1. UNIVERSO

Físico-Química 7ºAno

3.distâncias no universo

1.Corpos celestes e estruturas do universo

2.Evolução histórica do conhecimento do universo

Universo e distâncias no Universo

Em síntese

O lugar da Terra no Universo

O Universo é feito de corpos celestes e muito espaço onde quase não há matéria.

Corpos celestes e estruturas do Universo

Universo e distâncias no Universo

• têm luz própria, pois emitem a luz que elas mesmas produzem brilhando no céu e, por isso, são classificadas como corpos celestes luminosos;
• podem ter planetas e outros corpos sem luz própria à sua volta.

Estrelas:

As estrelas podem aparecer no Universo isoladas ou agrupadas. Os grupos de estrelas com a mesma origem que se movem em torno de um mesmo ponto chamam-se enxames de estrelas.

Enxames de Estrelas

Enxames Abertos

Formados por estrelas mais velhas, cujo número varia desde alguns milhares até ao milhão de estrelas.

Enxames de Estrelas

Enxames Globulares(ou fechados)

Enxames de Estrelas

Enxames Abertos

São menores, contendo desde algumas estrelas até milhares. As estrelas que formam estes enxames são mais jovens.

Enxames de Estrelas

Enxames Globolares(ou fechados)

Enxames de Estrelas

Têm um núcleo central brilhante do qual partem vários braços.

Irregulares

Galáxias

Galáxias

Em espiral

Elípticas

As galáxias são constituídas por muitos milhares de milhões de estrelas, corpos celestes não estelares, gases e poeiras, movendo-se em conjunto à volta da sua região central.

Têm forma elipsoidal ou quase esférica e são formadas por estrelas mais velhas.

Irregulares

Galáxias

Galáxias

Em espiral

Elípticas

As galáxias são constituídas por muitos milhares de milhões de estrelas, corpos celestes não estelares, gases e poeiras, movendo-se em conjunto à volta da sua região central.

Não têm forma definida, são formadas por estrelas muito jovens e ricas em gases e poeiras.

Irregulares

Galáxias

Galáxias

Em espiral

Elípticas

As galáxias são constituídas por muitos milhares de milhões de estrelas, corpos celestes não estelares, gases e poeiras, movendo-se em conjunto à volta da sua região central.

Nebulosa Cabeça de Cavalo. Na zona mais escura desta nebulosa nascem estrelas.

Nebulosa de Haltere M27– nebulosa que resultou da morte de uma estrela.

Nuvens de Gases e Poeiras

Os quasares são núcleos extremamente brilhantes de galáxias muito distantes.

Quasares

Galáxias, enxames de galáxias e superenxames de galáxias

O lugar da Terra no Universo

Universo e distâncias no Universo

• As estrelas são fontes de luz e de energia. Formam-se em nebulosas – nuvens de gás e poeiras.
• Podem agrupar-se em enxames de estrelas – conjuntos de cerca de cem ou mais estrelas formadas na mesma altura e na mesma nebulosa que, por isso, têm idêntica idade e composição química.

• Podem fazer parte de um sistema planetário – formado por uma estrela (por vezes, duas ou mais) e outros astros que orbitam em torno dela.
• A Via Láctea é a «nossa» galáxia. Contém todas as estrelas visíveis no céu a olho nu.

• O Sol encontra-se na periferia de um dos braços da espiral.
• A «nossa» galáxia tem forma de espiral plana (vista de cima) ou de disco. Orbita em torno do seu centro.
• O Sistema Solar é o «nosso» sistema planetário.
• No seu centro há uma só estrela, o Sol.

Em síntese

Universo e distâncias no Universo

Em síntese

Teoria do Big Bang

Missões espaciais

Telescópios

Modelo Geocêntrico

Galileu

Modelo Heliocêntrico

Evolução histórica do conhecimento do Universo

Universo e distâncias no Universo

Modelo Geocêntrico

Universo e distâncias no Universo

Modelo Heliocêntrico

Universo e distâncias no Universo

As observações de Galileu com telescópios contribuíram para pôr definitivamente em causa o modelo geocêntrico de Ptolomeu e defender o modelo heliocêntrico de Copérnico.

No século XVII o físico e astrónomo italiano Galileu Galilei foi pioneiro na utilização de telescópios (lunetas) para a observação de corpos celestes.

Galileu, o telescópio e o modelo Heliocêntrico

Universo e distâncias no Universo

O planeta Júpiter também tem satélites. A descoberta de corpos celestes que giravam à volta de Júpiter permitiu a Galileu provar que os astros não se moviam todos à volta da Terra, contrariando assim o modelo geocêntrico.

O planeta Vénus apresenta um ciclo completo de fases, como a Lua.

Galileu, o telescópio e o modelo Heliocêntrico

Universo e distâncias no Universo

Tecnologia usada na observação do espaço

Universo e distâncias no Universo

Missões espaciais

Universo e distâncias no Universo

Duas das agências que mais têm contribuído para a promoção de missões espaciais são:

Missões espaciais

Universo e distâncias no Universo

Foram principalmente as observações de Edwin Hubble que contribuíram para a construção de teorias sobre a origem e evolução do Universo, entre as quais a teoria do Big Bang.

Teoria do Big-Bang

Universo e distâncias no Universo

• O modelo geocêntrico, defendido por Aristóteles e melhorado por Ptolomeu, colocava a Terra no centro do Universo, enquanto o Sol e os outros planetas descreviam órbitas circulares perfeitas em torno da Terra.
• O modelo heliocêntrico, proposto por Copérnico, colocava o Sol no centro do Universo, enquanto a Terra e os outros planetas giravam em torno do Sol.
• As observações de Galileu realizadas com um telescópio, suportaram o modelo heliocêntrico.

Em síntese

Universo e distâncias no Universo

Em síntese

Universo e distâncias no Universo

• Além da observação por telescópios, são muito importantes para o conhecimento do Universo as missões espaciais, tripuladas e não tripuladas.
• Teoria do Big-Bang: o Universo foi originado há cerca de 14 mil milhões de anos, a partir de um estado com enorme densidade e temperatura elevadíssima, que subitamente entrou em expansão e arrefecimento.

• Unidades de distância
• Unidades de tempo

• Potências de base 10
• Notação científica
• Distâncias no Sistema Solar - Unidade astronómica
• Velocidade de propagação da luz no vazio
• Distâncias para além do Sistema Solar - ano-luz
• Em síntese

Unidades de distância

Universo e distâncias no Universo

Quando queremos medir uma determinada distância, devemos ter sempre em conta a escala usada.

Unidades de distância

Universo e distâncias no Universo

Converter 15 mm em metros

Converter 1,5 km em metros

Unidades de distância

Universo e distâncias no Universo

Torna-se, assim, necessário definir múltiplos e submúltiplos da unidade fundamental.

Unidades de tempo

Universo e distâncias no Universo

Unidades de tempo

Universo e distâncias no Universo

Exemplos:

Em Astronomia, trabalha-se frequentemente com números muito grandes. De forma a simplificar a representação destes números utilizam-se as potências de base 10.

Potências de base 10

Universo e distâncias no Universo

= 1,3 × 107 m

Diâmetro da Terra = 13 000 000 m

= 1,5 × 1011 m

Distância da Terra ao Sol = 150 000 000 000 m

Exemplo:

Para facilitar a escrita e a compreensão de números muito grandes, usamos a notação científica.

Notação científica

Universo e distâncias no Universo

Os valores das distâncias médias dos planetas ao Sol, apresentadas em km, correspondem a números demasiado grandes e por isso pode-se concluir que o km não é a unidade de distância mais adequada à escala do Sistema Solar, por ser muito pequena.

Os planetas do Sistema Solar encontram-se todos a diferentes distâncias do Sol.

Distâncias no Sistema Solar - Unidade astronómica

Universo e distâncias no Universo

Uma unidade de distância bastante maior e a mais adequada à escala do Sistema Solar chama-se unidade astronómica, ua.

Distâncias no Sistema Solar - Unidade astronómica

Universo e distâncias no Universo

Distâncias no Sistema Solar - Unidade astronómica

Universo e distâncias no Universo

Exemplo

Distâncias no Sistema Solar - Unidade astronómica

Universo e distâncias no Universo

Significa que a luz percorre, no vazio, aproximadamente 300 000 000 metros em cada segundo.

A velocidade de propagação da luz (c) é, segundo as teorias atuais, a maior velocidade a que pode ser transportada matéria ou energia.

Velocidade de propagação da luz

Universo e distâncias no Universo

Exemplo

O ano-luz é a distância percorrida pela luz durante 1 ano.

Distâncias para além do Sistema Solar - ano-luz

Universo e distâncias no Universo

Uma das unidades adequadas para medir distâncias além do Sistema Solar chama-se ano-luz, abreviatura a.ℓ.

Qual é o significado do valor obtido anteriormente (d = 8,17 × 1016 m) ?

Distâncias para além do Sistema Solar - ano-luz

Universo e distâncias no Universo

Determina, em unidades SI, a distância entre a estrela Sirius e a Terra.

• Uma medida expressa-se através de um valor seguido de uma unidade.
• O valor pode ser apresentado em notação científica.
• A notação científica utiliza potências de base 10, para facilitar a escrita e a compreensão de valores muito elevados.

• A unidade SI de comprimento é o metro, m.

Em síntese

Universo e distâncias no Universo

• A unidade SI de tempo é o segundo, s.

• Na Terra, a unidade mais adequada para medir comprimentos é o metro, m.
• No Sistema Solar, a unidade mais adequada para medir distâncias entre astros é a unidade astronómica, ua.
• Uma unidade astronómica, 1 ua, corresponde à distância média entre a Terra e o Sol, 1,5 × 108 km.

Em síntese

Universo e distâncias no Universo

• Como as distâncias entre astros fora do Sistema Solar são muito superiores à dimensão do Sistema Solar, houve a necessidade de estabelecer uma nova unidade: o ano-luz, a.l.
• Um ano-luz, 1 a.l., corresponde à distância percorrida pela luz, no vazio, durante um ano.

• A velocidade da luz, no vazio, representa-se por c e é igual a 299 792 458 m/s (≈ 3,0 × 108 m/s).

Em síntese

Universo e distâncias no Universo

Os sistemas estelares são grupos de apenas duas, três ou até quatro estrelas, que se movem em torno de um mesmo ponto.

Sistemas Estelares

Radiotelescópio

Enormes antenas recetoras de luz não visível que consegue chegar à superfície terrestre, ondas de rádio/micro-ondas, emitidas por objetos celestes longínquos.

Telescópio Espacial

São colocados no Espaço e mantidos em órbita terrestre, pelo que as suas observações não sofrem interferências das perturbações da atmosfera nem da poluição luminosa. Há telescópios espaciais sensíveis à luz visível e não visível.

Converter 15 mm em metros

Escrever “m/s” equivale a dizer:

As estrelas que têm planetas e outros corpos não estelares em movimento à sua volta constituem estruturas chamadas sistemas planetários.

Sistemas Planetários

Telescópio ótico

São sensíveis à luz visível emitida pelos corpos celestes, que é captada em lentes ou espelhos.

𝟏 𝐚. ℓ. ≈𝟗,𝟓 𝐛𝐢𝐥𝐢õ𝐞𝐬 𝐝𝐞 𝐤𝐦 = 𝟗 𝟓𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝐤𝐦 = 𝟗,𝟓×𝟏𝟎𝟏𝟐 𝐤𝐦 = 𝟗,𝟓×𝟏𝟎15 𝐦

Sendo a velocidade da luz 300 000 km/s:

O ano-luz é a distância percorrida pela luz durante um ano.

• movem-se à volta de estrelas, tal como a Terra se move à volta do Sol;
• não têm luz própria e por isso são classificados como corpos celestes iluminados;
• podem ter satélites naturais - corpos celestes sem luz própria que se movem à sua volta - como acontece com a Lua, que se move à volta da Terra.

Planetas:

Exemplo

d = 49,5 ua ⇔ ⇔ d = 49,5 × 1 ua ⇔ ⇔ d = 49,5 × 1 × 1011 m ⇔ ⇔ d = 7,425 × 1012 m

Na sua posição mais afastada do Sol, o planeta anão Plutão fica a uma distância de 49,5 ua daquela estrela. Determina o valor desta distância em unidades SI.

Converter 1,5 km em metros

Os sistemas estelares são grupos de apenas duas, três ou até quatro estrelas, que se movem em torno de um mesmo ponto.

Sistemas Estelares

Diferentes fases do ciclo de vida de uma estrela.

Estrelas:

No Universo há estrelas com idades muito diferentes: estrelas ainda em formação, outras na fase de vida estável e outras ainda na fase final da sua existência.