http://www.cdcc.sc.usp.br/cda

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De Galileu a Hubble, um olhar para o Universo
Valter Luiz Líbero
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(No Transcript)
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Cometa West
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Geocentrismo
Sol
Ven
Mar
Terra
Mer
Ptolomeu, a Terra no Centro
- 140 -
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Heliocentrismo

Copérnico, o Sol no Centro
1473 - 1543
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Sistema Heliocêntrico
Vên
Mer
Ter
Lua
Mar
Sol
Júp
Sat
Ura
Net
Plu
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Newton, a lei da gravitação
1642 - 1727
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Galileu, o homem do ano
1564 - 1642
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Filósofos e Astrônomos Famosos
Pitágoras
Heráclides
Aristóteles
Aristarco
Eratóstenes
G. Bruno
Hiparcos
Ptolomeu
200
1000
800
600
400
1200
1400
1600
200
400
0
Copérnico
Tycho Brahe
Galileu
Kepler
Newton
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Galileu Galilei, Italiano, 1554 1642 -
satélites ao redor de Júpiter - Vênus
apresenta fases - montanhas na Lua - manchas
no Sol - aprimorou a luneta - criou a
cinemática
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Satélites de Júpiter( Galileu, séc. XVII )
Júpiter
Dia 1
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Júpiter

Luas Galileanas
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Manchas solares

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Fases de Vênus
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A grande luneta
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Marco histórico
Era pré-telescópio
1609
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Antes de Galileu

A. Ayiomamitis jan - dec /2002
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Depois
W. Herschel, 1781 descobre Urano
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Universo Em Expansão

Edwin Hubble, o astrônomo 1889 - 1953
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HUBBLE, o telescópio espacial - 1990 -

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43 metros de diâmetro, Virgínia
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Estações Orbitais

ISS
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Lua

- 3500 Km de diâmetro - 380.000 Km da
Terra - última missão 1972
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Lua
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Lua, nós já fomos lá!

E. Cernan, dec-72. Apolo 17, a última.
NASA (Image scanned by Kipp Teague)
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Terra - Lua, vistos da Galileu, a 6 milhões de
Km, em 1992.

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Marte
- dist. 1.5 UA - 0.5 diam. Terra - mass 0.6 -
grav. 0.38 da Terra - temp -140 -gt 20 - atm
CO2, 0.01 atm -
J. Bell (Cornell U.), M. Wolff (SSI) et al.,
STScI, NASA
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Martememorial Sagan
Sojourner
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Vistos de Marte, em 8/maio/2003
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Sistema Solar

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Erupção Solar
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Estrelas
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Nebulosa de Orion
Formação Estelar
1500 a.l. de nós 25 a.l. de extensão
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Nebulosa de Orion - berçário -
C. R. O'Dell and S. K. Wong (Rice U.), WFPC2,
HST, NASA,
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M17, Nebulosa Omega - Sagitário
- 5500 a.l.
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Supernova 1987A( Grande Nuvem de Magalhães )
Antes
Depois
20 Msol com núcleo de Fe do tamanho de Marte
colapsa em segundos para 100 Km
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Nebulosa do Carangueijo
- Vista em 1054 - 10 a.l. de extensão - pequeno
pulsar no centro - 1 massa solar -
período 1/30 seg. - cores falsas
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Mas, o que há no interior deuma estrela?
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Composição química de uma estrela
luz
Prisma
luz
Hidrogênio!
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Hidrogênio Hélio Oxigênio Carbono Nitrogênio Neôni
o
Raias de Elementos
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Onde estão as estrelas ?
Galáxias
E. Hubble
Ilhas com trilhões de estrelas
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Nossa galáxia e as outras


AAndrômeda
Via Láctea
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ESO 269-57 - Centauro
150.000.000 a.l. de nós 200.000 a.l. extensão
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Galáxia Espiral Sa Sombrero
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Colisão de galáxias
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Muitas galáxias !
- Aglomerado de Virgem - o mais próximo de nós -
100 galáxias
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Muito mais do que se imagina!
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WMAP
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Universo em evolução
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Conclusões
- Universo em expansão big bang inflação -
5 matéria usual - 25 matéria escura (e
estranha) - 70 energia escura (anti-gravidade)
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U N I V E R S O
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www.cdcc.sc.usp.br /cda/observat.htm
Visitas sextas, sábados e domingos das 20 às 22
horas
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Física, pela sua abrangência no estudo da
natureza, se destaca nos dias atuais entre todas
as ciências. O impacto de suas idéias mais
fundamentais não tardam a fazer parte de nosso
dia-a-dia, usualmente na forma de desenvolvimento
tecnológico, mas também na forma de conhecimento
básico a respeito do Universo que moramos. Nesse
ponto, a união da Física com a Astronomia tem
dado uma dimensão extraordinária a nossa visão do
mundo, seja terreno ou celeste. Física dos
átomos às galáxias, é uma viagem que começa no
mundo subatômico evolui pelas escalas de tamanho
dos objetos ao nosso redor e caminha em direção
às estrelas.
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Todas as substâncias que nos cercam são feitas
de átomos, sejam animais, vejetais ou inanimadas.
Até mesmo quem ainda está dando seus primeiros
passos não só é feito de átomos, mas os utiliza
para viver e para interagir com o meio ao seu
redor. Entre as primeiras concepções sobre como
deveria ser o átomo, está a desenhada no slide.
Elétrons girariam em torno de um núcleo muito
pequeno, constituido de prótons e neutrons. A
concepção atual é bem mais sofisticada no lugar
das órbitas circulares temos regiões com
determinadas probabilidades de o elétron ser
encontrado são os orbitais atômicos, tão
importantes em química. No entanto, para temos
uma imagem em mente, o desenho que se parece com
um sistema planetário é adequado e hoje serve
como símbolo do átomo.

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Um átomo é uma unidade muito pequena. Precisamos
de cerca de 100 milhões deles enfileirados para
perfazer apenas um centímetro. Sua propriedade
mais marcante é a de se unirem formando as
moléculas, que em número muito grande formam as
substâncias. Por exemplo, a molécula de água (a
mais importantes para a vida) é formada por um
átomo de oxigênio e dois de hidrogênio (o átomo
mais importante do Universo). Com centenas de
diferentes átomos na natureza, estruturas
complexas podem se formar, ou serem formadas com
o uso de técnicas de manipulação atômica bastante
recentes. Consegue-se hoje em dia depositar
átomos em superfícies de forma controlada, como
ilustra os desenho do globo terrestre. Veja que a
dimensão desses desenhos é de desenas de
angstron. Um angstron corresponde a 0.00000001 cm!

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Podemos ver os átomos em detalhe? Não, eles são
muito pequenos, milhares de vezes menores que o
comprimento de onda da luz visível. No entanto,
podemos ver a luz que emana deles quando seus
elétrons saltam de uma órbita para outra. Também
podemos forçar seus elétrons a saltarem de uma
órbita para outra incidindo luz no átomo. Ou
seja, átomos interagem muito com a luz, não
somente a visível, mas também a infravermelha,
ultravioleta, (também chamadas de luz),etc.
Sendo assim, a luz serve como uma ponte entre
nós, que vivemos num mundo macroscópico, e os
átomos, que são microscópicos. Dependemos dela
para conhecer nosso mundo, e até a utilizamos
como código (num semáfaro, por exemplo) em nossa
sociedade. Praticamente todo reino animal e
vegetal depende da interação com a luz para a sua
existência. Nosso bem estar pode ser
melhorado conforme aprendemos a dominar o uso da
luz (como onda de rádio), como por exemplo numa
máquina de ressonância magnética capaz de fazer
imagens de órgãos internos.

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O mundo ao nosso redor, de objetos com tamanhos
de metros ou kilômetros, está intimamente
relacionado ao mundo microscópico dos átomos. Em
todo nosso planeta, com diâmetro de cerca de
12.000 Km, a luz está presente e atuante em todos
os processos vitais. E mais além, como é que
temos noção do próprio Universo, morando aqui num
pequenio planeta? É através da luz que chega das
regiões mais distantes. Um fato histórico
notável aconteceu em 1609, quando Galileu Galilei
utilizou um telescópio para observação
astronômica sistemática. Ele começou a era pós
telescópio na ciência. Antes dele,
fazia-se observações direta do céu, como por
exemplo a trajetória anual do Sol por entre as
estrelas que perfaz uma figura parecida com o
número 8 (é o Analema). Depois de Galileu,
grandes telescópios foram construídos, como por
exemplo o do Observatório de Yerkes com um metro
de diâmetro (observe o tamanho de uma pessoa ao
lado desse instrumento).

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Hoje telescópios espaciais orbitam a Terra, como
o famoso Hubble lançado em 1990. Inúmeros
satélites de comunicação e sensoriamente foram
colocados ao redor da Terra, alguns a cerca de
36.000 Km de altura para serem geo-estacionários
(que rodam junto com a Terra). Estações
espaciais, como a MIR soviética, já desativada,
ou a ISS, Americana, ainda em desenvolvimento,
completam um cenário rico de instrumentos
importantes colocados na vizinhança da Terra que
permitem que exploremos o Cosmos aqui de
casa. Um pouco mais além da nossa vizinhança
está a Lua, em média 380.000 km de nós, e com
cerca de 3500 Km de diâmetro. Ela não possui
atmosfera e por isso qualquer meteoro que a
alcance deixa marcas em sua superfície na forma
de crateras (muitas crateras Lunares são de
origem vulcânica e não de impacto). É o corpo
celeste mais bem conhecido pelos humanos, uma vez
que até já estivemos lá.

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Para ir além daqui de casa, enviamos sondas
espaciais, como a Galileu, que em 1992 a cerca de
6 milhões de Km da Terra fotografou pela primeira
vez a Terra e a Lua juntos na mesma foto. É um
fato notável, tecnologicamente falando. Sondas
podem ir muito mais longe que naves tripuladas e
por isso hoje conhecemos tanto sobre o planeta
Marte. Sua distância até nós pode variar de cerca
de 70 a 400 milhões de Km, devio ao movimento
dele e da Terra ao redor do Sol. Seu tamanho e
massa são praticamente 50 dos da Terra e sua
atmosfera, muito rarefeita, é constituída
basicamente de gas carbônico. As missões
Sojourner ,spirit e Opportunity
fizeram grandes revelações, basicamente sobre a
possibilidade de existência de água no planeta.
Em 2003 a Terra e Júpiter foram fotografatos de
Marte, por uma das sondas, outro fato notável
para a tecnologia espacial.

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Além do planeta Marte, ainda temos, não muito
longe da Terra, por exemplo Júpiter, a 700
milhões de Km, Saturno, a 1.4 bilhões de Km, e lá
no fim do sistema solar, Plutão, 40 vezes mais
distântes do Sol que nós ou cerca de 6 bilhões de
Km daqui. Esses corpos, juntamente com cometas e
asteróides, constituem a família do Sol corpos
que giram ao redor do Sol presos pela sua
gravidade. A nave Voyager 1, em 1999, fotografou
pela primeira vez o Sistema Solar, quando já
estava a cerca de 12 bilhões de Km da Terra. Este
sim representa um grande fato tecnologicamente
falando, e também um oportunidade única de vermos
o Sistema Solar por cima e apreciar seu
heliocentrismo. Nesse slide você pode comparar
os planetas em diâmetro e ter uma idéia do
tamanho do sistema solar, se compar o tempo que a
luz demora par vir do Sol até nós, pouco mais de
oito minutos, com o tempo que ela demora para ir
do Sol até Plutão, 6 horas! O Sistema
solar é enorme quando comparado com a nossa
vizinhança, mas é um grande vazio, como ilustra o
slide

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Será mesmo que o Sistema Solar é grande? Bem,
para responder precisamos compará-lo com outras
estruturas do Universo. O que há além do Sistema
Solar? Uma simples observação do céu revela as
inúmeras estrelas, sóis como nosso Sol. Mas,
onde estaria a estrela mais próxima da Terra,
depois do Sol? Muito longe! Para se ter uma
idéia, em uma maquete em que a Terra estaria a um
metro do Sol, a próxima estrela estaria a 260 Km
de distância! Essa estrela, um pouco mais
brilhante que o Sol, chama-se Alfa Centauro e é
facilmente visível aqui ho hemisfério Sul. Sua
luz demora pouco mais de 4 anos para nos alcançar
e lembrando que a luz do Sol demora apenas 8
minutos para chegar até nós e apenas 6 horas para
chegar a Plutão, concluimos que o Sistema Solar é
muito pequeno perante o Cosmo.

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