Universo

História do conceito do Universo

Ainda é o "milagre grego" (de -600 a - 470 aC) que devemos os primeiros avanços significativos na compreensão do mundo. Filósofos Parmênides, Platão e Aristóteles havia incorporado a idéia de uma Terra esférica, mas eles viram no centro do universo físico, enquanto a escola de Mileto foi a terra plana.
Eratóstenes está envolvida em cálculos sobre a circunferência da terra, é errado, aparentemente, como 650 km (cerca de erro de 1,5%).
No entanto, ele expressou seus resultados em etapas, o valor variava de lugar para lugar, ea distância entre as cidades de Alexandria e Siena, da qual ele fez a sua posição era conhecida em dias camelo, o que torna a precisão da medição, suspeito.
Aristarco de Samos foi o primeiro, ele parece entender que o sistema planetário é heliocêntrico. Este achado não por unanimidade, então desacordo com a concepção filosófica geocêntrica do mundo foi tomado por grandes filósofos como Parmênides, Platão e Aristóteles. Ele também calcula a distância Terra-Lua que é um valor muito preciso (60 raios da Terra).
Hiparco continuou este trabalho: ele recalcula a distância Terra-Lua, listas de 1500 estrelas, encontrado aproximadamente o período de precessão dos equinócios, que já era conhecido pelos babilônios.
Chamada revolução copernicana vai mudar essa cosmologia, em três etapas: Copérnico (1473-1543) redescobriu a teoria heliocêntrica. No entanto, essa redescoberta é apenas parcialmente revolucionário, de fato, Copérnico continua empenhada em esferas transparentes suposto apoio dos planetas e imprimir o seu movimento. Copérnico apresentou o seu sistema como um simples dispositivo projetado para simplificar os cálculos, evitando assim problemas com o clero. O dominicano Giordano Bruno (1548 - 1600) defende a realidade do modelo heliocêntrico e estende-lo para todas as estrelas, abrindo o tamanho do universo físico ao infinito.

Kepler (1571 - 1630) Galileu (1564 - 1642) e Newton (1643 - 1727) colocados os fundamentos da mecânica do movimento dos planetas, com seus respectivos estudos sobre o movimento elíptico dos planetas em torno do Sol, o refinamento de observações astronômicas com a definição de movimento uniformemente acelerado, ea formalização matemática da força da gravidade.
O universo, no entanto, permanece confinado no sistema solar.
Edwin Hubble (1889 - 1953) vê através do desvio para o vermelho da radiação eletromagnética de outras galáxias, a velocidade de remoção de uma galáxia é proporcional à sua distância, o que significa que o universo é expansão.
Extrapolando a expansão do universo no passado, descobrimos um momento em que tinha que ser muito mais quente e mais denso do que hoje.
Este é o modelo do Big Bang, que, em seguida, apareceu em cosmologia, corroborada experimentalmente.
Após uma fase de inflação cósmica, mas muito breve no qual o universo teria crescido de forma extremamente rápida, a maioria das partículas do universo foram criados.
À luz dos seus primeiros momentos, chamada radiação cósmica de fundo, é observada com grande precisão por uma variedade de instrumentos.
É a observação da CMB é notavelmente uniforme em todas as direções que permite a um consenso científico sobre a descrição do modelo do Big Bang.

Imagem: Imagem simulada de uma fatia fina do universo. A estrutura de aranha de aglomerados de galáxias parece ligar esses grupos unidos por filamentos de matéria. Aglomerados de galáxias são as maiores estruturas no Universo local, o nosso Universo. Entre as galáxias, encontramos o material consiste de gás quente, formando um plasma de milhões de graus. Aglomerados de galáxias são formadas nos cruzamentos dos filamentos que compõem a teia de aranha cósmica. O universo é composto de matéria distribuída ao longo de sua vasta entre filamentos que são bolhas grandes vazios da matéria.

Radiação cósmica de fundo

A descoberta da Radiação cósmica de fundo Fundo do céu, a radiação de micro-ondas em baixas temperaturas atingindo a superfície da Terra de todas as direcções do cosmos. É assim chamado porque ela forma um fundo para todas as fontes de rádio ponto em que foram detectados por telescópios de rádio. Foi detectada pela primeira vez por Arno Penzias e Robert W. Wilson, em 1965, Bell Telephone Laboratories em Nova Jersey. sem resíduo específico das condições extremas que prevaleceu nos primeiros momentos do universo, concluiu que o universo, há 15 bilhões de anos, foi a uma temperatura de pelo menos 3 000°C. Este é Arno Penzias e Robert Wilson (1965) que descobriu a existência da radiação de fundo do céu de 2,7 K (-270°C). Esta radiação natural cósmica pode ser encontrado em todas as direções do espaço. Estamos de volta para o começo do universo?
Nestas circunstâncias, que o universo vai de um estado opaco para um estado transparente, que é brilhante. Mas o que para além desse período? O Universo é opaco, não podemos ver nada. Felizmente, existem outros fósseis. O fóssil outra é a abundância relativa de certos elementos (hélio, hidrogênio, lítio pesados). Os físicos chegaram à conclusão de que o universo era de uma só vez, a uma temperatura de pelo menos 10 bilhões de graus. Este período é de 1 milhão de anos antes de mudar para o estado transparente (3000 °). Voltando um pouco no tempo, o universo atinge temperaturas da ordem de um trilhão de graus.
Neste estado é composto de núcleos de prótons e nêutrons, mas uma sopa de quarks e glúons.

Quarks atrair e repelir pela troca de glúons como os elétrons emitem fótons nos campos eletromagnéticos. Somente quando a temperatura diminui à medida que os quarks se combinam para formar nêutrons, prótons e mésons. Voltando ainda mais longe, cem segundos antes, ainda encontramos fósseis.
Por exemplo, o número de fótons para o número de átomos é de 3 bilhões.

Imagem: O parsec é a distância em que uma unidade astronômica subtende um ângulo de um segundo de arco. Tabela de equivalência.

Imagem: A radiação de fundo do céu é um fóssil de radiação natural micro-ondas 2,73 K.
Estas flutuações de densidade na ordem de 1 / 100 000 mostram que cerca de 380.000 anos após o Big Bang, não havia áreas heterogêneas no universo de um tamanho entre 100 e 1000 Mpc (mega parsecs).
Esta imagem foi produzida pelo satélite Cobe, em 1992.

A idade do Universo

A idade do universo ficou claro através das observações da sonda WMAP.
Os parâmetros cosmológicos indicar um valor provável para a idade do universo há 13,8 bilhões de anos, com uma incerteza de 0,2 bilhões de anos.
Isto é consistente com dados de observações de aglomerados globulares e as anãs brancas.
O universo observável contém cerca de 7×10²² estrelas, distribuídos em cerca de 1.0¹⁰ galáxias, que são organizados em aglomerados e superaglomerados de galáxias.
O número de galáxias pode ser ainda maior. Por que se especializam em cosmologia muitas vezes usam o universo palavra no sentido de universo observável?
Porque o vemos como ele foi de 13,8 bilhões de anos atrás, mas desde então o universo tem continuado a crescer. Assim, o universo que vemos é uma bolha de 13,8 bilhões ano de raio, e é por isso que vivemos no centro do universo observável, em aparente contradição com o princípio de Copérnico, que diz que o universo é mais ou menos uniforme e não tem um centro particular.

Porque a luz não viaja a uma velocidade infinita, as observações que fazemos do passado assim.
Olhando mais e mais, vemos objetos como eram no passado, em uma época de cada vez mais perto do Big Bang.
Uma vez que a luz viaja na mesma velocidade em todas as direções, todos os observadores do universo vivem no centro de seu universo observável.
O universo, por definição, contém tudo o que existe, inclusive o espaço-tempo, por isso não tem "limite".
De fato, a existência de uma vantagem implica que para além deste limite, não seria no universo, o conceito não é intuitiva.

Imagem: A análise da imagem WMAP do céu, indica que o universo é mais velho do que 13,8 bilhões ano (com uma precisão de 1%), é composto de 73% de energia escura, 23% matéria escura fria, e apenas 4% de átomos. É actualmente a expandir a uma taxa de 71 km/s / Mpc (com precisão de 5%). Ele passou por episódios de rápida expansão chamado inflação, e crescer para sempre.
Crédito: Équipe scientifique WMAP, NASA

O universo que nós não vemos

O universo não é composta só de átomos, 96% do nosso Universo está em falta. É uma teoria que temos dificuldade em conceituar.
No norte da Inglaterra no fundo de uma mina de 1.600 metros abaixo da superfície da Terra, cientistas procuram uma nova partícula fundamentais incansavelmente desde os anos 1970.
Naqueles anos, a ciência achava que o universo está completo e que o modelo é satisfatório.
Mas em 1974, dois pesquisadores da Universidade de Princeton, New Jersey Estados Unidos, decidiu medir a quantidade de matéria no Universo. Jeremias e James Peebles Ostriker olhar para a estabilidade de galáxias, e eles enfrentam um problema. As galáxias não são estáveis e seu modelo de computador mostra que as galáxias, depois de um período de rotação, desfeita. Para ser estável, deve, em teoria, mais material, a gravidade, portanto, mais, para que tudo não desmorone. Como não há material adicional, os dois cientistas com a finalidade de uma simulação, inventar um, a matéria escura. A idéia não é nova, porque na década de 1930, Fritz Zwicky, astrofísico suíço-americano (1898-1974) observou uma anomalia.

Ele percebe o Mount Wilson Observatory, observando um grupo de galáxias no aglomerado de Coma, as galáxias giram em torno de si a toda a velocidade, mas que a massa não é suficiente para impedir dissociar.
Em 1933 ele foi o primeiro a sugerir a presença de matéria invisível entre as galáxias, mas não vai convencer ninguém da importância de sua descoberta, que será esquecido por quase 40 anos.
Um astrônomo Vera Rubin, além de seus quatro filhos, dedica-se na década de 1970, o estudo de galáxias. Ela então fez uma descoberta fundamental.
Sabemos que tudo está relacionado à gravidade do sistema solar mais distante da gravidade do Sol enfraquece ainda mais. É o mesmo para as galáxias onde as estrelas giram em torno de um forte campo gravitacional. Vera Rubin observa que as estrelas não desaceleram gradualmente à medida da distância do centro, suas velocidades são constantes, ao centro como a periferia. Como não há questão de desafiar as leis da gravidade, a conclusão é que falta de massa no universo observável para garantir sua estabilidade.
Matéria escura, anteriormente ignorada, tornou-se moda no mundo científico.

Imagem:Visão do Universo na luz infravermelha. Esta imagem revela 1,6 milhão de galáxias entre as dezenas de milhões de sua estrutura local. (Fonte Center/Caltech et l'université de Massachussetts). 

Ainda mais perto do Big Bang

Os astrônomos estão buscando ativamente a busca por explosões de raios gama já que esses fenômenos que poderíamos aprender muito sobre o primeiro bilhão de anos da história do nosso universo observável.
O satélite artificial descobriu uma explosão de raios gama Swift (em Inglês, explosões de raios gama), que ocorreu quando o Universo tinha apenas em seu apenas 640 milhões de anos.
É mais provável um hypernova produzidas pela formação de um buraco negro no coração de uma estrela gigante de várias dezenas de vezes a massa do Sol.
O colapso do coração da estrela e sua explosão, em seguida, produziu um feixe intenso e concentrado de raios gama dirigido por acaso para os instrumentos Swift.
Explosões de raios gama são fenômenos extremamente violentos, provavelmente o mais violento do universo após o Big Bang.
SWIFT, o satélite da NASA foi desenhado especificamente para estudar esses fenômenos.
Esta explosão observada em 2009, é o mais distante já observado pelos cientistas. Sua luz viajou por 13,1 bilhões de anos para chegar até nós.

GRB 090423 durou apenas 10 segundos, mas sua luz desde então tem sido observado em vários comprimentos de onda, incluindo as do infravermelho como na imagem contra.
Este evento apresenta uma visão geral dos primeiros momentos do universo e mostra que já havia estrelas de grande massa.
Se este tipo de evento pode ajudar os cientistas a entender melhor a história da evolução do universo, que traz perguntas especialmente mais do que respostas.
O redshift último registro, e, portanto, a idade, foi realizada pela explosão de raios gama de setembro de 2008. Ele era mais velho que 190 milhões de anos.

Imagem: A explosão de raios gama GRB 090423 foi descoberto por SWIFT, o satélite da NASA, 23 de abril de 2009. Apenas alguns graus da estrela η Leonis (constelação Leo) é em 2009, o evento astronômico identificado mais longe da Terra. Luz residual observável é refletida, como visto no círculo aqui na faixa do infravermelho. crédito : Gemini Observatory /NSF/ AURA/ D. Fox, A. Cucchiara (Penn State Univ.) et E. Berger (Harvard Univ.)