Curso Online de COSMOLOGIA
O astrofísico teórico David N. Spergel descreveu a cosmologia como uma "ciência histórica" ??porque "quando olhamos para o espaço, olhamo...
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Cosmologia
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Introdução
O termo cosmologia foi usado pela primeira vez em Inglês em 1656 em Thomas Blount's Glossographia, e em 1731 retomada em latim pelo filósofo alemão Christian Wolff, em Cos-mologia Generalis.
O astrofísico teórico David N. Spergel descre-veu a cosmologia como uma "ciência históri-ca" porque "quando olhamos para o espaço, olhamos para trás no tempo" devido à natu-reza finita da velocidade da luz.
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Estruturas do Universo
O Universo apresenta estruturas em to-das as escalas: partículas sub-atômicas for-mam núcleos que formam átomos que for-mam planetas e estrelas. Estas formam aglomerados de estrelas e galáxias, que por sua vez formam aglomerados de galáxias, super-aglomerados e estruturas ainda maio-res, vazios, filamentos e muralhas de galá-xias.
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Dos prótons em um átomo até as galá-xias da Grande Muralha podemos traçar uma hierarquia de aglomeração da matéria das escalas menores até as maiores. A per-gunta que surge é então: a aglomeração tem um final? Há uma escala a partir da qual o Universo é mais homogêneo e sem estruturas? Apesar do descrito acima a res-posta é sim, existe.
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Sabemos que amostras grandes de galá-xias, para as quais “redshifts” foram deter-minados, revelaram estruturas de tama-nhos até 200 Mpc. Embora estas cubram uma área enorme no céu e um grande volu-me, estes estudos ainda são relativamente locais, no sentido de que não chegam até grandes distâncias.
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Uma outra alternativa é estudar um campo bem pequeno, mas obter “redshifts” de galáxias a distâncias bem maiores. Este tipo de estudo é chamado de "pencil-beam" e se estende até galáxias a grandes distâncias (aproximadamente 2000 Mpc). Este tipo de estudo mostra que as galáxias parecem se distribuir em estruturas que têm no máximo de 100 a 200 Mpc de diâ-metro, com “vazios” entre elas. Os dados sugerem que as estruturas do Universo tem no máximo este tamanho.
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Baseados nesta observação os astrôno-mos então concluíram que o Universo deve ser homogêneo em escalas maiores que 200 Mpc. Isto quer dizer que se tomamos um cubo de 300 Mpc, por exemplo, e o co-locamos em um lugar qualquer do Univer-so, encontraremos cerca de 100000 galáxias (não incluindo as galáxias anãs), um núme-ro parecido com o que encontraríamos, se o cubo fosse colocado em qualquer outro lugar do Universo.
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Grande Muralha
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Princípio Cosmológico
A homogeneidade do Universo é a pri-meira das duas grandes suposições que o cosmologista (o astrônomo que estuda o Universo em grande escala e a dinâmica do Universo como um todo) faz quando estuda o Universo em grande escala. Observações sugerem que esta suposição pode ser ver-dadeira, mas ela não é provada.
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Outra suposição feita, suportada por evi-dências observacionais e suporte teórico é que o Universo é isotrópico, ou seja, ele pa-rece igual em qualquer direção que se olhe. Há várias evidências observacionais que provam que a hipótese de isotropia é cor-reta.
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Capítulos
- Cosmologia
- Introdução
- Estruturas do Universo
- Princípio Cosmológico
- Expansão Cósmica
- O Paradoxo de Olbers
- A Lei de Hubble e o Big Bang
- O Big Bang
- "Redshift" Cosmológico
- Destino do Universo
- Densidade Crítica
- Dois Futuros
- A Idade do Universo
- A Geometria do Espaço
- A Radiação Cósmica de Fundo
- Matéria e Radiação
- A Formação de Núcleos e Átomos
- Formação de Hélio
- A Formação dos Átomos
- Inflação Cósmica
- O problema do horizonte e da planura
- A Época da Inflação
- Implicações para o Universo