terça-feira, julho 15, 2008

Velocidade de expansão das galáxias



Em 1929, o astrônomo Edwin Powell Hubble trabalhando no Palomar Observatory, no telescópio Hale (que, durante muitos anos, foi o maior do mundo) descobriu que as chamadas nebulosas nada mais eram que galáxias distantes. Mais tarde, usando o efeito Doppler, provou que, além de estarem fora da nossa galáxia, a Via Láctea, estava se afastando com velocidades muito grandes.

Lei de Hubble

Como já se referiu atrás, Edwin Hubble foi um astrônomo que dedicou a sua vida inteira à descoberta do Universo, e as suas descobertas revolucionaram a astronomia e astrofísica atual.

Uma das suas principais descobertas foi a lei de Hubble, que diz que as galáxias se afastam umas das outras com uma velocidade proporcional à sua distância.

Para compreender este fenômeno, é necessário imaginar que não são as galáxias que se deslocam, mas sim o Universo inteiro que se dilata. Pode-se pensar num balão esférico no qual se tivessem marcado pontos eqüidistantes de um centímetro, por exemplo. Se encher regularmente o balão, de tal modo que em cada minuto as distâncias se encontrem duplicadas, um observador colocado num ponto qualquer O, verá então que o ponto A inicialmente situado a um centímetro de distância de O se encontra ao fim de um minuto a dois centímetros; um ponto B inicialmente situado a dois centímetros de distância de O encontrará a quatro centímetros ao fim de um minuto.

As distâncias serão:

No segundo minuto, OA = 4, OB = 8.

No terceiro minuto, OA = 8 e OB = 16.

O observador colocado em O verificará, portanto, que qualquer ponto se afasta dele tanto mais depressa quanto mais afastado estiver:

O ponto A viajou durante o primeiro minuto a uma velocidade média de um centímetro/minuto; durante o segundo minuto à velocidade de dois centímetros/minuto; durante o terceiro minuto à velocidade de quatro centímetros/minuto. A velocidade do ponto B passou do mesmo modo de dois centímetros/minuto a quatro centímetros/minuto e depois a oito centímetros/minuto.

As velocidades relativas vão aumentando à medida que os pontos considerados estão mais afastados uns dos outros. Mas, considerando no seu conjunto, o fenômeno obedece a uma lei constante: o fator de aumento de velocidade entre dois pontos é uniforme, do mesmo modo que o enchimento do balão.

Edwin Hubble, para chegar a esta conclusão, analisou os resultados de Slipher, que descobriu que, de um modo geral, os espectros das galáxias apresentam desvios para o vermelho (Redshift), e alargou o estudo dos espectros das galáxias mais distantes então conhecidas. E verificou que o desvio para o vermelho também ocorria, e que o valor desse desvio era tanto maior quanto mais distante estivessem as galáxias umas em relação ás outras. Então Hubble chegou à conclusão que o Universo está em expansão e as velocidades de recessão (afastamento) das galáxias eram diretamente proporcionais às suas distâncias à Terra. Esta conclusão ficou conhecida por lei de Hubble.

Com a lei de Hubble chegou-se à conclusão que o Universo está em expansão, mas não se sabe se vai parar, ou se vai a expandir-se eternamente, fazendo com que a densidade e a temperatura do Universo sejam ainda mais baixas, ou se tem fases de expansão e de contração.

O Big Bang é o tema central de uma teoria que se propõe explicar a origem e evolução do Universo, referindo um início que terá ocorrido há quinze mil milhões de anos. De acordo com esta teoria, o Universo expandiu-se rapidamente, com a formação de muitos tipos de partículas, como o hidrogênio, o hélio e o lítio. Um átomo primitivo ou ovo, num dado momento, provocou uma violenta explosão e assim se terão formado as protogaláxias que posteriormente terão originado as galáxias, depois as estrelas e, por fim, os restantes corpos celestes

Hubble concluiu que para essas estrelas de modo real brilhantes aparecerem tão fracas, deviam estar extraordinariamente afastadas da Terra. O seu trabalho ajudou os astrônomos a começarem a compreender a imensa dimensão do Universo.

Conclui-se, daí, que o universo como um todo está em expansão. Essa expansão, segundo os cosmólogos, teve início em algum instante, cerca de 15 mil milhões de anos atrás. Nessa ocasião, toda a matéria e energia do universo atual estavam concentradas de alguma forma em um minúsculo ponto de temperatura e densidade além da imaginação. Subitamente, algo ocorreu e o ponto começou a expandir-se. Esse momento é conhecido como o BIG BANG, nascimento do universo onde moramos. Desde então, o nosso universo continua a inchar e ninguém ainda sabe ao certo se essa expansão vai parar.

As descobertas de Edwin Hubble vieram, portanto, revolucionar os conceitos e o estado de conhecimento da astronomia no seu tempo, que tinha uma concepção estática do universo, restringido então aos limites da Via Láctea.

As suas teorias era uma hipótese contrária à de Newton, pois considerava que o universo atual surgiu de um cosmos único que se estalou em fragmentos, que tendem a afastar-se cada vez mais uns dos outros.

Hubble mediu a razão entre velocidade de afastamento e distância de galáxias distantes e verificou que, para quase todas elas, a razão era uma constante.

O valor da constante de Hubble, denotado Ho, é motivo de um debate acalorado entre os cosmólogos, com 2 grupos defendendo valores perto de 50 km/s/Mpc e 80 km/s/Mpc.

Usando medidas de variáveis Cefeida (estrelas jovens, com várias massas solares e luminosidade 10.000 vezes maior que a do Sol), Madore (1992) obteve 83±12 km/s/Mpc e Sandage et alli (1996) obteve o valor 57±4 km/s/Mpc medindo o afastamento de supernovas.

1 Mpc = 10^6 Parsec
1 Parsec = 3,26 anos-luz

3 comentários:

Anônimo disse...

Se esse modelo é verdadeiro, então respondam por favor:
- Qual é a distância entre nossa galáxia e o centro do universo[onde ocorreu o big-bang]?
- Já encontraram uma galáxia diametralmente oposta a nossa com velocidade 2v, do centro?
- qual é a equação do raio do universo em função do tempo [R=f{t}?
Aguardo esclarecimentos!
Miguel- S.J.M. RJ

Anônimo disse...

Muito bom continuem assim e criem um de solo por favor como o solo se forma

Okkkkk

Peterson Souza disse...

Mais que afastar os físicos dizem que este afastamendo está em aceleramento. Como e possível saber que existe uma aceleração,e qual é a taxa de aceleramento das galáxias?