O documento discute a evolução dos modelos geocêntrico e heliocêntrico do Universo, as descobertas de Kepler, Galileu e Newton que apoiaram o modelo heliocêntrico, e as evidências da Teoria do Big Bang, incluindo a expansão do Universo, a radiação cósmica de fundo e a nucleossíntese dos elementos leves.

1. FÍSICA E QUÍMICA A
10º A

2. Lição nº de setembro de 2010

3. Modelo Geocêntrico
• O Universo consistia numa região celestial, esférica e em
movimento, envolvendo uma TERRA imóvel que ocupa o
centro

4. Modelo Heliocêntrico
• O SOL tomou o lugar da TERRA no centro do Universo.
• Copérnico promoveu a Terra a planeta, colocando-a em
movimento numa órbita à volta do Sol, como os restantes
planetas.

5. • Kepler –propôs três leis
dos movimentos dos
planetas.
• Galileu – observou as
manchas solares, as
sombras na Lua, quatro
satélites de Júpiter, e as
fases de Vénus.

6. • Isaac Newton – descobriu a lei da gravitação.
• Edwin Hubble – verificou que as Galáxias se
afastavam umas das outras, ou seja o Universo
estava em expansão.
• Einstein – propõe a Teoria Geral da Relatividade.
• George Gamov – foi o pai da famosa teoria do Big
Bang.

7. arquitetura DO UNIVERSO
 Breve história do Universo
Quais serão as maiores evidências da teoria do Big
Bang ?
• O Universo está em expansão.
• A existência da radiação cósmica de fundo.
• A nucleossíntese dos “elementos leves”

8. O Universo está em expansão
• O Universo está em
expansão: as galáxias
afastam-se umas das
outras com uma
velocidade proporcional
à distância entre elas
(salvo pequenas
correções) - um
resultado conhecido
por Lei de Hubble.

9. A existência de radiação cósmica de
fundo
• A existência de radiação cósmica de fundo: se o Universo era
inicialmente muito, muito quente, como a teoria sugere,
deveria ser possível encontrar alguma reminiscência deste
calor. Em 1964, os radioastrónomos Amo Penzias e Robert
Wilson descobriram essa radiação cósmica de fundo (Prémio
Nobel da Física em 1978).

10. A nucleossíntese dos "elementos leves"
• A nucleossíntese dos
"elementos leves" - a
descoberta da abundância de
"elementos leves" como o
hidrogénio e o hélio.

11. Como será o futuro do universo?
• Universo fechado - Se a densidade média do Universo for superior à
densidade crítica, o Universo deixará, provavelmente, de se expandir
e começará novamente a contrair-se. Esta contração irá ser
acelerada e, eventualmente, produzirá o Big Crunch, que é o inverso
do Big Bang.
• Universo plano - Se a densidade média do Universo é exatamente
igual à densidade crítica, a expansão do Universo não irá parar e
aproximar-se-á cada vez mais do limite.
• Universo aberto - Se a densidade média do Universo for inferior à
densidade crítica do Universo, então a atração gravitacional que lhe
está associada deverá ser demasiado pequena para impedir a
expansão do Universo.

12. Limitações da teoria do Big Bang:
A teoria do Big Bang não consegue explicar os seguintes factos:
- Por que ocorreu o Big Bang
- Como ocorreu o Big Bang
- O que havia antes do Big Bang
- Qual o destino do Universo

13.  A complexa organização do Universo
O Universo é constituído por:
- aglomerados de estrelas - nebulosas

14. - poeiras interestelares - buracos negros
- sistemas solares

15. O Universo é imenso mas não é o caos. Está organizado!
Planeta
Terra
Sistema Solar
Enxame
“Grupo
Local” Galáxia
“Via Láctea”

16.  Escalas
Temperatura:
T(K) = T(ºC) + 273,15 T(ºF) = 9/5 T(ºC) + 32
Comprimento:
-Unidade astronómica (UA): distância média da Terra ao Sol.
1 UA = 1,50 x 1011 m
-Ano-luz(a.l.): distância que a luz percorre durante um ano.
1 a.l. = 9,47 x 1015 m
-Parsec(pc): 1 pc = 3,09 x 1016 m

17.  Exercícios
1 – Exprima em kelvins:
a)25 ºC
b) – 40 ºF
2 – Exprima na escala de Celsius:
a)200 K
b)200 ºF
3 – Determine em anos luz e em parsec, a distância média da Terra ao Sol.
4 – A que distância se encontra uma estrela cuja luz demora 500 segundos
até chegar à Terra? Exprima o resultado no SI, em UA e em parsec.

18. 5. A luz, que viaja à velocidade de 3 x 108 m/s no vazio, leva cerca de 100
mil anos a ir de uma extremidade à outra da Via Láctea, uma de
entre os biliões de galáxias do Universo.
a) Compare essa dimensão com a distância percorrida pela luz em
3000 milhões de idas e voltas da Terra ao Sol.
b) Compare o diâmetro da órbita da Terra em torno do Sol (da ordem
de 3 x 108 km) com a distância da Terra ao centro da galáxia (7,9 mil
parsec).
c) Sabe-se que a velocidade de expansão do Universo é, atualmente,
de 18 km/s. Supondo que a velocidade de expansão não se alterou
e o Universo tem uma dimensão da ordem de 106 anos-luz, há
quantos anos ocorreu o Big-Bang?