Universo

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Universo
NASA-HS201427a-HubbleUltraDeepField2014-20140603.jpg

Esta imagem em alta-resolução do Hubble ultra deep field, mostra uma grande variedade de galáxias, cada uma composta de bilhões de estrelas. As pequenas galáxias avermelhadas, aproximadamente 100, são algumas das galáxias mais distantes fotografadas por um telescópio óptico.

Idade 13.799 ± 0.021 bilhões anos
Diâmetro Possivelmente infinito; aproximadamente 91 bilhões de anos-luz (28 × 10 9 pc)
Massa (matéria ordinária) Pelo menos,1053 kg
Densidade média 4.5 x 10−31 g/cm3
Temperatura média 2.72548 K ou -270,42452 °C
Principais materias Matéria Ordinária (4,9%), a matéria escura (26,8%), energia escura (68,3%)
Forma Plano com apenas uma margem de erro de 0,4%
Cosmologia
WMAP 2008.png
Universo · Big Bang
Idade do universo
Cronologia do Universo
Portal da Cosmologia

Universo é tudo o que existe fisicamente, a totalidade do espaço e tempo e todas as formas de matéria, incluindo todos os planetas, estrelas, galáxias e os componentes do espaço intergaláctico.[1][2][3][4][5][6] O termo Universo pode ser usado em sentidos contextuais ligeiramente diferentes, denotando conceitos como o cosmo, o mundo ou a natureza. O universo observável tem de raio cerca de 46 bilhões de anos-luz.[7] A observação científica do Universo levou a inferências de suas fases anteriores. Estas observações sugerem que o universo é governado pelas mesmas leis físicas e constantes durante a maior parte de sua extensão e história. A teoria do Big Bang é o modelo cosmológico prevalente que descreve como o Universo evoluiu desde os primeiros 10-44 segundos (Tempo de Planck) até hoje. Calcula-se que se passaram 13,798 (± 0,037) bilhões de anos desde o Big-Bang.[8][9] Observações de supernovas têm mostrado que o Universo está se expandindo a uma velocidade acelerada.[10]

O Universo conhecido contém aproximadamente 100 bilhões de galáxias, reunidas em grandes grupos e separadas por vastos espaços vazios.[11] Os espaços vazios do Universo podem estar repletos de matéria escura, de natureza ainda desconhecida. A forte atração gravitacional dessa grande quantidade de matéria é capaz de inverter a expansão do Universo e comprimi-lo totalmente no Big Crunch.[12] De acordo com o modelo científico vigente, conhecido como Big Bang, o Universo surgiu de um único ponto ou singularidade onde toda a matéria e energia do universo observável encontrava-se concentrada numa fase densa e extremamente quente chamada Era de Planck.

A partir dessa era, o Universo vem-se expandindo, possivelmente em curtos períodos (menos que 10−32 segundos) de inflação cósmica. Diversas medições experimentais independentes apoiam teoricamente tal expansão e a teoria do Big Bang. Esta expansão tem-se acelerado por ação da energia escura, uma força contrária à gravidade que está agindo mais que esta devido ao fato das dimensões do Universo serem grandes o bastante para dissipar a força gravitacional.[13] Porém, devido ao escasso conhecimento a respeito da energia escura, é ainda pequeno o entendimento do fenômeno e sua influência no destino do Universo.[13]

Há alguns anos, a sonda WMAP colectou dados que levaram à determinação da Idade do universo em 13,73 (± 0,12) bilhões de anos,[14] entretanto, com base em dados coletados pelo satélite Planck, as interpretações de observações astronômicas indicam que a idade do Universo é de 13,82 bilhões de anos,[15] e seu diâmetro é de 93 bilhões de anos-luz ou 8,80 ×1026 metros.[16] De acordo com a teoria da relatividade geral, o espaço pode expandir-se a uma velocidade superior à da luz, embora possamos ver somente uma pequena fração da matéria visível do universo devido à limitação imposta pela velocidade da luz. É incerto se a dimensão do espaço é finita ou infinita. Trezentos mil anos depois do Big Bang, teriam surgido átomos de matéria. As formas de vida teriam aparecido 11,2 bilhões de anos depois.[17]

Etimologia[editar | editar código-fonte]

Ver também: Cosmo e Natureza

A palavra Universo deriva do francês antigo Univers que por sua vez deriva do latim universum.[18] A palavra latina foi usada por Cícero e posteriormente por outros autores com o mesmo sentido que é usada atualmente.[19] A palavra latina é derivada da contração poética Unvorsum — usada primeiramente por Lucrécio no Livro IV (linha 262) de seu De rerum natura (Sobre a Natureza das coisas) — que conecta un, uni (a forma combinada de unus, ou "one") com vorsum, versum (um substantivo derivado do particípio passivo perfeito de vertere, que significa "algo rodado, rolado ou mudado").[19]. Lucrécio usou a palavra com o sentido "tudo em um só, tudo combinado em um".

Sinônimos[editar | editar código-fonte]

Uma interpretação alternativa de unvorsum é "tudo girando como um" ou "tudo girando através de um". Nesse sentido, pode ser considerada a tradução de uma palavra para Universo no grego antigo, περιφορα, "algo transportado em um círculo", originalmente utilizada para descrever o percurso de uma refeição, a comida sendo carregada em torno de um círculo de mesas.[20] Esta palavra grega refere-se a um modelo grego antigo do universo, onde toda matéria está contida dentro de esferas giratórias centradas na Terra; de acordo com Aristóteles, a rotação da esfera ultraperiférica era responsável pelo movimento e mudança de tudo. Era natural para os gregos assumirem que a Terra era estacionária e que os céus giravam sobre a ela, porque cuidadosas medidas astronômicas e físicas (como o Pêndulo de Foucault) seriam necessárias para provar o contrário.

Cronologia[editar | editar código-fonte]

Ver artigos principais: Big Bang e Cronologia do Universo

O modelo prevalecente para a evolução do universo é a teoria do Big Bang. O modelo do Big Bang afirma que o estado mais antigo do universo era extremamente quente e denso e que posteriormente se expandiu. O modelo baseia-se na relatividade geral e na simplificação de suposições como a homogeneidade e a isotropia do espaço. Uma versão do modelo com uma constante cosmológica (Lambda) e matéria escura fria, conhecida como modelo Lambda-CDM, é o modelo mais simples que fornece um relato razoavelmente bom de várias observações sobre o universo. O modelo do Big Bang é responsável por observações como a correlação da distância e o desvio para o vermelho das galáxias, a razão entre o número de átomos de hidrogênio e de hélio e a radiação cósmica de fundo.[21][22]

Este é o conceito artístico da expansão do Universo, onde o espaço (incluindo hipotéticas partes não observáveis do Universo) é representado em cada momento, em seções circulares. O esquema é decorado com imagens do satélite WMAP.

O estado quente e denso inicial é chamado de era de Planck, um breve período que se estende do tempo zero a uma unidade de tempo de Planck de aproximadamente 10-43 segundos. Durante a época de Planck, todos os tipos de matéria e todos os tipos de energia estavam concentrados em um estado denso, onde acredita-se que a gravitação tenha sido tão forte quanto as outras forças fundamentais, sendo que todas as forças podem ter sido unificadas. Desde a época de Planck, o Universo vem se expandindo para sua forma atual, possivelmente com um período muito breve de inflação cósmica que fez com que o Universo atingisse um tamanho muito maior em menos de 10-32 segundos.[23]

Depois da época de Planck e da inflação, vieram as épocas de quark, hadron e lepton. Juntas, essas épocas abrangiam menos de 10 segundos de tempo após o Big Bang. A abundância observada dos elementos pode ser explicada pela combinação da expansão global do espaço com a física nuclear e atômica. À medida que o universo se expande, a densidade de energia da radiação eletromagnética diminui mais rapidamente do que a da matéria, porque a energia de um fóton diminui com seu comprimento de onda. À medida que o universo se expandia e se esfriava, partículas elementares associavam-se de forma estável a combinações cada vez maiores. Assim, na primeira parte da era dominada pela matéria, formaram-se prótons e nêutrons estáveis, que então formaram núcleos atômicos através de reações nucleares. Este processo, conhecido como nucleossíntese do Big Bang, levou à abundância presente de núcleos mais leves, particularmente hidrogênio, deutério e hélio. A nucleossíntese do Big Bang terminou cerca de 20 minutos após o Big Bang, quando o Universo tinha esfriado o suficiente para que a fusão nuclear não pudesse mais ocorrer. Nesta fase, a matéria no universo era principalmente um plasma quente e denso de elétrons carregados negativamente, neutrinos neutros e núcleos positivos. Esta era, chamada época fotônica, durou cerca de 380 mil anos.

Eventualmente, em um momento conhecido como recombinação, elétrons e núcleos formaram átomos estáveis, que são transparentes para a maioria dos comprimentos de onda de radiação. Com os fótons dissociados da matéria, o universo entrou na era dominada pela matéria. A luz desta era podia viajar livremente e pode ainda ser vista no universo como radiação cósmica de fundo. Depois de cerca de 100 milhões de anos, as primeiras estrelas se formaram; estas eram provavelmente muito maciças, luminosas e responsáveis ​​pela reionização do universo. Não tendo elementos mais pesados ​​que o lítio, essas estrelas também produziram os primeiros elementos pesados ​​através da nucleossíntese estelar.[24] O universo também contém uma energia misteriosa chamada energia escura, cuja densidade não muda ao longo do tempo. Após cerca de 9,8 bilhões de anos, o universo se expandiu suficientemente para que a densidade da matéria fosse menor que a densidade da energia escura, marcando o início da atual era dominada pela energia escura. Nesta época, a expansão do Universo está se acelerando devido à energia escura.[25]

Observação histórica[editar | editar código-fonte]

Ao longo da história, várias cosmologias e cosmogonias têm sido propostas para explicar as observações do Universo. O primeiro modelo geocêntrico quantitativo foi desenvolvido pelos gregos antigos, que propunham que o Universo possuiria espaço infinito e teria existido eternamente, mas conteria um único conjunto de círculos concêntricos esferas de tamanho finito - o que corresponderia a estrelas fixas, o Sol e vários planetas – girando sobre uma esfera mas imóvel Terra. Ao longo dos séculos, observações mais precisas e teorias mais avançadas levaram ao modelo heliocêntrico de Copérnico e ao modelo newtoniano do Sistema Solar. Outras descobertas na astronomia levaram à conclusão de que o Sistema Solar está contido em uma galáxia composta de bilhões de estrelas, a Via Láctea, e de que outras galáxias existem fora dela. Estudos cuidadosos sobre a distribuição dessas galáxias e suas raias espectrais contribuíram muito para a cosmologia moderna. O descobrimento do desvio para o vermelho e da radiação cósmica de fundo em micro-ondas revelaram que o Universo continua se expandindo e que aparentemente teve um princípio.

Subdivisões[editar | editar código-fonte]

O Universo subdivide-se em superaglomerados de galáxias, que são um enorme grupo de galáxias que se mantêm relativamente próximas uma das outras devido à ação da gravidade. Depois vem os aglomerados de galáxias, que são partes menores desse superaglomerado. O nome do aglomerado onde a Via Láctea se encontra chama-se Grupo Local. Este grupo contém diversas galáxias, sendo a Via Láctea e Andrômeda as maiores.[26]

Já na subdivisão da Via Láctea, podemos encontrar tudo que nos é mais familiar: estrelas, planetas, luas, asteróides etc.

O local da Terra no universo: Terra -> Sistema Solar -> Vizinhança estelar -> Via Láctea -> Grupo Local -> Superaglomerado de Virgem -> Superaglomerados locais -> Universo observável

Futuro[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Derradeiro destino do Universo

O universo encontra-se em expansão. Observações feitas nas últimas décadas indicam que o universo não só está se expandindo, como essa expansão está acelerando. Cientistas chamam essa energia misteriosa que acelera o universo de energia escura.[27] Ao longo de bilhões de anos, as galáxias mais distantes de nós estarão cada vez mais afastadas a ponto de se tornarem invisíveis.

Ver também[editar | editar código-fonte]

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Referências

  1. UniverseUniverse. Webster's New World College Dictionary, Wiley Publishing, Inc. [S.l.: s.n.], 2010 
  2. «Universe». Encyclopedia Britannica. the whole cosmic system of matter and energy of which Earth, and therefore the human race, is a part 
  3. «Universe». Dictionary.com. Consultado em 2012-09-21 
  4. «Universe». Merriam-Webster Dictionary. Consultado em 2012-09-21 
  5. The American Heritage Dictionary of the English Language Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company [S.l.], 2010 
  6. Cambridge Advanced Learner's Dictionary [S.l.: s.n.] 
  7. Itzhak Bars, e John Terning. Extra Dimensions in Space and Time Springer [S.l.], November 2009. pp. 27–. ISBN 978-0-387-77637-8. 2011-05-01 
  8. «Planck reveals an almost perfect universe». Planck. ESA. 2013-03-21. Consultado em 2013-03-21 
  9. Planck collaboration (2013). «Planck 2013 results. XVI. Cosmological parameters». arXiv:1303.5076Acessível livremente. Bibcode:2013arXiv1303.5076P 
  10. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2011/
  11. «Além do Sistema Solar». www.cdcc.sc.usp.br. Consultado em 2015-10-19 
  12. «Olhando o Universo». Fórum Adrenaline - Um dos maiores e mais ativos fóruns do Brasil. Consultado em 2015-10-19 
  13. a b «Aceleração genial». Ciência Hoje. 4 de outubro de 2011. Consultado em 12 de outubro de 2011. Mas o que causa a expansão acelerada do universo? A ideia mais aceita hoje é que a constante cosmológica, rejeitada por Einstein, é a responsável. Essa força oposta à gravidade é chamada de energia escura e acredita-se que seja responsável por mais de 70% do universo. A energia escura teria ganhado força há aproximadamente cinco bilhões de anos, quando a primeira expansão do universo, iniciada com o Big Bang, estava perdendo força. A matéria existente no cosmos já havia se dispersado o suficiente para ‘diluir’ a força da gravidade, permitindo que a influência da energia escura se manifestasse e reiniciasse a expansão cósmica. “Hoje há várias hipóteses, mas ainda não entendemos bem o que é a energia escura“, diz Makler. “Grandes projetos estão em andamento para caracterizá-la e certamente em 10 anos já saberemos mais, embora se acredite que o entendimento completo desse fenômeno vá demorar.” 
  14. Chang, Kenneth. (2008-03-09). "Gauging Age of Universe Becomes More Precise". New York Times.
  15. The Universe Is 13.82 Billion Years Old publicado em 28/3/2014 por PHIL PLAIT [ [1]
  16. Lineweaver, Charles; Tamara M. Davis (2005). «Misconceptions about the Big Bang». Scientific American. Consultado em 2008-11-06 
  17. «Big-Bang: como tudo começou». chc.cienciahoje.uol.com.br. Consultado em 2015-10-19 
  18. Edição Compacta do Dicionário Inglês Oxford, volume II, Oxford: Oxford University Press, 1971, p.3518.
  19. a b Lewis and Short, A Latin Dictionary, Oxford University Press, ISBN 0-19-864201-6, pp. 1933, 1977–1978.
  20. Liddell and Scott, A Greek-English Lexicon, Oxford University Press, ISBN 0-19-864214-8, p.1392.
  21. Joseph Silk. Horizons of Cosmology Templeton Pressr [S.l.], 2009. p. 208 
  22. Simon Singh. Big Bang: The Origin of the Universe Harper Perennial [S.l.], 2005. p. 560 
  23. C. Sivaram (1986). «Evolution of the Universe through the Planck epoch»: 189–199. Bibcode:1986Ap&SS.125..189S. doi:10.1007/BF00643984 
  24. Richard B. Larson & Volker Bromm (March 2002). «The First Stars in the Universe». Scientific American [S.l.: s.n.] 
  25. Ryden, Barbara, "Introduction to Cosmology", 2006, eqn. 6.33
  26. https://solarsystem.nasa.gov/multimedia/display.cfm?Category=Planets&IM_ID=17845 (em ingês)
  27. http://www1.folha.uol.com.br/ciencia/2008/06/412567-energia-misteriosa-faz-dez-anos-sem-ganhar-explicacao.shtml

Ligações externas[editar | editar código-fonte]