O Universo
Professor Yuri Xavier Geografia
A observação do céu e o começo da Astronomia
• O céu sempre foi motivo de fascínio e
interesse para o ser humano. Desde as
primeiras civilizações, o ser humano teria
observado o céu, admirando a passagem
do Sol, da Lua, das estrelas, dos planetas
e de outros astros e acontecimentos
celestes.
A observação do céu e o começo da Astronomia
Stonehenge é um monumento de pedras de aproximadamente 4.000 anos, localizado no Sul da Inglaterra. A posição das pedras sugere que seus construtores já conheciam e podiam prever o início das estações do ano
Sítio megalítico (“pedras grandes”) de Callanish, na Escócia. Alinhamentos e círculos serviam como marcos indicadores de importantes pontos do horizonte, como as posições do nascer e pôr do Sol e da Lua, ao longo do ano.
Observando o céu
• As primeiras observações que o ser humano fez do céu foram feitas a olho nu, pois ainda não existiam telescópios
• O que será que era observado?
Constelações
Constelações
• Conjunto de estrelas;
• Orientação e localização para navegação
• Movimento da Terra em
torno do Sol permite que
algumas constelações
sejam visíveis
Observando o espaço
A caminho do espaço
• Usando a imaginação, os povos antigos relacionaram os agrupamentos de estrelas com algumas
identificação
figuras desses
para facilitar a grupos no céu.
Animais (urso, lince, baleia, lobo, corvo), objetos (cruz, balança, taça, lira) e seus heróis da mitologia (centauro, dragão, pégaso, Hércules) passaram a dar nome às constelações.
Observando as estrelas no céu
Constelações
Astronomia
• Os registros astronômicos mais antigos apareceram entre os chineses, babilônios, assírios e egípcios e datam de, aproximadamente, 3.000
a.C. No começo, os astros eram estudados mais por motivação mística, já que esses povos acreditavam que os corpos celestes tinham influência sobre a vida na Terra (Astrologia).
• Com o tempo, passaram a se estabelecer relações matemáticas para analisar as variações observadas nos movimentos da Lua e dos planetas, permitindo a contagem do tempo a partir de ciclos que se repetiam no céu, montando-se calendários, prevendo-se a melhor época de plantio e colheita, etc.
• Nas Américas, os quéchuas (do império Inca), os maias e os astecas
também desenvolveram calendários e diversos monumentos foram
construídos de acordo com os alinhamentos astronômicos.
Modelos geocêntrico e heliocêntrico
• Os gregos desenvolveram a Astronomia e procuraram explicar os fenômenos naturais pela própria natureza.
Observando que muitos astros mudavam de posição, vários elaborados para descrever seus
eles os modelos geocêntrico e modelos foram
movimentos, entre heliocêntrico.
• Um modelo é a representação de uma ideia ou um sistema,
cuja finalidade é explicá-los, para facilitar sua compreensão.
Modelos geocêntrico e heliocêntrico
•Modelo Geocêntrico: proposto pelo filósofo grego Aristóteles (384-322 a.C.), que imaginava a Terra como centro do Universo e os corpos celestes girando ao seu redor. Essa ideia do geocentrismo permaneceu até o século XV e também era defendida por Ptolomeu (87-151 d.C.)
•Modelo Heliocêntrico: neste modelo, o Sol passa a ser considerado o centro do Universo, com os astros girando ao seu redor. Aristarco de Samos (310-230 a.C.) foi quem primeiro defendeu essa ideia, e séculos depois, Nicolau Copérnico (1473-1543), entre outros, retomou a mesma ideia. Outro cientista que defendeu essa ideia foi Galileu Galilei (1564- 1642)
Nicolau Copérnico
(1473-1543) Galileu Galilei (1564-1642)
Museu Galileo, em Florença, na Itália. Alguns instrumentos de observação dos astros de Galileu.
•
Conceitos básicos em Astronomia
Universo: é tudo que existe no espaço e no tempo e todas as formas de matéria, incluindo todos os planetas, estrelas, galáxias, os componentes do espaço intergaláctico, as partículas subatômicas e a energia. É o mesmo que cosmo.
• Galáxia: são formadas por estrelas e nebulosas. Uma galáxia pode conter milhões ou bilhões de estrelas e possui formas variadas. A nossa galáxia é a Via Láctea e é formada por centenas de bilhões de estrelas e nebulosas.
• Nebulosa: é uma nuvem de gases e poeira estelar que representam a maior parte do Universo.
• Estrela: são corpos celestes que emitem calor e têm luz própria por causa das altíssimas temperaturas em seu interior. Constelação é um grupo de estrelas ligadas por linhas imaginárias que formam um desenho.
• Planeta: Astro que gira ao redor de uma estrela e são iluminados por ela, ou seja, não possuem luz própria
Universo: conjunto de galáxias
As Galáxias
• Enorme aglomerado de estrelas, nuvem de gás, poeiras e outros corpos;
• Nosso sistema solar está inserido na Via Láctea;
• Via Láctea: extensão
de120 mil anos-luz e
500 bilhões de estrelas
Via Láctea: nossa galáxia
As estrelas
• Formam-se através de nebulosas;
• São diferentes dos planetas pois produzem sua própria luz e calor;
• O que vemos é a luz
emitida pela estrela;
Supernova: explosão de uma estrela que apaga por um instante uma galáxia inteira e irradia tanta energia quanto se espera que uma estrela emita por toda sua vida.
As estrelas
• Quando olhamos para uma estrela, o que vemos é o passado dela.
• O Sol e as outras estrelas emitem luz. Quando observamos uma estrela, o que captamos é a luz emitida por ela no espaço. Mas a luz demora um certo tempo para ir de um ponto ao outro: ela não se propaga instantaneamente.
• A luz é uma forma de energia que viaja com a incrível
velocidade de 300 mil quilômetros por segundo! Mas,
como as distâncias entre os corpos celestes são
enormes, pode demorar muito para que a luz de uma
estrela chegue até nós.
O ano-luz: medida de distância no Universo
• É a distância percorrida pela luz em um ano, no espaço.
• Como a luz tem a velocidade de 300 mil
quilômetros por segundo, em um ano, a
luz percorre cerca de 10 trilhões de
quilômetros ou
As estrelas
As estrelas
• Formam-se através de nebulosas;
• São diferentes dos planetas pois
produzem sua própria luz e calor;
• O que vemos é a luz
emitida pela estrela;
Fissão e fusão nuclear:
emissão de energia luminosa pela estrela
Átomos de Hidrogênio (H) e Hélio (He) no núcleo da estrela
Esses átomos se chocam, se dividem (fissão) e se fundem (fusão), emitindo grande quantidade de luz
Fissão e fusão nuclear:
emissão de energia luminosa pela estrela
Conceitos básicos em Astronomia
Conceitos básicos em Astronomia
Meteoro de Pégaso!!!
• Céu: também chamado de abóboda celeste, é a pequena parte do Universo vista da Terra, onde podemos identificar o Sol e a Lua, as estrelas e outros astros. A palavra firmamento também é usada como sinônimo de céu; ela descreve como os antigos imaginavam os astros: fixos ou “firmados” no céu.
Conceitos básicos em Astronomia
Observação do céu noturno
• Planeta-anão: corpo celeste de forma aproximadamente esférica que giram ao redor do Sol e em cuja trajetória há outros astros com tamanhos parecidos. Até junho de 2010 eram conhecidos cinco planetas-anões: Ceres, Plutão, Éris, Makemake e Haumea.
• Satélites naturais: corpos celestes que giram ao redor de outro maior que eles. O satélite da Terra é a Lua.
Conceitos básicos em Astronomia
A origem do Universo
• Como será que se formou o Universo?
A origem do Universo
• Existem várias explicações sobre a origem do Universo, entre elas explicações mitológicas, religiosas e as científicas. Como estamos em uma aula de Ciências, trataremos aqui da visão científica, ou seja, de como os cientistas procuram explicar os fenômenos que observam no Universo.
• A teoria científica mais aceita atualmente é a do Big Bang
(“grande explosão”). Essa teoria foi proposta em 1948, por
George Gamow (1904-1968), cientista ucraniano naturalizado
estadunidense.
A Teoria do Big Bang
• Há cerca de 15 bilhões de anos, houve um momento em que tudo o que existe no Universo estava concentrado num minúsculo ponto.
• Então esse “Universo” começou a se expandir.
• Uma expansão do espaço em toda parte, para todas as direções e ao mesmo tempo.
• Após milhões de anos, uma nuvem de gases se formou.
• E, há aproximadamente 13 bilhões de anos, formaram-se
aglomerações de corpos celestes, chamadas galáxias.
Formação do Sistema Solar
A origem do Sistema Solar
• Surgimento a 4,6
bilhões de anos atrás a partir de uma
nuvem de poeira, gás e partículas;
• Força gravitacional provoca o choque e fusão das partículas;
• Formação do Sol ao
centro e de planetas
e seus satélites ao
redor.
Origem e evolução do Sistema Solar.
nuvem de poeira e gás
núcleo da matéria
formação das órbitas dos planetas
Sol
A formação do Sistema Solar
O Sistema Solar
• Formado há cerca de 4,6 bilhões de anos
• Composto por uma estrela (Sol), oito
planetas e mais de uma centena de luas ou satélites naturais e por milhões de
astros menores. Todos giram em órbitas
ao redor da estrela, o Sol.
O Sistema Solar
Os 8 planetas do Sistema Solar
Sol
• Massa 333 mil vezes maior do que a da Terra;
• Emissão de luz devido as transformações que ocorrem em seu núcleo, onde a temperatura
pode chegar a 15 milhões de graus Celsius;
• Superfície com
temperatura de 5,5
milhões de graus
Celsius.
Movimentos dos planetas
• Movimento de translação – movimento realizado pelo planeta ao redor do Sol.
No caso da Terra, esse movimento dura 365 dias e determina as estações do ano.
• Movimento de rotação – movimento realizado pelos
planetas ao redor do seu próprio eixo, como se
fossem piões. No caso da Terra, esse movimento
determina o dia e a noite e dura 24 horas.
Movimento de translação da Terra e as estações do ano
Estações do ano no Hemisfério Sul
Estações do ano no Hemisfério Norte
As estações do ano
A quantidade de luz que chega à Terra não é a mesma em todos os pontos de sua superfície.
Por causa de sua inclinação, cada hemisfério do globo terrestre fica, alternadamente, mais exposto ao Sol durante uma parte do ano.
As estações do ano dependem das diferenças na incidência da luz sobre a Terra.
Hemisfério Norte
Hemisfério Norte Hemisfério
Sul
Hemisfério Sul
Equinócio
Solstício
Distribuição dos raios solares no solstício
As setas amarelas representam os raios solares que incidem na linha do Equador.
As setas azuis correspondem aos raios solares que chegam oblíquos e incidem em uma área mais ampla. Eles atravessam uma espessura da atmosfera maior, portanto, aquecem menos: esse é o solstício de inverno.
Ao contrário, no solstício de verão, os raios solares (setas vermelhas) chegam de forma perpendicular e se concentram e áreas menores da Terra, portanto,
aquecem mais.
Primavera no hemisfério norte.
Outono no hemisfério sul.
Inverno no
hemisfério norte.
Verão no hemisfério sul.
Verão no
hemisfério norte.
Inverno no hemisfério sul.
Outono no
hemisfério norte.
Primavera no hemisfério sul.
As estações do ano
Os dias e as noites não têm a mesma duração ao longo do ano por causa da inclinação de 23,5 graus do eixo da Terra em relação ao plano da órbita.
Os dias tendem a ser mais longos (e as noites mais curtas) nas regiões mais ao norte do equador do que nas regiões mais ao sul.
Os dias tenderão a ser mais longos (e as noites mais curtas) nas regiões mais ao sul do equador do que nas regiões mais ao norte.
Inverno no hemisfério norte.
Verão no hemisfério sul.
Verão no hemisfério norte.
Inverno no hemisfério sul.
LUÍS MOURA / ARQUIVO DAEDITORA
As estações do ano
Movimento de rotação da Terra e os dias e noites
Tipos de planetas
• Interiores ou rochosos, são aqueles mais próximos do Sol e formados principalmente por matéria sólida;
• Exteriores ou gasosos, mais afastados do
Sol e possuem muito mais matéria gasosa
do que sólida.
Mercurio
• É o planeta mais próximo do Sol;
• Menor em tamanho;
• Muita variação em temperatura (400
graus Celsius de dia
e -200 graus Celsius
a noite;
Vênus
• Pouco menor do que a Terra;
• Temperatura de
superfície mais alta
entre todos os planetas, 464 graus Celsius;
• Sem água.
Terra
• Terceiro planeta mais próximo do Sol;
• Maior entre os
planetas rochosos;
• Temperatura média na superfície é de 15 graus Celsius;
• É o planeta em que
vivemos.
Marte
• Temperatura superficial varia de 25 graus Celsius a -120 graus Celsius;
• Sem água em forma
liquida, porem em seus pólos encontra-se água em forma sólida
(congelada).
Júpiter
• Maior que todos os outros planetas do Sistema Solar juntos;
• Temperatura
superficial é de -110 graus Celsius;
• Apresenta ao redor um fino anel de
partículas de poeira.
Saturno
• Segundo maior planeta do Sistema Solar;
• Famoso por seus anéis, formados por rochas e pedaços de gelo que giram ao seus redor;
• Temperatura média de
superfície é de -180
graus Celsius.
Urano
• Apresenta anéis mais finos e escuros;
• Temperatura média é de -210 graus Celsius;
• Pequeno núcleo
rochoso rodeado por
uma mistura de água e
amônia.
Netuno
• Semelhante a Urano, pois também possui um pequeno núcleo rochoso;
• Ao redor de seu
núcleo apresenta um
oceano de água
Alguns planetas do Sistema Solar são muito quentes, outros não têm água.
Mas será que no meio de bilhões de estrelas não há outro sistema planetário com vida?
Os cientistas acreditam que sim. Talvez seja uma forma de vida semelhante a bactérias, e não vida inteligente.
Até agora, porém, nada foi encontrado.
Existe vida em outros planetas?
Robô Opportunity, usado para analisar e fotografar a superfície de Marte.
NASA / SCIENCE PHOTO LIBRARY /SLATINSTOCK GENE BLEVINS / LA DAILY NEWS/ CORBIS /LATINSTOCK
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A Terra e seu satélite
Lua cheia à noite..
• E os eclipses: em que condições eles ocorrem?
A Lua
• Diâmetro: 3 476 km
• Não tem atmosfera, nem água, nem vida
• Parte interna completamente solidificada
• Em sua superfície existem muitas crateras
Movimento de revolução: a Lua dá uma volta completa ao redor da Terra em aproximadamente 27 dias e
8 horas, a mesma duração do seu movimento de rotação.
Em 1969, dois dos tripulantes da nave Apollo 11 andaram no solo lunar. Nessa missão foram
colhidas amostras do solo lunar para análise.
O astronauta Neil Armstrong foi o primeiro ser humano a pisar na Lua.
O ser humano no espaço
As fases da Lua
A Lua não tem luz própria e a iluminação que ela recebe do Sol varia à medida que percorre sua órbita.
Vista aqui da Terra, a Lua apresenta diversos aspectos no decorrer de seu trajeto.
O ciclo das fases da Lua é dividido em quatro em função do tamanho da área que aparece iluminada para nós: lua nova, quarto crescente, lua cheia e quarto minguante.
LUÍS MOURA / ARQUIVO DAEDITORA
Sol
lua nova
Terra
lua cheia quarto minguante
quarto crescente
As fases da Lua
Os eclipses
Eclipse solar: a Lua, o Sol e a Terra se encontram sobre a mesma reta e a Lua passa entre o Sol e a Terra.
LUIZ NOVAES /FOLHAPRESS LUÍS MOURA / ARQUIVO DAEDITORA
umbra
Lua
penumbra
deslocamento da sombra da Lua sobre a Terra (regiões onde ocorre eclipse total) regiões onde ocorre eclipse parcial
Sol
O eclipse só acontece de vez em quando porque o plano da órbita lunar é inclinado em relação ao plano da órbita da Terra.
LUÍS MOURA / ARQUIVO DAEDITORA
órbita da Terra
Terra
órbita da Lua
Se as duas órbitas estivessem no mesmo plano, teríamos um eclipse solar por mês!
Lua
Eclipse solar
Os eclipses lunares ocorrem sempre na fase de lua cheia, porque é nessa ocasião que a Terra está entre o Sol e a Lua.
Eclipse lunar: a Terra fica exatamente entre o Sol e a Lua.
A sombra da Terra é projetada sobre a Lua, fazendo-a sumir total ou parcialmente.
LUÍS MOURA / ARQUIVO DAEDITORA
