Breve introdução histórica

Transcrição

1 Breve introdução histórica Aula 2 Vitor de Souza

2 Desculpas / Aviso: A maior parte do conteúdo destas aulas forão extraídas de livro, aulas e sítios disponíveis na internet e artigos científicos. Nem sempre as citações apropriadas são feitas devido ao curto tempo disponível para a preparação das aulas por isso cabe aqui um pedido de desculpas aos autores originais. Nas próximas versões deste curso atualizarei as aulas acrescentando as citações merecidas.

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4 Tales de Mileto (~600 A.C) A Terra é um disco achatado Alega se que ele foi capaz de prever um eclipse solar. Como???!!!! Tudo o resto gira em torno da Terra

5 Anaximandro (~550 A.C.) Terra esta em equilíbrio no centro do Universo porque só assim ela não cairá; A Terra é um cilindro; O céu é uma esfera sólida; Os objetos estão em diferentes camadas no céu; As estrelas são furos na esfera sólida; Medida

6 Universo de Anaximandro

7 Anaxímenes de Mileto (~500 A.C) As estrelas estão pregadas na esfera celeste; A Terra é um disco achatado flutuando no ar;

8 Xenofanes de Colophon ( ~500 A.C.) Terra plana e sem limites, ancorado no infinito; Sol e estrelas são nuvens condensadas; A trajetória dos astros são retilíneas e a aparência circular é ilusão;

9 Parmênides (~450 A.C) Terra era uma esfera; dividiu a Terra em cinco zonas: tropical, temperadas e glaciais; O universo é uma série de camadas concêntricas; A Lua reflete a luz do Sol; A Lua e o Sol se desprenderam da Via Láctea; As estrelas estão mais próximas da Terra do que a Lua e o Sol;

10 Pitágoras (~500 A.C) O Universo é governado pela Matemática; Terra, água, ar e fogo; Identificou Vênus; Lua reflete a luz do Sol; Planetas tem órbita inclinada em relação ao equador celeste;

11 Filolau (~480 A.C) A Terra não está no centro do Universo; No centro tem um fogo: Héstia; A Terra é esférica e gira em torno do fogo central; Lua, sol e planetas também giram em torno do fogo central: Terra, a Lua, o Sol, Vênus, Mercúrio, Marte, Júpiter e Saturno; Existe uma Anti Terra entre a Terra e o fogo central;

12 Eudoxo (~350 A.C) Ciclo solar = (3 x dias); A Terra está no centro do Universo; Cada planeta está ligado a várias esferas homocentricas; Explicava a diferença de duração das estações

13 Eudoxo (~350 A.C) Ciclo solar = (3 x dias); A Terra está no centro do Universo; Cada planeta está ligado a várias esferas homocentricas; Explicava a diferença de duração das estações: Verão = dias Primavera = dias Inverno = dias Outono = dias

14 Eudoxo (~350 A.C)

15 Aristóteles (~350 A.C.) Universo esférico e finito; Quatro elementos; Terra imóvel no centro; Esferas homocêntricas de Eudoxo; Esferas eram reais de cristal transparente; Acrescentou esferas pra Marte; Explicou eclipses do Sol e da Lua; Sombra da Terra na Lua > Terra é esférica Também porque estrelas visíveis no Egito não o são da Grécia.

16 Aristóteles (~350 A.C.)

17 Heráclides Ponticus (~350 A.C.)

18 Aristarco (~260 A.C.) O Sol estava no centro do Universo; Dava os mesmos resultados que Aristóteles; Medio o tamanho e as distâncias relativas do sistema Sol, Terra e Lua

19 Aristarco (~260 A.C.) Distâncias Semelhança de triângulos + Tamanho angular do sol e da lua são iguais

20 Aristarco (~260 A.C.) Tamanhos

21 Aristarco (~260 A.C.)

22 Erastóstenes (~276 A.C.) Mediu o tamanho da Terra 1 stadium ~185 m em Attic > 16% de erro. 1 stadium ~ m no Egito > 1% de erro.

23 Hiparcos (~150 A.C.) Construiu um observatório na ilha de Rodes; Fez medidas precisas Fez um catálogo de estrelas; Criou um sistema de magnitudes; Mediu a precessão da Terra (~26000 anos); Mediu precisamente a distância da Terra a Lua.

24 Ptolomeu (85 D.C.) Compilou o Almagesto; Epiciclos;

25 Ptolomeu (85 D.C.) Compilou o Almagesto; Epiciclos;

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27 Copérnico (1543) Sol no centro; Terra gira em torno do próprio eixo e do Sol; Planetas tem movimento circular e uniforme; Ordem correta dos planetas: Perído proporcional a distância. Explica o movimento retrógrado.

28 Galileu ( ) Luneta Luas de Júpiter: existem astro que não giram em torno da Terra. Sombras na Lua

29 O desenho a esquerda mostra as observações da Lua feita por Galileu Galileu em Note nos desenhos que Galileu foi capaz de observar pela primeira vez o relevo do solo Lunar através das sombras irregulares. A foto no meio mostra a primeira foto da lua feita por um satelite enviado pela então URSS em A foto da direita mostra a primera pegada humana na Lua.

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31 O desenho acima mostra as observações feitas por Tycho Brahe em Nesta época ainda não se utilizavam telescópios. No desenho, Tycho marca uma estrela pela letra I. Esta estrela não estava lá no dia anterior, ou seja, ela apareceu de um dia pro outro. Esta foi a primeira evidência de que o céu não era estatíco, quebrando as teorias vigentes sobre o Universo. Estes objeto passaram a ser chamados de supernova. A imagem a direita feita pelos telescópios Chandra, Sptizer e Calar Alto mostra uma foto atual da mesma supernova vista por Tycho Brache em 1572.

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33 Newton ( ) Fim da era empírica d p = F dt G M m = F r 2 r

34 A foto da direita mostra um eclipse do Sol que aconteceu em 1919 e foi tirada em Sobral, Ceára, por um equipe coordenada pelo Sir Arthur Eddington. Esta foto foi a primeira comprovação da Teoria da Relatividade Geral de Albert Einsten. Após analisar estas fotos os cientistas concluiram que a luz curva se ao atravessar um região com campo gravitacional intenso comprovando assim as previsões de Einstein. A foto da direita feita pelo telescópio Hubble mostra um quasar multiplicado por 4 pela gravidade de um galáxia grande. O quasar está no centro da imagem, mas sua luz é desviada pela gravidade da galáxia como uma lente e nós aqui na Terra vemos 4 imagens do mesmo objeto. Está é uma demostração atual da mesma Teoria da Relativadade de Einstein feita em 1919.

35 Em 1937 F. Zwicky (ApJ 86, (1937) 217) estudou a velocidade de rotação de galáxias em aglomerados de galáxias. Seus resultados, ilustrados na figura a esquerda mostravam a ausência da matéria luminosa no sistema. Tal fato foi interpretado como a primeira evidência de um tipo de matéria escura no Universo. Até hoje, vários experimentos procuram evidência uniquivocas da existência e propriedade da Matéria Escura. A direita vê se uma foto atual feita pela NASAdo mesmo conjunto de galáxias.

36 Na década de 60, satélites foram lançados pelos EUA para monitorar testes nucleares dos seus inimigos. A análise do sinal desses satélites mostravam grandes explosões vindas da direção oposta da Terra, ou seja, do Universo. Assim foram descobertas essas explosões em galáxias distantes chamadas de Gamma Ray Bursts. Esses são os acontecimentos mais luminosos que acontencem no Universo e os detalhes de como essas explosões acontencem ainda não são compreendidos. A figura a esquerda mostra a distribuição das explosões no Universo e a figura a direita mostra uma ilustração artística de como essas explosões poderiam acontecer no interior de uma região formadora de estrelas.

37 A figura acima feito pelo satélite WMAP da NASA mostra a distribuição espacial da radiação eletromagnética de fundo. Esta radiação ocupa o espaço todo de forma uniforme e é uma relíquia dos primórdios do Universo. Estes resultados foram utlizados para determinar a idade do Universo ( maior que bilhões de ano), para limitar a curvatura do espaço e para inferir a porcentagem de matéria escura no Universo.

38 A imagem acima feita em 1996 pelo telescópio Hubble da NASA mostra as gálaxias mais distantes já vistas pelo ser humano. Cada ponto brilante nesta imagem é uma gálaxia com bilhões de estrelas em seu interior. Esta imagem tem sido usada para estudar a evolução do Universo até os tempos mais remotos.

39 A figura acima mostra a distribuição de matéria neste ablomerado de galáxias e foi publicada em ApJ Letters 648 (2006) Em vermelho vê se a concentração de matéria vista em raio X. Em azul vê se a intensidade do campo gravitacional calculado a partir de efeitos de lentes gravitacionais. Este resultado aponta para a existência de matéria escura que não pode ser explicado por alternativas da Teoria da Gravitação de Newton.

40 Em 2007 o telescópio VLT no Chile tira a primeira foto de um planeta fora do sistema solar. A imagem acima mostra o planeta em vermelho e a estrela que ele orbita no centro da figura. Hoje já são conhecidos mais de 300 planetas fora do sistema solar graças ao avanço dos telescópio e ao uso de novas técnicas de análise.

41 A nave espacial Voyage lançada em 1977 atinge os limites do sistema solar. Ela é a construção humana mais longe da Terra. Desde lá ela envia sinais sobre a estrutura do sistema solar, sobre campos magnéticos e os raios cósmicos. A nave leva o disco dourado mostrado na figura a direita com mensagem, sons e imagens representativasda vida na Terra.

42 O Observatório Pierre Auger mediu uma correlação entre a direção de chegada de eventos de altas energias com a posição de núcleos ativos de galáxia. Esta é a primeira medida de correlação com fontes e representa uma avanço significativo na compressão dos eventos de mais altas energias do Universo. O trabalho foi públicado na capa da revista Science 318 (2007) 938 e aponta para a possibilidade de realizarmos astronomia com partículas carregadas.