cosmologia - modelo padrao

cosmologia - modelo padrao

(Parte 1 de 3)

Cosmologia: a estrutura do nosso universo

MSc Rodrigo Nemmen

FIS2207 –Fundamentos de Astronomia Dez. 2006

Qual o modelo cosmológico “padrão”atual para a evolução do universo?

Modelo cosmológico “padrão”atual Evolução e composição do universo

Teoria do Big Bang: o universo surgiu de um estado extremamentecomprimido no passado distante, e tem se expandido desde então. O próprio espaço foi originado.

Termo “Big Bang”proposto ironicamente pelo astrofísico Fred Hoyle na década de 50.

Hipóteses: •universo éhomogêneoe isotrópico (princípio cosmológico ) •as leis da física são universais

Previsões teóricas: •universo estáem expansão

•abundância dos elementos primordiais: H, He, Li (nucleossíntese primordial)

Teoria do Big Bang Comprovação observacional

Previsão:Universo estáem expansão Comprovado:Lei de Hubble (1929)

Relação entre a velocidade de afastamento vdas galáxias distantes e suas distâncias daténós

Héa constante de Hubble, medida a partir de observações astronômicas

H ≈73 km s-1Mpc -1

Revisar: Aulas da Profa Thaisa no início do semestre sobre distâncias!

Quanto mais longe uma galáxia estáde nós, mais rápido ela estáse afastando

Teoria do Big Bang Comprovação observacional

Previsão:Radiação cósmica de fundo em microondas Comprovado:Penzias & Wilson (1964), Labs. Bell

Observações mais recentes: •satélite COBE (1992)

•satélite WMAP (2003 atéhoje)

Prêmio Nobel da física deste ano!!! nobelprize.org

C. Frenk

Radiação cósmica de fundo em microondas: radiação emitida pelo universo quando tinha ~400000 anos de idade

(menos de 1% da idade atual, quando surgiram os primeiros átomos )

Esta radiação vem igualmente de todas as direções ao redor da Terra!

“Temperatura”da radiação ≈ 3 K (3°C acima do zero absoluto!)

Em 1992 o satélite COBE descobriu flutuações na “temperatura”dessa radiação, consistentes com a teoria do Big Bang!

A Radiação Cósmica de Fundo em Microondas l d e l a m i o k o s k i

C. Frenk Radiação Cósmica de Fundo

Teoria do Big Bang Comprovação observacional

Previsão:abundância dos elementos primordiais: H, He, Li (nucleossíntese primordial)

Teoria prevê as abundâncias dos elementos mais leves, originados alguns minutos após o “Big Bang”

Abundâncias preditas:

Comprovado:Concordam muito bem com medidas no presente!! (abundâncias químicas de estrelas, nebulosas e galáxias)

Relembrando rapidamente a aula da

Prof a Thaisa sobre idade do universo...

C. Frenk Nucleossíntese

Modelo cosmológico “padrão”atual Geometria do universo

Quais tipos de geometriao universo pode ter? tamanho finito infi nito infi nito

Bucher & Spergel tempo aberto fechado plano presente

Modelo cosmológico “padrão”atual Geometria do universo

A geometria do universo depende de quanta energia ele contém (incluindo radiação e matéria)

Densidade crítica para o univ. ser plano:

A densidade costuma ser parametrizada em termos de ρc :

Comparem com a densidade da água:

Universo aberto (hiperbólico): 1

Universo plano: 1 Universo fechado (esférico): 1

Observações da radiação de fundo (entre outras) mostram que Ω≈1, evidências bastante fortes de que o universo éplano

Modelo cosmológico “padrão”atual A idade do universo

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