Aula 12 - 3º Bimestre - Universo e seus elementos - 1B

 

Boa noite alunos .

Em aulas  anteriores nós aprendemos a parte da física  que trabalha a mecânica envolvida na cinemática , dinâmica e estática ( força , gravidade e trabalho) e,  semana passada demos inicio ao estudo da composição física do Universo.  

Nesta aula, daremos continuidade ao tema  falando de alguns dos tipos de elementos que compõem universo na física.

Passo a passo das atividades a serem realizadas na semana :

·         Assistir a aula do central de mídias do dia 11/08/2020 , com o tema Universo e seus elementos

·         Realizar a leitura do texto complementar e resolver as questões  sugeridas

 

Texto : O Universo e seus Elementos

Toda matéria e energia existentes formam o Universo. A origem latina da palavra confirma a definição: Universo deriva de universum “todo inteiro” ou “tudo em um só”.
Estudos científicos mostram que a estrutura e todos os elementos do Universo se formaram a partir de uma grande explosão. A Teoria do Big Bang, o modelo cosmológico mais aceito, conclui que a cerca de 14 bilhões de anos houve uma grande explosão e os variados fragmentos resultantes resfriaram e originaram diferentes tipos de corpos celestes: galáxias, buracos negros, estrelas, planetas, meteoros, cometas, poeira, gases, entre outros.
Inúmeras perguntas sobre o Universo ainda não foram respondidas. Qual seu tamanho? O Universo está se expandindo? O Universo é estático ou está em contração? Existem outros universos (Universo Paralelo)? O que é um buraco negro? Existem vidas em outros planetas? Porém, cosmólogos, astrofísicos e astrônomos dedicam seus estudos e pesquisas para ampliar o conhecimento sobre o Cosmo.
Cosmologia, Astronomia, Astrofísica entre outras são as ciências do Universo. Cosmologia é estudo do Universo como um todo, e de sua estrutura e evolução. Astronomia não se volta tanto ao mecanismo geral do Universo, mas sim aos funcionamentos específicos, desde pequenos fragmentos até grandes planetas, estrelas, ou outros corpos ou fenômenos celestes. A Astrofísica estuda o Universo através das leis da Física, fazendo cálculos matemáticos, e criando teorias físicas.

 

As galáxias

O Universo é preenchido por galáxias. Cada galáxia é o conjunto de nebulosas, planetas, satélites, cometas, estrelas, poeira, gases, enfim, um amontoado de corpos celestes que gira ao redor de um núcleo e apresenta formatos diversos: espirais, elípticos, esferoidais ou irregulares.
O Universo apresenta cerca de 100 bilhões de galáxias que raramente se apresentam isoladas, pois o comum é a formação de aglomerados, ou seja, conjuntos de galáxias ligadas gravitacionalmente entre si. Os aglomerados maiores são chamados de superaglomerados. Entre estas estruturas estão os espaços intergalácticos.
A galáxia que o Sistema Solar está localizado é a Via Láctea e ela pertence a um aglomerado chamado Grupo Local de Galáxias que possui cerca de 30 galáxias sendo três grandes –  Via Láctea, a Galáxia de Andrômeda (a maior) e a Triângulo – e a maioria anãs. O Grupo Local faz parte do chamado Superaglomerado de Virgem ou Superaglomerado Local.
A Via Láctea tem o formato espiral constituído por um halo, um disco e um núcleo composto por há um objeto central massivo, um buraco negro. A galáxia espiral é formada por 4 braços maiores – Perseu, Norma, Crux-Scutum e Carina-Sagitário – e os braços menores de Órion e Cignus. Atualmente, o Sistema Solar ocupa uma posição na periferia da Via Láctea, conhecida como Braço de Orion.
Sem o auxílio de lentes ou de instrumentos ópticos, é possível enxergar uma faixa esbranquiçada que atravessa o hemisfério celeste de um horizonte a outro, é a Via Láctea. No Hemisfério Sul é melhor observável durante as noites de inverno (junho e julho). A parte mais brilhante fica na constelação de Sagitário.
A Via Láctea ou Estrada do Leite recebeu este nome de povos antigos em virtude do seu aspecto esbranquiçado, de aparência leitosa: Kiklios Galaxios vem do grego círculo leitoso. Dos Tambés, indígenas do sul do Pará, recebeu o nome de Caminho das Antas, pois os desenhos do céu noturno os lembravam os momentos de fartura e de escassez que a natureza determina aos seres da Terra, no decorrer do tempo.

Buraco Negro

Buraco Negro é um campo gravitacional muito intenso que atrai para si qualquer coisa. Nenhum tipo de partícula ou radiação consegue sair, inclusive a luz. Os buracos negros estão localizados nos centros das galáxias, e espalhados pelo Universo. No centro da Via Láctea, há um desses, e o nome é Sagittarius A.
O buraco negro apresenta uma enorme quantidade de massa concentrada num espaço reduzido. O centro de todas as grandes galáxias é ocupado por um buraco negro supermassivo. Contudo, os tamanhos são variados. Existem buracos negros maiores – massivos – que surgiram da colisão de vários buracos negros estelares. Existem buracos bem pequenos, os buracos negros primordiais, tamanho de um átomo, massa total de uma montanha até os imensos, supermassivos – centro das galáxias – 40 bilhões de vezes a massa do Sol.
A ergosfera é a zona mais periférica do buraco negro; é a região limite para as partículas não serem sugadas, ou seja, não atrai corpos com o campo gravitacional, porém os corpos ganham movimentos e ao girar, em velocidade centrípeta, as partículas entram em fricção, criam energia, atinge altas temperaturas e emite luz. É a parte visível do buraco negro. A ergosfera envolve o horizonte de eventos que é um ponto de não-retorno, ponto limite de onde já não sai mais nada do buraco. Uma partícula para sair do horizonte de eventos tem que ter uma velocidade superior a da luz, é a velocidade de escape. Já no centro do horizonte de eventos, se localiza uma densidade de massa incalculável, chamada singularidade.
A origem do buraco negro está na morte de estrelas massivas. Este fenômeno é chamado de supernova. Após a explosão a estrela continua se aquecendo e arrastando matéria por meio de gravidade até o seu núcleo até se estabilizar, e se esse núcleo tiver massa o suficiente ele forma uma estrela de nêutrons ou buraco negro. Já o buraco negro massivo formou-se junto com as galáxias no Universo primitivo.
A primeira imagem de buraco negro foi revelada no dia 10 de abril de 2019, pela Comissão Europeia. Cerca de 200 cientistas trabalharam no projeto Event Horizon Telescope (EHT), e depois de muitos estudos e uso de oito radiotelescópios, conseguiram tirar uma foto do buraco negro no centro da Galáxia Messier 87 ou M87.
Professor Renato Las Casas, em novembro de 1999, disse que “o buraco negro é uma coisa que de negro tem tudo, mas de buraco não tem nada. ” Esta afirmação mostra o enigma que é o buraco negro, que apesar do interesse dos cientistas, muitas questões não foram respondidas. Talvez, uma das principais questões é saber o que acontece com os corpos quando são sugados.
Não é de hoje que grandes nomes das ciências tratam desses corpos astronômicos. Há um século, Albert Einstein calculou que a força da gravidade poderia distorcer o espaço-tempo. Suas equações previram que uma área de atração que estaria além do horizonte de eventos, o limite a partir do qual a atração do buraco negro é inescapável. A foto do buraco negro é mais uma evidência concreta da Teoria da Relatividade de Albert Einstein de 1905.
Stephen Hawking disse que os buracos negros emitem pequenas quantidades de radiação térmica, é a Radiação Hawking. Buracos negros perderiam massa com a radiação liberada e em um processo extremamente lento diminuiriam até desaparecerem.

 

Questões para responder no caderno

Q1) Todos os astros do Sistema Solar estão em movimento. Porque esses corpos não se espalham pelo Universo?

Q2) Segundo os astrônomos, um corpo celeste é considerado planeta quando apresenta determinadas características. Cite quais.

Q3) A Lua é o satélite natural da Terra. Que outros planetas do nosso Sistema Solar possuem satélites?

Q4) O que é órbita? Cite um exemplo.

 Q5) Além dos planetas e dos seus satélites, que outros corpos celestes fazem parte do Sistema Solar?

 Q6) Da Terra, os asteroides só são vistos por telescópio. Em quais regiões do Sistema Solar se encontram os cinturões de asteroides?

 Q7) O que mantém a Lua em órbita ao redor da Terra?