ria escura e epiciclos de ptolomeu nossa galáxia · mapeamento da distribuição achatada das...

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Nossa Galáxia... Matéria Escura e Epiciclos de Ptolomeu II ENBOGRET II ENBOGRET Leandro Guedes [email protected] Matéria Escura Matéria Escura Energia Escura Energia Escura Comparação Epistemológica Comparação Epistemológica com Aether e os Epiciclos com Aether e os Epiciclos Junho de 2010 Junho de 2010

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Nossa Galáxia...Matéria Escura e Epiciclos de Ptolomeu

II ENBOGRETII ENBOGRET

Leandro [email protected]

•Matéria EscuraMatéria Escura

•Energia EscuraEnergia Escura

•Comparação Epistemológica Comparação Epistemológica com Aether e os Epicicloscom Aether e os Epiciclos

Junho de 2010Junho de 2010

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A Nossa GaláxiaNossa Galáxia tem o aspecto de um disco, e nossa visão do 

Universo é sempre a partir do interior dela.

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Próximo ao Cruzeiro do Sul

Alfa e Beta do Centauro, Cruzeiro do Sul, Saco do Carvão e Eta Carina

Olhando Para Fora

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6http://www.aoc.nrao.edu/~whwang/gallery/picutres/WinterMilkWay2003.htm http://apod.nasa.gov/apod/ap071020.html

O Caminho de LeiteO Caminho de Leite

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O Sol é uma estrela da Via Láctea A Via Láctea 

pertenceao grupo de galáxias 

chamado Grupo Local

O Grupo Local pertence ao chamado  Superaglomerado de Virgem ou

Superaglomerado Local

Superaglomerados formam os 

filamentos de galáxias

Ano­luz  ~  9 trilhões de quilômetros

Diâmetro da Via Láctea ~ 120 mil anos­luz

Grupo Local  ~ 35 galáxias

 ~ 10 milhões de  anos­luz (diâmetro)

Superaglomerado de Virgem  ~ 100 grupos e aglomerados

 ~ 110 milhões de  anos­luz (diâmetro)

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Resumo

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Universo em Grande Escala

Imagem feita a partir do survey 2dF

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Universo em Grande Escala

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Dois Tipos de Matéria Escura

SN 1572 – Tycho Brahe(fonte: http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap090317.html).

Bariônica

Planetas extrassolares

Remanescentes de supernovas

Anãs brancas,

Regiões de gás pouco luminosas

Possíveis buracos­negros em 

regiões de difícil detecção

Anãs­marrons

Matéria Escura – matéria que não podemos ver diretamente, mas podemos inferir sua influência gravitacional.

Estrelas pouco luminosas

Possíveis buracos­negros em 

regiões de difícil detecção

Anãs­marrons

2M1201http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap050510.html

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Não Bariônica

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Possíveis buracos­negros em 

regiões de difícil detecção

Anãs­marrons

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Representação artística da matéria escura não bariônica (?????????)

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Descobrindo a Matéria Escura

Fritz Zwicky(14/02/1898-8/02/1974)

Aglomerado de Galáxias de Coma

Determinação da massa do aglomerado de Coma em 1933:

Massa determinada pelos movimentos das galáxias

(Teorema do Virial)≠

Massa determinada pelo brilho das galáxias observadas

(Relação Massa x Luminosidade)

...Ops!

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Determinando Massas com o Movimento

Teorema do Virial2<T>=­<V>

(T=en. cinetica, V=en. Potencial. Forma para forças inversamente proporcional ao quadrado da distância)

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Determinando Massas com a Luz

Relação Massa­LuminosidadeL/L*=(M/M*)a

(L* = Luminosidade do Sol, M* = Massa do Sol, a = Variavel)

http://blog.lib.umn.edu/rolan035/architecture/425_web-ERE-seesaw-PAR116898.jpg

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Outras evidências

Afastando­se  do  centro galáctico,  a  velocidade de  revolução  das estrelas  (ao  redor  do centro galáctico) deveria diminuir

Curva de Rotação das Galáxias

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Evidência Relativística da Matéria Escura

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Lentes Gravitacionais

Massa determinada pelo efeito da lente

≠Massa determinada pelo brilho da galáxia central

Cruz  de  Einstein: quatro  imagens  da mesma galáxia

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Um halo de matéria escura distribuído mais 

esfericamente que a matéria visível deve envolver as galáxias, 

como nessa representação artística

Matéria escura é invisível!

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Provavelmente, as galáxias formaram­se em picos de densidade de matéria escura no universo primordial

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Thomas Wright  (1711­1766)  identificou  que as estrelas não eram uniformemente dispersas no céu, mas  sim  distribuídas  em  um  disco,  a  Via  Láctea.  A partir  daí  imaginou  a  possibilidade  de  existência  de uma infinidade de outras “vias lácteas” como a nossa.

Noção de Galáxia

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' Immanuel Kant (1724­1804). As  estrelas da Via Láctea formam um disco rotante mantido coeso pela gravidade. As nebulosas seriam sistemas parecidos, mas mais distantes. Estas “galáxias” poderiam também estar agrupadas entre si, formando grandes sistemas de muitas galáxias, que por sua vez também poderiam estar aglomerados entre si, etc...

William Herschel (1738­1822). Observou muitas nebulosas, mas não sabia se eram outras galaxias ou núvens de gás. A partir de algumas hipóteses, fez um mapeamento da distribuição achatada das estrelas dentro da Via Láctea, sendo que o Sol estaria no centro.

Sol

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Descobrindo Galáxias

Edwin Hubble (20/11/1889-28/09/1953)

Observações  de  Hubble  feitas  entre  1922  e  1923, anunciadas  em  1925,  mostraram  que  o  Universo  se estendia muito além da Via Láctea

Ele utilizou o método das variáveis cefeidas

Variáveis Cefeidas:

●Precisa  correlação entre  período  e magnitude absoluta

Henrietta Sawn Leavitt(4/07/1868-12/12/1921)

Um  dos  vários   opositores...

Harlow Shapley(2/11/1885-20/10/1972) 24

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Relação Período­LuminosidadeEstrelas  variáveis  são  estrelas  que mudam de brilhoComo  o  período  você  pode  observar diretamente,  é  possível  inferir  o  brilho intrínseco (magnitude absoluta)

No  caso  das  Cefeidas,  o  período  está  estreitamente  relacionado com a magnitude absoluta (brilho intrínseco da estrela)

Sabendo  o  brilho  intrínseco, comparando­o  com  o  brilho que  você  observa,  é  possível se  conhecer  a  distância  que  o separa da estrela.

Brilho Intrínseco≠

 Brilho Observado

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Descobrindo a Expansão do UniversoPodemos  saber  se  uma  fonte  de  ondas  está  se  afastando  ou  se aproximando de nós analisando as ondas emitidas. E a luz é uma onda...

Hubble  descobriu  também  que  as  galáxias  estão  se  afastando umas das outras: o Universo está em expansão!

As  equações  de  Einstein  já  tinha  previsto  um  universo dinâmico,  mas  o  próprio  Einstein  não  acreditou  nos resultados  e  criou  uma  constante  cosmológica:  “...foi  a maior mancada da minha vida...”

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A Constante Cosmológica

Minha maior Mancada!

Albert Einstein (14/03/1879-18/04/1955)

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Não há um centro a partir do qual o Universo esteja se 

expandindo!

Se Há Expansão, Onde está o Centro?

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Voltando o Filme...

Se o Universo está se expandindo, então ontem ele estava menor do que é hoje...

... anteontem, menor...... antes, menor...

... antes, menor...

... antes, menor...

Geroge Gamow(4/03/1904-19/08/1968)

Fred Hoyle(24/06/1915-20/08/2001)

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Num programa de rádio da BBC em março de 1949.

O Universo muda de aspecto 

com o tempoO Universo não muda 

de aspecto com o tempo. À medida que ele se expande, outras 

galáxias surgem.

... essa idéia de Grande Explosão...

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O Big­Bang

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Aceleração da Expansão: Energia Escura

A matéria dentro do Universo deveria estar desacelerando a expansão, como uma pedra jogada para cima desacelera enquanto sobe, mas...

...  em 1998  foi anunciado que observações de  supernovas do  tipo  Ia  indicam  que  o  Universo  expande  de  maneria acelerada...

Quem está pisando no acelerador?!

Pior: de onde vem a gasolina desse acelerador?!

Energia Escura

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Proporção entre Energia Escura, Matéria Visível e Matéria Escura

Desproporcional, não?

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Epistemologia Escura

Um Exemplo de Abdução ? (Pierce)

a) Há uma lei gravitacional que relaciona a quantidade de massa de um sistema à dinâmica desse sistema (LEI);

b) Observo que determinados sistemas apresentam uma dinâmica incompatível com a quantidade de massa que observo (EFEITO);

c) Há mais matéria nesse sistema que a matéria que posso observar (CAUSA).

LEI + EFEITO ­> CAUSA

O mesmo vale para Energia Escura

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Ptolomeu (90­168)

Epiciclos (já proposto por Apolônio)35

Não foi o mesmo caminho dos epiciclos ?

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Solução para a Retrogradação

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Sistema Terra­Marte

http://www.pafko.com/tycho/models.html

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Podemos compreender o Aether   com esse caminho, uma vez que o utilizamos  para  dois  conceitos  altamente  válidos  na  cosmologia moderna ?

a) Ondas se propagam em um meio (LEI);

b) Observo a luz das estrelas (EFEITO);

c) Há um meio que transmite as ondas de luz (CAUSA).

LEI + EFEITO ­> CAUSA

Fim.

O caminho é válido cientificamente

(sem levar em conta considerações filosóficas sobre espaço vazio)