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Cosmologia



A Cosmologia é um ramo dentro da Astronomia que procurar esclarecer o processo de evolução do Universo através das relações entre o macrocosmos e o microcosmos. Essa compreenssão se baseia nos ultimos 4000 anos de existência do Homem desde a invenção da escrita, e muito anterior a esse período através da transmissão do conhecimento ao longo das gerações humanas. Com base dessa conduta humana nós podemos estabelecer a nossa origem com bases científicas e também definir qual será o nosso futuro.

A Natureza se constitui de uma complexa relação de interdepêndencias entre os seus constituintes. A quebra ou alteração em qualquer uma das partes relativas as dependências e aos contituintes conduzirá à uma realidade completamente diferente da que nós estamos habituados do nosso dia a dia.

Nas últimas décadas o Homem capacitou-se e atingiu uma tecnologia (em prol do desenvovimento da vida social), que pode conduzir à um fim trágico ou moroso de sua existência no planeta Terra.

A nossa existência se deve a um longo processo, do qual nós estabelecemos sua "origem'' e evolução a 18 bilhões de anos atrás. Esse lapso de tempo nós associamos uma teoria, a Teoria da Grande Explosão (Big Bang).

Fonte: www.cdcc.usp.br

Cosmologia

As galáxias com suas estrelas e matéria interestelar constituem a unidade de povoamento do Universo.

No começo, o Universo era muito quente, muito denso e concentrado em um volume muito pequeno. Entrou em expansão a aproximadamente 15 bilhões de anos.

As teorias seriam de que o universo teria surgido após o big bang, com o tempo, a temperatura foi diminuindo e se tornou da ordem de 109K, reações termonucleares estabeleceram-se e realizaram a síntese de núcleos atômicos leves. Aproximadamente 1 bilhão de anos depois do big bang, as primeiras galáxias se formaram. Um dos problemas não resolvidos no modelo do Universo em expansão é saber se o Universo é aberto ou fechado (isto é, se expandirá indefinidamente ou se voltará a se contrair).

Cosmologia
A figura acima mostra o Universo, com uma galáxia
no centro e muitas estrelas.
Para os antigos, o Sol era o centro do Universo.

Cosmologia é o estudo do Universo em seu conjunto, incluindo teorias sobre sua origem, evolução, estrutura em grande escala e seu futuro. As primeiras teorias cosmológicas importantes devem-se ao astrônomo grego Ptolomeu e à Nicolau Copérnico, que propôs em 1543 um sistema em que os planetas giravam em órbitas circulares ao redor do Sol. Tal sistema foi modificado pelo sistema de órbitas elípticas descrito por Johannes Kepler.

Em 1917 o astrônomo holandês Willen de Sitter desenvolveu um modelo não estático do Universo. Em 1922, esse modelo foi adotado pelo matemático russo Alexander Friedmann e em 1927 pelo sacerdote belga Georges Lemaitre, que afirmava que as galáxias são fragmentos proporcionados pela explosão do núcleo, dando como resultado a expansão do Universo.

Esse foi o começo da teoria da Grande Explosão (Big Bang) para explicar a origem do Universo, modificada em 1948 pelo físico russo naturalizado americano George Gamow, que disse que o Universo se criou numa gigantesca explosão e que os diversos elementos foram produzidos durante os primeiros minutos depois dessa Grande Explosão, quando a densidade e a temperatura extremamente alta fundiram partículas subatômicas, transformando-as nos elementos químicos.

Por causa de sua elevadíssima densidade, a matéria existente nos primeiros momentos do Universo expandiu-se rapidamente. Ao expandir-se, o hélio e o hidrogênio esfriaram e se condensaram em estrelas e galáxias.

Fonte: www.webciencia.com

Cosmologia

O QUE É?

Cosmologia é o ramo da astronomia que estuda a origem, estrutura e evolução do Universo a partir da aplicação de métodos científicos.

COSMO --> relativo ao Universo, ao mundo, a tudo que existe
LOGIA --> estudo.

A Cosmologia muitas vezes é confundida com a Astrofísica que é o ramo da Astronomia que estuda a estrutura e as propriedades dos objetos celestes e o universo como um todo através da Física teórica. A confusão ocorre porque ambas ciências sob alguns aspectos seguem caminhos paralelos, e muitas vezes considerados redundantes, embora não o sejam.

Antiguidade

Na antiguidade a observação dos astros e a interpretação religiosa mantiveram uma ligação praticamente una. Os povos primitivos já utilizavam símbolos representando os corpos celestes nas manifestações de arte rupestre. No antigo Egito e outras civilizações acreditava-se que a Terra fosse plana, e os astros lâmpadas fixas numa abóbada móvel; em muitas civilizações existiam crenças onde se acreditava que o Sol nascia a cada amanhecer para morrer ao anoitecer, estas acabaram por se tornar a base de muitas religiões antigas. Os gregos, sobretudo os seguidores de Pitágoras acreditavam que os corpos celestes tinham seus movimentos regidos rigorosamente pelas leis naturais, na esfericidade da Terra e na harmonia dos mundos; já os seguidores de Aristóteles consideravam a teoria geocêntrica, onde a Terra era o centro do universo.

Eratóstenes

Na cidade Egípcia de Alexandria no século III a.C., Eratóstenes lendo um papiro, observou que havia uma descrição de que ao sul de Siena, ao meio dia, em 21 de junho, colocadas duas varetas perfeitamente em prumo, estas não produziam sombra. A luz do Sol no solstício de verão, penetrava diretamente no fundo de um poço profundo, e as colunas dos templos não produziam sombra também.

A descoberta do perímetro da Terra

O sábio fez uma experiência na biblioteca de Alexandria, posicionou varetas perfeitamente verticais observando sua sombra ao meio dia do dia 21 de junho, descobriu que enquanto em Siena não havia sombra, em Alexandria esta era de forma até bastante pronunciada, em torno de sete graus. Desta maneira Eratóstenes imaginou que se a Terra fosse plana as varetas não haveriam de projetar sombra em nenhuma das duas localidades, e se numa delas havia esta projeção e em outra não, é porque a Terra não era plana e sim curva; ainda num exercício de pura lógica matemática, após deduzir a defasagem de sete graus entre Siena e Alexandria pagou para um de seus auxiliares medir a distância em passos entre as duas localidades, chegando à conclusão que esta seria em torno de 800 quilômetros. Como a defasagem angular é em torno de sete graus, e a circunferência é trezentos e sessenta graus, dividindo trezentos e sessenta por sete, resultou em aproximadamente cinqüenta, que multiplicado por oitocentos resultou numa circunferência de quarenta mil quilômetros; isto há dois mil e duzentos anos.

Alexandrino Estrabão

Em torno do século I da era cristã, o geógrafo Alexandrino Estrabão, num de seus ensaios escreveu: "...(sic)Aqueles que retornam de uma tentativa de circunavegação não relatam impedimentos por terras opostas, pois os mares permanecem sempre abertos; provavelmente o impedimento é a escassez de alimentos ou água... nos diz Eratóstenes que se a extensão do Atlântico não é um obstáculo, a passagem do mar da Ibéria para a India deve ser feita facilmente... Sendo bem provável que na zona temperada haja uma ou duas terras habitadas...E realmente se esta ou outra parte do mundo é habitada, não o é por homens como os daqui, e deveremos considerá-la como um outro mundo habitado"...

Cláudio Ptolomeu

Cláudio Ptolomeu de Alexandria cem anos mais tarde, em torno do século II da era cristã, formulou no Almagesto sua teoria de que "...(sic) Terra se apresentava imóvel e rodeada de esferas transparentes de cristal que giravam a sua volta e a que se subordinavam o Sol e os planetas..." Ptolomeu relacionou as estrelas, registrou seus brilhos, estabeleceu normas de previsão de eclipses, tentou descrever o movimento dos planetas contra o fundo praticamente imóvel das constelações, acreditou que a Terra era o centro do universo e que todos os corpos celestes a rodeavam. Esta teoria adotada por santo Tomás de Aquino no século XIII, e esta concepção do cosmo foi seguida até o século XVI.

Nicolau Copérnico

Nicolau Copérnico propôs em 1543, um sistema onde os planetas giravam em órbitas circulares em torno do Sol. Chamada de teoria heliocêntrica segundo a qual o Sol era o centro do sistema solar, a Terra um de seus planetas e esta girava em órbita circular.

Copérnico descreveu a rotação no sistema solar, a translação da Lua e dos planetas, Ptolomeu tinha considerado um modelo heliocêntrico, porém o rejeitou devido às teorias de Aristóteles, onde a Terra não poderia ter uma rotação violenta.

Em 1616, o trabalho de Copérnico e seus livros foram proibidos pela igreja católica enquanto não fossem corrigidos pelos censores eclesiásticos.

Galileo Galilei

Galileo Galilei na primeira metade do século XVII reforçou a teoria heliocêntrica com o uso do telescópio, pois viu que a Via Láctea é formada por uma infinidade de estrelas. Ao invés de nuvens, observou as manchas solares, mapeou as crateras e montanhas na Lua, descobriu a existência de satélites ao redor de Júpiter, além de observar Saturno e seus anéis.

Apesar de suas observações e descobertas a igreja católica manteve uma perseguição implacável contra Galileo, tanto que em 1615 escreveu uma carta para a grã-duquesa Cristina da Holanda dizendo: "(sic)...alguns anos atrás, como sabe sua Alteza, ví no céu muitas coisas que nunca ninguém viu até então. A novidade e as conseqüências se seguiram em contradição com as noções físicas comumente sustentadas entre acadêmicos e filósofos que se voltaram contra mim um número grande de professores e eclesiásticos como se eu tivesse colocado as coisas no firmamento com minhas próprias mãos para alterar a natureza e destruir a ciência e o conhecimento. Esquecem pois, que as verdades crescendo estimulam as descobertas e as investigações estabelecendo o crescimento das artes..."

Em 1633, Galileo foi a julgamento devido à suspeita de crime de heresia. Num documento forjado, mostrado em seu julgamento foi condenado por uma evidência que não existia.

Ficando oito anos em prisão domiciliar próximo à Florença, onde veio a morrer. Em 1979 o papa João Paulo II, 346 anos depois da condenação, o "perdoou" do julgamento executado pela "Santa Inquisição".

As trevas do conhecimento

Na Idade Média haviam dois pontos de vista antagônicos a respeito do cosmo, um heliocêntrico, outro geocêntrico. O antagonismo chegou em seu ponto culminante nos séculos XVI e XVII, num tempo onde astronomia e astrologia se fundiam, onde as forças políticas e teológicas eram predominantes.

O conhecimento estava agrilhoado por pronunciamentos eclesiásticos e por uma cultura milenar. Os temas científicos estavam amarrados ao passado e as novas descobertas eram consideradas indignas quando se chocavam contra as preferências doxológicas dominantes.

Os cientistas na idade das trevas eram punidos com a humilhação, exílio, tortura e morte. Segundo a crença os céus jamais poderiam ser habitados por corpos celestes inanimados, o eram por demônios e anjos.

Acreditava-se que mãos invisíveis de Deus faziam girar as esferas de cristal que mantinham os corpos celestes girando em torno da Terra. A ciência não queria ou não podia conceber a idéia de que os fenômenos da natureza eram regidos pelas leis da Física.

Johannes Kepler

Johannes Kepler descobriu que as órbitas dos astros do sistema solar são elípticas. Num de seus ensaios escreveu: "...(sic) É portanto, impossível que a razão não previamente instruída pudesse imaginar qualquer coisa senão que a Terra seria um tipo de casa imensa com a cúpula do céu no topo; não teria movimento e , dentro dela, o Sol tão pequeno passaria de uma região para outra, como um pássaro esvoaçando pelo ar."...

Da geometria euclidiana Kepler se baseou para por em prática suas teorias. Certa vez escreveu em um de seus ensaios "(sic)...A Geometria existiu e existe desde antes da Criação. É co-eterna com a mente de Deus...A Geometria forneceu à Deus um modelo para a Criação... A Geometria é o próprio Deus..."

Em 1589, Kepler foi estudar na Universidade de Tübingen, começou a confrontar as correntes intelectuais da época, quando se iniciou na chamada hipótese copernicana, vislumbrou um universo heliocêntrico.

Em Graz na Áustria, foi ensinar matemática, desenvolveu almanaques meteorológicos e astronômicos. Naquela época se conheciam seis planetas, Mercúrio; Vênus; Terra; Marte; Júpiter e Saturno, também se conheciam os sólidos platônicos, ou sólidos regulares.

Kepler tentou achar uma relação entre os sólidos e as distâncias entre as órbitas dos planetas. Pensou que estes sólidos estando inscritos um ao outro mostrariam as distâncias destes ao Sol, chamou à isto de Mysterium Cosmographicum.

A importância de Tycho Brahe

Kepler conheceu Tycho Brahe, que era o Matemático Imperial do Imperador Romano Rudolf II. Com o matemático, trabalhou por algum tempo.

Tycho reuniu informações e dados das órbitas planetárias por toda a sua vida. Quando morreu, deixou para Kepler todas as suas anotações.

As anotações de Tycho começaram a ser compiladas antes da invenção do telescópio.

Todos os astrônomos anteriores à Kepler dimensionaram órbitas circulares aos planetas conhecidos. Acreditavam ser o círculo a forma geométrica perfeita.Os círculos colocados no céu por Deus deveriam ser perfeitos.

Após três anos de cálculos e pesquisas infrutíferas Kepler abandonou sua teoria do Mysterium Cosmographicum. Alguns meses depois de abandonar a antiga teoria, ainda seguiram pesquisas infrutíferas. Kepler finalmente abandonou definitivamente a órbita circular e passou a buscar as respostas por outros caminhos.

Depois de buscar incansavelmente uma resposta que explicasse satisfatoriamente os orbitais, Kepler iniciou o uso da elipse como forma das órbitas planetárias.

Começou seu estudo utilizando a fórmula da elipse codificada por Apolônio de Perga da Biblioteca de Alexandria, descobrindo que finalmente esta se ajustava com perfeição às observações de Tycho.

Isaac Newton, Hans Lippershey, Antonie van Leeuwenhoek

Com Isaac Newton, descobridor e formulador da lei da gravitação universal, além dos trabalhos dos astrônomos como Tycho Brahe, Hans Lippershey, Antonie van Leeuwenhoek, Galileu Galilei, Kepler, mais o conjunto de conhecimentos do século XVII, foi criada a base científica para a cosmologia que passou do campo puramente filosófico para o experimental.

A cosmologia experimental

A partir da dinâmica clássica, a cosmologia científica começou a tomar corpo e se desenvolver; no início vagarosamente, pois havia a necessidade da construção de sua base.

Com o passar dos anos e a descoberta de novos métodos de pesquisa a cosmologia foi acelerando tecnologicamente.

No início do século XX com novas técnicas de cálculo, com o advento da teoria da relatividade e o desenvolvimento de novos equipamentos de observação, os pesquisadores estabeleceram um conjunto de parâmetros e variáveis, mediante os quais se criou uma metodologia destinada a definir a estrutura do universo e as leis que o regem, esta passou a ser chamada de Astrofísica.

O Universo em expansão

Radiação de Fundo resultante do Big-BangEm 1917 o astrônomo holandês Willen de Sitter desenvolveu um modelo não estático do Universo. A teoria, formulada na década de 1920, segundo a qual o universo está em expansão acabou por constituir a moderna base da cosmologia.Em 1922 o modelo do universo em expansão foi adotado pelo matemático russo Alexander Friedmann.

Em 1927 o sacerdote belga Georges Lemaitre introduziu a idéia do núcleo primordial. A teoria afirmava que as galáxias são fragmentos da explosão desse núcleo, resultando na conseqüente expansão do Universo. Esse foi o começo da teoria da Grande Explosão que tenta explicar a origem do Cosmos.

A teoria do Big-bang foi modificada em 1948 por George Gamow. O princípio da propagação trouxe inovação à cosmogonia. Uma das prováveis hipóteses diz que depois da explosão as partículas elementares geradas desta continuaram a chocar-se entre si. As elevadíssimas temperaturas baixaram o suficiente para que os elétrons se recombinassem com os prótons. Os átomos foram criados a partir do amalgamamento da massa primordial composta pelas sub-partículas de carga positiva e negativa.

Acredita-se que no momento da explosão a expansão espaço-tempo-massa-energia era uniforme. Composta inicialmente de hidrogênio e hélio, com progressiva e crescente complexidade estrutural. O advento da gravidade iniciou a atração gravitacional da matéria recém formada.

As partículas começaram a se unir e gravitar mutuamente, as massas de gás iniciaram uma lenta e contínua compressão em espiral, esta aumentou o campo gravitacional em torno de si em turbilhão.

Os gases começaram a se comprimir cada vez mais, esta compressão acelerou a atração gravitacional numa "espiral inflacionária" atraindo cada vez mais matéria e a comprimindo novamente, fazendo-a cair sobre si mesma. Acredita-se que assim se iniciou a formação de galáxias, de estrelas e de planetas.

O futuro da cosmologia

A cosmologia associada à outros ramos de pesquisa, como a informática e eletrônica, está cada vez mais aumentando seu nível de complexidade.

Com o advento do avanço das ciências de computação e a união de engenharias das mais diversas, existem estudos para a construção de um supercomputador interligado à outros espalhados pelo planeta onde se possa construir um universo virtual e se observar sua dinâmica.

Muitas Universidades no mundo estão empenhadas no projeto do Universo virtual que poderá ser o grande passo para a pesquisa cosmológica do século XXI.

Fonte: pt.wikipedia.org

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