UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA
LABORATÓRIO DE FÍSICA NUCLEAR APLICADA (LFNA)
criado em 1977
VISITE NOSSO SITE:http://www.fisica.uel.br/GFNA
Venha conhecer o laboratório!
Micro e Macrocosmos
Uma rápida visão que a física tem do macro e do microcosmo em conexão com a evolução da
ciência, da antiguidade até hoje.
Prof. Carlos Roberto AppoloniDepto. Física – UEL
SUMÁRIO
[1] Escala do Homem e escala da Natureza
[2] A Cultura Grega e a ruptura na análise da Natureza
[3] Macrocosmos: Galileu – o telescópio, o método científico e a ruptura com o Universo de Aristóteles
[4] Microcosmos: de Zacharias Janssen a Rutherford - do microscópio ao átomo
[5] Revolução na virada do séc. XIX para o XX
[6] Conhecimento Atual
[7] A caverna de Platão: realismo e anti-realismo na Ciência
[1] Escala do Homem e escala daNatureza - Antiguidade
escala do homem frente às escalas de tamanho e energia da natureza e sua correlação com o entendimento do mundo e do Universo à sua volta (nas religiões e nos sistemas filosóficos)
cada cultura gerou uma descrição diferente, mas sempre “na escala humana” e “à imagem do homem”
Escala do Homem
Escala do Universo
[2] A Cultura Grega e a ruptura na análise da Natureza
do saber para aplicar para o saber para inquirirsoluções gerais com a matemática (aritmética e geometria) e estabelecimento de conceitos aplicáveis a outros casos concretosanálise racional e não “o livro sagrado”mas, ainda na “medida” do homem
faltava-lhes o sentido da prova experimental
Grécia Clássica (séc. VI a IV AC)Pitágoras / Eudoxo de Cnido /
Aristóteles / Platão (200 anos depois): o sistema geocêntrico
[3] Macrocosmos: Galileu – o telescópio (1609), o método científico e a ruptura
com o Universo de Aristóteles
Sistema Heliocêntrico: Copérnico 1473 - 1543o telescópio de Galileu mostra planetas com satélites, novos planetas, manchas solares – consolida o heliocentrismo e abre a visão do Macrocosmos mas não abre a cabeça de alguns poderosos e desafia o sistema dominante
Galileu introduz o método científico moderno, dedutivo – indutivo, com experimentação direta, indireta e a experiência mental
Experimento >>> Modelo Modelo >>> Experimento Experimento >>> Teoria
Teoria >>> Validação Refutabilidade
[4] Microcosmos: Zacharias Janssen(1590) / Rutherford (1906) - do microscópio ao átomo
Galileu usou o telescópio ao contrário, inventando o microscópio primitivo.
Zacharias Janssen, inventou o primeiro microscópio óptico composto, em 1590, utilizando uma combinação de várias lentes para ampliar os objetos em cerca de 10 vezes.
A primeira obra científica a fazer referência à utilização do microscópio éde Francisco Stelluti, publicada em Roma, em 1625, quando observou a estrutura do olho da abelha.
O microscópio evoluiu ao longo dos séculos abrindo ao homem a dimensão microscópica desconhecida e imensamente rica
O “Pai” da Física Nuclear
Rutherford - deflexão dos partículas αem campo magnético (1906) conduziu ao enunciado da hipótese nuclear.
Trabalhos desta época com as séries radioativas naturais derrubaram a teoria da imutabilidade dos átomos, conceito do séc. XVIII.
[5] Revolução na virada do séc. XIX para o XX
[5.1] Microcosmos
átomo nuclear - núcleo e eletrosfera- a luz emitida pelos átomos
Física Nuclear – prótons & nêutrons & zoologia de partículas
Física das Partículas fundamentais -Léptons e Hádrons
Teoria da Relatividade & Mecânica Quântica: nossa escala é restrita não só nas magnitudes, mas também em como se processam os fenômenos
Interações fundamentais e partículas elementares
[5.2] Macrocosmos
Física Nuclear explica a energia das estrelas; nascimento, vida e morte dos vários tipos de estrelas
galáxias e aglomerados de galáxias
sistemas planetários extra-solares
Modelos Cosmológicos 1920 – Big Bang (Georges Lamaitre e Alexander Friedman)
Universo finito e em contínua expansão1960 – multiuniversos paralelos no espaço-tempo infinito big bangs e big crunchs2001:
choque de membranas cósmicas >>> vários universos paralelos
conexão entre micro e macrocosmos
propriedades das forças e partículas elementares determinam a evolução do universo e os modelos cosmológicos possíveisexemplo: meia vida do próton
[6] “Conhecimento” Atual
[6.1] Microcosmos
- a partícula última (ou primeira)
- massa dos neutrinos e o Modelo Padrão
[6] “Conhecimento” Atual
[6.2] Macrocosmos
3% do Universo é o Universo que conhecemos70% do Universo é energia “escura”(desconhecida)27% do Universo é matéria “escura”(desconhecida)
proposta “herética” do séc. XXI: Leis da Física tem que ser mudadas, como a Lei da Gravitação Universal (1655, Newton) – Dinâmica de Newton Modificada , mas ainda “sobra” matéria escura. . .Vamos ver algumas imagens de observações astronômicas. . .
Um pedacinho do macro.....
Lembrando:Velocidade da Luz no vácuo: 300 mil Km/s (2,9979 x 108 m/s)
1 Ano – Luz : espaço percorrido pela luz em um ano9,46 x 1015 m (~ 9,5 trilhões km)
Cilindro c/raio de 75 milhõesanos-luz
Cilindro c/raio de 75 milhõesanos-luz
[7] A caverna de Platão Realismo e Anti-realismo na Ciência
O Universo é na realidade como descrito pela Ciência? Ou a sua descrição obtida pela Ciência é apenas como o Homem pensa que é o Universo, sem nenhuma realidade objetiva independente da existência do Homem?
Estamos observando e estudando apenas “as sombras da caverna de Platão” ou estamos observando e estudando o Universo real, “fora da caverna” ?
O Universo que vemos e estudamos é real ou é uma espécie de alucinação coletiva, construída ao longo da história da Humanidade? Apesar do tremendo dilema filosófico que se coloca, o Micro e o Macrocosmo são fantásticos e maravilhosos.
Para manter na mente 1
“ A coisa mais incompreensível acerca do Universo é que ele é compreensível”
Albert Einstein
Para manter na mente 2
“Vejo a tarefa primordial da Ciência hoje como uma luta incessante em direção a um objetivo que ela já sabe que nunca será plenamente alcançado, porque, por sua natureza, esse objetivo é inalcançável. Ele tem um caráter eminentemente metafísico e, como tal, estará sempre além de nosso alcance”
Max Plank
Para manter na mente 3
“É uma doença natural do homem acreditar que possui a verdade diretamente e disso decorre que está sempre disposto a negar tudo o que lhe é incompreensível. O supremo passo da razão está em reconhecer que há uma infinidade de coisas que a ultrapassam”.
Pascal (em Pensées)
MUITO OBRIGADOPELA SUA ATENÇÃO!