PLANETAS TERRESTRES

25 MARTE A cor do planeta vermelho se deve ao pó de ferrugem espalhado por toda parte. No passado, Marte deve ter tido movimento de placas tectônicas e grande quantidade de líquido na superfície. No passado, No subsolo, a exploração recente indica que pode haver água congelada. A crosta apresenta rocha sólidas (50 km). O manto possui rochas derretidas (5000 km). O núcleo possui ferro e enxofre (1700 km). PLANETAS TERRESTRES

26 JÚPITER PLANETAS GASOSOS É colorido por nuvens feitas de água, amônia e hidrossulfito de amônia (substâncias usadas em produtos de limpeza). Abaixo delas há um imenso oceano de hidrogênio e hélio líquidos. No interior, a temperaturas altíssimas, o hidrogênio se comporta como um metal e conduz energia. A atmosfera possui hidrogênio, hélio e amônia (1000 km) e abaixo gás líquido, hidrogênio molecular (11000 km). O núcleo possui rochas e gelo ( km).

27 SATURNO Amarelado pelas nuvens de enxofre, Saturno parece com Júpiter, mas tem uma camada de hidrogênio metálico proporcionalmente menor. Seus anéis, feitos de gelo e rochas que medem de alguns centímetros e 1 km, têm espessura de apenas 1,5 km. A atmosfera possui hidrogênio, hélio e amônia (1000 km), e abaixo o gás líquido, hidrogênio molecular ( km). O metal líquido, hidrogênio metálico ( km). O núcleo possui rochas e gelo ( km). PLANETAS GASOSOS

28 PLANETAS GASOSOS URANO Tem nuvens feitas de metano, que dá cor azul pálida ao planeta. Se pudéssemos viajar ao interior de Urano, veríamos o metano se tornar pastoso e então incrivelmente sólido, por causa do aumento da densidade e da pressão. Seu interior é feito de várias substâncias em forma de gelo. A atmosfera é constituída de hidrogênio, hélio e metano (8000 km). A camada pastosa com metano solidificado ( km). O núcleo possui rochas e gelo (8000 km).

29 NETUNO Parece com Urano, com diferença de se 24% mais denso. Assim como seu irmão planetário, Netuno tem atmosfera extensa, rica em hidrogênio e hélio. Como no caso de Urano, especula-se que o centro de Netuno seja na verdade um núcleo sólido, formado de gelo e rochas ( km). A atmosfera é constituída de hidrogênio, hélio e metano (5000 km). A camada pastosa de metano solidificado é em torno de km. PLANETAS GASOSOS

30 TAMANHO PROPORCIONAL DOS PLANETAS