Aula 02 - Cosmologia

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Aula 2 - Cosmologia - Teoria do Big Bang

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Aula 02 - Cosmologia

  1. 1. Big Bang
  2. 2. Big Bang Antes de começar... A Teoria do Big Bang não é uma teoria que explica a origem do Universo; û  Ela explica a evolução do Universo após um determinado tempo de vida do mesmo; û  Nenhuma evidência conseguiu abalar a teoria até o momento; û 
  3. 3. Big Bang Edwin Hubble - 1929 A partir de suas observações, Hubble descobriu um desvio para o vermelho (redshift – efeito doppler) da luz emitida pelas estrelas, indicando que elas estavam se afastando uma das outras; û  Se as estrelas estão se afastando, ao retornar no tempo, elas estavam mais próximas. Quando o tempo tende a zero, toda a matéria do Universo estaria contida num único ponto. û 
  4. 4. Big Bang Edwin Hubble - 1929 Universo dinâmico x Universo estacionário û  1946 - As descoberta de Hubble levaram ao desenvolvimento da teoria do Big Bang por George Gamow; û 
  5. 5. Big Bang Origem do nome “Big Bang” Fred Hoyle – modelo de Universo estacionário; û  Usou o termo “Big Bang” em uma entrevista ao programa The nature of things da rádio BBC para ironizar as descobertas de Hubble û 
  6. 6. Mas final, qual é a história?
  7. 7. Big Bang O ponto zero Era de Planck – ponto máximo que podemos retornar no tempo. û  Entre t=0 e t=10-43 s as 4 forças fundamentais da natureza estavam unificadas (força nuclear forte, força nuclear fraca, eletromagnetismo e gravidade) û 
  8. 8. Big Bang O ponto zero Toda a matéria estava contida em um ponto menor do que um átomo. Na verdade ela não estava na forma de matéria, mas na forma de energia. O espaço e o tempo ainda não existiam. û  Entre 10-43 e 10-35 s toda a matéria começou a se expandir atingindo 8 vezes o tamanho da Terra. û 
  9. 9. Big Bang Como energia se transforma em matéria? Teoria Geral da Relatividade – Albert Einstein û  E = m.c2 Energia e matéria são intercambiáveis; û 
  10. 10. Big Bang 3. A teoria do Big Bang O surgimento das forças Entre 10-43 e 10-35 s a força nuclear forte , força nuclear fraca e o eletromagnetismo ainda estavam unificadas; û  A gravidade foi a primeira força a escapar dessa unificação û 
  11. 11. Big Bang A assimetria do Big Bang O Big Bang criou matéria e antimatéria ao mesmo tempo û  A matéria interage com a antimatéria num processo conhecido por ANIQUILAÇÃO, na qual toda a massa da matéria e antimatéria é convertida em energia pela equação û  E=mc2
  12. 12. Big Bang Matéria Antimatéria Próton Elétron Antipróton Pósitron
  13. 13. Big Bang A assimetria do Big Bang Se a matéria foi aniquilada com a antimatéria, como vivemos em um Universo em que predomina a matéria? û  Para cada 100.000.000 de partículas de antimatéria foram criadas 100.000.001 partículas de matéria. Essa diferença é suficiente para criar nosso Universo como o conhecemos û 
  14. 14. Big Bang A formação dos primeiros átomos Temperatura do Universo: bilhões de vezes a temperatura do Sol; û  As altas temperaturas impediam que as partículas fundamentais se unissem para formar átomos û 
  15. 15. Big Bang A formação dos primeiros átomos Com 1 milionésimo de segundo de vida, o Universo se expandiu até atingir 8x o tamanho do Sistema Solar; û  Conforme o Universo se expande ele resfria, diminuindo a energia das partículas. û  10-5 a 10-3s de vida – formação dos primeiros hádrons û 
  16. 16. Big Bang Hádrons Partículas formadas pela união de quarks. û  Os quarks são mantidos unidos pela força nuclear forte û  Exemplos de hádrons: próton e nêutron û 
  17. 17. Big Bang A formação dos primeiros átomos Entre 10-3 e 1 s de vida do Universos tem-se início a formação dos lépton; û  Exemplo de lépton: elétron û 
  18. 18. Big Bang A formação dos primeiros átomos Com a continuidade da expansão do Universo a temperatura reduzia-se cada vez mais, proporcionando a união de prótons e nêutrons; û  Os primeiros núcleos a serem formados foram os de Hidrogênio; û  A fusão de núcleos de Hidrogênio formaram os primeiros núcleos de Hélio; û 

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