A Física do “muito grande”

MEDIDAS ASTRONÓMICAS (UNIDADE ASTRONÓMICA (UA)

• Ano Luz (a.l.) – Distância percorrida pela luz num ano. Unidade utilizada para medir distâncias entre estrelas e galáxias.

• Velocidade da Luz = 300 000 km/s• 1 a.l. = 9,5 biliões de km

Medidas Astronómicas (Unidade Astronómica (UA)

A unidade astronómica

Uma unidade astronómica (UA) é a distância média da Terra ao Sol. Esta distância é cerca de 150 milhões de quilómetros.

1 UA ≈ 150 000 000 km

Se compararmos as distâncias entre a Terra e os planetas e a Terra e as estrelas (para além do Sol) verificamos que estas são muito maiores… Os astrónomos usam outras unidades.

Distância dos principais planetas do Sistema Solar ao Sol:

O ano – luz (a.l.)Um ano – luz é a distância que a luz consegue percorrer

num ano.

Num ano, a luz percorre, aproximadamente 9,5 bilhões de quilômetros.

1 a.l. ≈ 9,5 bilhões de quilômetros ≈ 9,5 x 1012 Km

*Medida de espaço e não de tempo!

A luz não é instantânea. Percorre uma distância. 1,12s – Lua 8,5 min – Sol Não observamos o presente em

nenhum momento.

Outras distâncias medidas em ano – luz:

As Estrelas mais afastadas da Via Láctea distam

entre si cerca de 100 000 a.l.

O Grupo Local estende-se no

espaço cósmico por cerca de 5 000 000 a.l.

As distâncias entre Enxames de Galáxias são da ordem dos 100 000 000 a.l.

• Parsec (pc) – Outra unidade utilizada para medir distâncias entre estrelas e galáxias.

1 pc = 3,26 a.l.

Algumas distâncias

Terra - Sol 8,3 min luz

Alpha Centauri 4 a.l.

Diâmetro da Via Láctea 100 000 a.l.

Galáxia de Andrómeda 2,3 milhões a.l.

Limite do Universo visível 13,7 mil milhões a.l.

Estrelas: Introdução

Como_Funciona_o_Universo_(HD)_—_Estrelas

•As estrelas parecem ser eternas mais não são elas nascem vivem e morrem..•As estrelas nascem ou seja,formam-se quando uma enorme nuvem de gás começa a se concentrar,ficando cada vez menor e mais quente. As partes mais externas da nuvem,começam então a cair em direção ao centro. Esse nascimento pode levar um milhão de anos,o que não é muito tempo quando se fala de estrelas.

CURIOSIDADE

Astros em Escala

• O princípio da relatividade foi introduzido na ciência moderna por Galileu, segundo Galileu: não existe sistema de referência absoluto.

• Com isso, elaborou um conjunto de transformações chamadas “transformadas de Galileu”

História

Einstein inicia seu desenvolvimento da teoria da relatividade enunciando os dois

famosos postulados da relatividade especial:

“ As leis da física são as mesmas em qualquer referencial inercial.’’

“ A velocidade da luz tem o mesmo valor em qualquer referencial inercial.”

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Postulados da relatividade

Gravidade não é uma força, é um conjunto de ações e comportamentos observados. Newton – força que se propaga instantaneamente;Einstein – massas seguem a curvatura do espaço tempo.

TerraSol

Rotação

Uma nova visão da gravidade

Curvatura

Princípio da Relatividade de Einstein Princípio geral da relatividade: As leis da

física da natureza são as mesmas para qualquer observador, esteja ele em movimento acelerado ou não.

Princípio da covariância geral: As leis da Física têm a mesma forma em todos os sistemas de coordenadas.

Princípio da invariância local de Lorentz: As leis da relatividade se aplicam localmente para todos os observadores inerciais.

Espaço tempo curvoCorpos se movem em linha reta no espaço-tempo, mas parecem mover-se em curvas pois o espaço é curvo.

Espaço-tempo afeta o movimento dos corpos assim como o movimento dos corpos afeta o espaço-tempo.

Dilatação do tempoCom a teoria da relatividade, Einstein propôs que a única grandeza que não dependia do referencial adotado era a velocidade da luz. O tempo e o espaço passaram a ser relativos e a inter-relacionados.

cdt 1

1

Observador:1ODistancia:1d

Note que para v≠0, Δt é sempre maior que Δt’ !!

“Um relógio avança com a máxima velocidade quando está em repouso em relação ao observador. Quando se move

com uma velocidade v relativa ao observador, a sua velocidade de avanço é diminuída pelo fator ”

22 /1 cv

Ex.: “O Paradoxo dos Gêmeos”, pág.: 278 do livro de Física.

Massa variávelÉ consequência dos postulados de Einstein que um corpo com massa jamais terá velocidade maior do que a luz.

²²1

0

cv

mm

Massa e energiaEssa equação simples implica que a massa pode ser convertida em energia, e vice-versa.

².cmE

Modelo Padrão do Universo

Geometria e à Estrutura do Universo

Universo Fechado (Esférico)

Universo Aberto (Hiperbólico)

Universo Plano (Euclidiana)

Densidade críticaAs possibilidades de o Universo se expandir para sempre ou se contrair a partir de um momento dependem da densidade crítica de matéria nele existente.A densidade crítica de matéria é dada por: G

Hc

..8.3 2

0

Expansão do UniversoDHv .0

Fim