Universo

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O Universo é a totalidade do espaço e do tempo, de todas as formas da matéria, a energia e o impulso, as leis e constantes físicas que as governam. No entanto, o termo "universo" pode ser utilizado em sentidos contextuais ligeiramente diferentes, para referir-se a conceitos como o cosmos, o mundo ou a natureza.

Observações astronómicas indicam que o Universo tem uma idade de 13,73 ± 0,12 mil milhões de anos e pelo menos 93 mil milhões de anos luz de extensão.^[1] O evento que deu início ao Universo se denomina Big Bang. Naquele instante toda a matéria e a energia do universo observable estava concentrada em um ponto de densidade infinita. Após o Big Bang, o universo começou a expandir-se para chegar a sua condição actual, e continua-o fazendo.

Como, segundo teoria da relatividad especial, a matéria não pode mover a uma velocidade superior à velocidade da luz, pode parecer paradójico que dois objectos do universo possam se ter separado 93 mil milhões de anos luz em um tempo de só 13 mil milhões de anos; no entanto, esta separação é uma consequência natural da teoria da relatividad geral.

Dito simplesmente, o espaço pode ampliar a um ritmo superior que não está limitado pela velocidade da luz. Portanto, dois galaxias podem separar-se uma da outra mais rapidamente que a velocidade da luz, é o espaço entre elas o que cresce.

Medidas sobre a distribuição espacial e a deslocação para o vermelho ("redshift") de galaxias distantes, a radiación cósmica de fundo de microondas, e as percentagens relativas dos elementos químicos mais ligeiros, apoiam a teoria da expansão do espaço, e mais em general, a teoria do Big Bang, que propõe que o espaço em sim se criou a partir da nada em um momento específico no passado.

Observações recentes têm demonstrado que esta expansão se está a acelerar, e que a maior parte da matéria e a energia no universo é fundamentalmente diferente da observada na Terra, e não é directamente observable (se vejam matéria escura e energia escura). A imprecisión das observações actuais tem limitado as predições sobre o destino final do Universo.

Os experimentos sugerem que o Universo se regeu pelas mesmas leis físicas, constantes ao longo de sua extensão e história. A força dominante em distâncias cósmicas é a gravidade, e a relatividad geral é actualmente a teoria mais exacta em descrevê-la. As outras três forças fundamentais, e as partículas nas que actuam, são descritas pelo Modelo Regular. O Universo tem pelo menos três dimensões do espaço e uma de tempo, ainda que experimentalmente não se podem descartar dimensões adicionais muito pequenas. O espaço-tempo parece estar conectado de forma singela e sem problemas, e o espaço tem uma curvatura média muito pequena, de maneira que a geometria euclidiana é, como regra geral, exacta em todo o universo.

Em filosofia denomina-se Universo ao mundo, ou conjunto de todo o que sucede. A ciência renderiza o universo como um sistema fechado que contém energia e matéria adscritas ao espaço tempo e que se rege fundamentalmente por princípios causales.

Baseando-se em observações do universo observable, os físicos tentam descrever o contínuo espaço tempo em que nos encontramos, junto com toda a matéria e energia existentes nele. Seu estudo, nas maiores escalas, é o objecto da cosmología, disciplina baseada na astronomia e a física, na qual se descrevem todos os aspectos deste universo com seus fenómenos.

A teoria actualmente mais aceitada sobre a formação do Universo, dada pelo belga valón Lemaître, é o modelo do Big Bang, que descreve a expansão do espaço tempo a partir de uma exclusividade espaciotemporal. O Universo experimentou um rápido período de inflação cósmica que arrasou com todas as irregularidades iniciais. A partir de então o Universo expandiu-se e converteu-se em estável, mais frio e menos denso. As variações menores na distribuição da massa deram como resultado a segregación fractal em porções, que se encontram no universo actual como cúmulos de galaxias .

Quanto a seu destino final, as provas actuais parecem apoiar a Teoria da expansão permanente do Universo, ainda que outras afirmam que a matéria escura pode exercer a força de gravidade suficiente para deter a expansão e fazer que toda a matéria se comprima; algo ao que os cientistas denominam o "Big Crunch" ou a Grande Implosión.

Conteúdo 1 Porção observable 2 Evolução 2.1 Teoria sobre a origem e a formação do Universo (Big Bang) 2.2 Sopa Primigenia 2.3 Protogalaxias 2.4 Destino Final 2.4.1 Big Crunch ou a Grande Implosión 2.4.2 Big Rip ou Grande Desgarramiento 2.4.3 Teoria da não acotabilidad 3 Descrição física 3.1 Tamanho 4 O Universo a Escala 4.1 Forma 4.2 Cor 4.3 Homogeneidad e isotropía 4.4 Composição 4.5 Multiversos 5 Estruturas agregadas do universo 5.1 As galaxias 5.2 Formas de galaxias 5.2.1 Galaxias elípticas 5.2.2 Galaxias torques 5.2.3 Galaxia torque barrada 5.2.4 Galaxias irregulares 5.3 A Via Láctea 5.4 As constelações 5.5 As estrelas 5.6 Os planetas 5.7 Os satélites 5.8 Asteróides e cometas 6 Indícios de um começo 7 Outros termos 8 Veja-se também 9 Referências 10 Enlaces externos

Porção observable

Os cosmólogos teóricos e astrofísicos utilizam de maneira diferente o termo Universo, designando bem o sistema completo ou só uma parte dele.^[2] Segundo o convênio dos cosmólogos, o termo Universo ("Ou" maiúscula) refere-se frequentemente à parte finita do espaço tempo que é directamente observable utilizando telescópios, outros detectores, e métodos físicos, teóricos e empíricos para estudar os componentes básicos do Universo e suas interacções. Os físicos cosmólogos assumem que a parte observable do espaço comóvil (também chamado: "nosso universo") corresponde a uma parte de um modelo do espaço inteiro e normalmente não é o espaço inteiro. Frequentemente utiliza-se o termo o Universo como ambas: a parte observable do espaço tempo, ou o espaço-tempo inteiro.

Muitos cosmólogos acham que o Universo observable é uma parte extremamente pequena do Universo "inteiro" realmente existente, e que é impossível observar todo o espaço comóvil. Na actualidade desconhece-se se isto é correcto, já que de acordo aos estudos da forma do Universo, é possível que o Universo observable esteja cerca de ter o mesmo tamanho que todo o espaço. A pergunta segue debatendo-se.^{[3] [4]} Se uma versão do palco da inflação cósmica é correcta, então não há maneira de determinar se o Universo é finito ou infinito. No caso do Universo observable, este pode ser só uma mínima porção do Universo existente, por tanto pode ser impossível saber realmente se o Universo está a ser completamente observado.

Evolução

Teoria sobre a origem e a formação do Universo (Big Bang)

O facto de que o Universo esteja em expansão se deriva das observações do corrimiento ao vermelho realizadas na década de 1920 e que se quantificam pela lei de Hubble. Ditas observações são a predição experimental do modelo de Fridmann-Robertson-Walker, que é uma solução das equações de campo de Einstein da relatividad geral, que predizem o início do universo mediante um big bang.

O corrimiento ao vermelho refere-se a que os astrónomos têm observado que há uma relação directa entre a distância a um objecto remoto (como uma galaxia) e a velocidade com que se está a afastar. Em mudança, se esta expansão tem sido contínua em toda a idade do Universo, então no passado estes objectos distantes que seguem se afastando tiveram que estar uma vez juntos. Esta ideia dá pé à teoria do Big Bang’’; o modelo dominante na cosmología actual.

Durante era-a mais temporã do Big Bang, acha-se que o Universo era um quente e denso plasma. Segundo avançou a expansão, a temperatura caiu a ritmo constante até o ponto em que os átomos se puderam formar. Naquela época, a energia de fundo se desacopló da matéria e foi livre de viajar através do espaço. A energia sobrante continuou arrefecendo-se ao expandir-se o Universo e hoje forma o fundo cósmico de microondas. Esta radiación de fundo é remarcavelmente uniforme em todas direcções, circunstância que os cosmólogos têm tentado explicar como reflito de um período temporão de inflação cósmica após o Big Bang.

O exame das pequenas variações no fundo de radiación de microondas proporciona informação sobre a natureza do Universo, incluindo a idade e composição. A idade do universo desde o Big Bang, de acordo à informação actual proporcionada pelo WMAP da NASA, estima-se em uns 13.700 milhões de anos, com uma margem de erro de 1% (137 milhões de anos). Outros métodos de estimativa oferecem diferentes faixas de idade, desde 11.000 milhões a 20.000 milhões. No livro de 1977 Os Primeiros Três Minutos do Universo, o prêmio Nobel Steven Weinberg mostra a física que ocorreu justo momentos após o Big Bang. As descobertas adicionais e os refinamientos das teorias fizeram que o actualizasse e reeditasse em 1993 .

Sopa Primigenia

Até faz pouco, a primeira centésima de segundo era mais bem um mistério, impedindo a Weinberg e a outros descrever exactamente como era o Universo. Os novos experimentos no RHIC, no Brookhaven National Laboratory, têm proporcionado aos físicos uma luz nesta cortina de alta energia, de tal maneira que podem observar directamente os tipos de comportamento que podem ter tomado lugar nesse instante.^[5]

Nestas energias, os quarks que compõem os protones e os neutrones não estavam juntos, e uma mistura densa supercaliente de quarks e gluónes, com alguns elétrons, era todo o que podia existir nos microsegundos anteriores a que se arrefecessem o suficiente para formar o tipo de partículas de matéria que observamos hoje em dia.^[6]

Protogalaxias

Os rápidos avanços a respeito do que passou após a existência da matéria contribuem muita informação sobre a formação das galaxias. Acha-se que as primeiras galaxias eram débis "galaxias anãs" que emitiam tanta radiación que separariam os átomos gasosos de seus elétrons. Este gás, a sua vez, estava a aquecer-se e expandindo, e tinha a possibilidade de obter a massa necessária para formar as grandes galaxias que conhecemos hoje.^{[7] [8]}

Destino Final

O destino final do Universo tem diversos modelos que explicam o que sucederá em função de diversos parámetros e observações. A seguir explicam-se os modelos fundamentais mais aceitados:

Big Crunch ou a Grande Implosión

É muito possível que o imenso aro que rodeava às galaxias seja uma forma de matéria que resulta invisível desde a Terra. Esta matéria escura talvez constitua o 99% de todo o que há no Universo.^{[cita requerida]}

A força gravitatoria de toda essa matéria talvez poderia cessar e investir com ela a expansão, assim as galaxias começariam a retroceder e com o tempo chocariam umas contra outras, a temperatura elevar-se-ia, e o Universo precipitar-se-ia para um destino catastrófico no que ficaria reduzido novamente a um ponto.

Alguns físicos têm especulado que depois formar-se-ia outro Universo, em cujo caso repetir-se-ia o processo.

Hoje em dia, esta hipótese parece incorreta, pois à luz dos últimos dados experimentales, o Universo está a expandir-se a cada vez mais rápido.

Big Rip ou Grande Desgarramiento

O Grande Desgarramiento ou Teoria da Eterna Expansão, chamado em inglês Big Rip, é uma hipótese cosmológica sobre o destino último do universo. Este possível destino final do universo depende da quantidade de energia escura existente no Universo. Se o Universo contém suficiente energia escura, poderia acabar em um desgarramiento de toda a matéria.

O valor finque é w, a razão entre a pressão da energia escura e sua densidade energética. A w < -1, o universo acabaria por ser rasgado. Primeiro, as galaxias separar-se-iam entre si, logo a gravidade seria demasiado débil para manter integrada a cada galaxia. Os sistemas planetarios perderiam sua coesão gravitatoria. Nos últimos minutos, se desbaratarán estrelas e planetas, e os átomos serão destruídos.

Os autores desta hipótese calculam que o fim do tempo ocorreria aproximadamente 3,5×10¹⁰ anos após o Big Bang, isto é, dentro de 2,0×10¹⁰ anos.

Uma modificação desta teoria, ainda que pouco aceitada, assegura que o universo continuaria sua expansão sem provocar um Big Rip.

Teoria da não acotabilidad

Todas as teorias a respeito da origem do Universo se constroem sobre o conceito de universo dimensionado como um conjunto, mas isto é incerto pois sua dimensão relativa é indeterminada. Por tanto não faz sentido aplicar as leis do tempo a algo não dimensionado. Exemplo disto seria tratar de calcular quanto demoraria em se parar um objecto móvel em uma órbita circular não sujeita a nenhuma outra força; a longitude relativa do percurso do objecto não é acotable e por tanto não faria sentido medir o tempo que demoraria na percorrer. No plano da filosofia o exemplo mais próximo seria a questão, Que sentido tem existir?, dado que o conceito existir de forma relativa não é acotable (qualquer concepção de existência é uma concepção subjetiva), é absurdo tratar de resolver ditas questões pois a relatividad não é aplicável aos absolutos. Entende-se que o Universo sempre tem existido pois o Tempo absoluto é uma consequência do Espaço absoluto. A própria lei da conservação da energia que constitui o primeiro princípio da termodinámica afirma que a quantidade total de energia em qualquer sistema isolado sem interacção com nenhum outro sistema (O universo) permanece invariável com o tempo relativo, ainda que dita energia pode transformar em outra forma de energia.

Descrição física

Tamanho

Muito pouco conhece-se sobre o tamanho do Universo. Pode ter uma longitude de biliões de anos luz ou inclusive ter um tamanho infinito. Um artigo de 2003^[9] diz estabelecer uma cota inferior de 24 gigaparsecs (78.000 milhões de anos luz) para o tamanho do Universo, mas não há nenhuma razão para achar que esta cota está de alguma maneira muito ajustada (Se veja forma do Universo). mas há diferentes teses do tamanho; uma delas é que há vários universos, outro é que o universo é infinito

O Universo observable (ou visível), que consiste em toda a matéria e energia que podia nos ter afectado desde o Big Bang dada a limitação da velocidade da luz, é certamente finito. A distância comóvil ao extremo do Universo visível rodada os 46.500 milhões de anos luz em todas as direcções desde a Terra. Assim, o Universo visível se pode considerar como uma esfera perfeita com a Terra no centro, e um diâmetro de uns 93.000 milhões de anos luz.^[10] Há que notar que muitas fontes têm publicado uma ampla variedade de cifras incorretas para o tamanho do Universo visível: desde 13.700 até 180.000 milhões de anos luz. (Veja-se Universo observable).

No Universo as distâncias que separam os astros são tão grandes que, se as quiséssemos expressar em metros, teríamos que utilizar cifras muito grandes. Devido a isso, se utiliza como unidade de longitude no ano luz, que corresponde à distância que percorre a luz em um ano.

Actualmente, o modelo mais comummente aceitado é o proposto por Albert Einstein em seu Relatividad Geral, na que propõe um universo "finito mas ilimitado", isto é, que apesar de ter um volume mensurável não tem limites, de forma análoga à superfície de uma esfera, que é mensurável mas ilimitada. Não obstante, o volume do universo não pode ser calculado, já que não podemos observar nada mais afastado do anteriormente citado limite de observação (esfera de rádio de 46.500 milhões anos luz, tendo em conta os efeitos de expansão).

O Universo a Escala

A terra é uma esfera que mede no ecuador 40,080 km e no sol mede 1,400,000 km. Se o sol comparamo-lo com uma Canica de 7 cm no ecuador , na terra será de 0.23 cm , como um grão de areia.

Agora, a distância desde o sol:

• A Mercurio 3 m
• a Vénus 5 m
• à Terra 7.5 m
• a Marte 11 m
• a Jupiter 40 m
• a Saturno 75 m
• a Urano 140 m
• a Neptuno 230 m

A luz percorre 299 792,458 km/s , nessa mesma escala são 1.5151 cm. Isso quer dizer que em 1.000.000 km/3,3 s seriam 5 cm e 100.000.000 km seriam 5 m .

• A 24 h luz 1.3 km
• a um mês luz 39 km
• a um ano luz ou até a Nuvem de Oort 473 km como de Madri a Barcelona.
• a Próxima Centauri 2.000 km como de Buenos Aires a Rio de Janeiro, Quiçá pareça curto,mas um avion comercial duraria 3 hrs em percorrer essa mesma distância
• a Sirius 4090 km como de Nova York a San Francisco
• a VY Canis Majoris 2.3 milhões km como 567 voltas à terra
• a Andrómeda 1000 milhões de km, é 1/6 do sol a Quaoar ,
• e todo o universo 5.4 biliões de kilometros são 215 dias luz de km . A esta escala o universo visível seria, desde o sol até a estrela mais próxima.

Agora, sim a Gravidade mantém todo o universo unido, como se mantém, quando as distâncias são tão grandes? a resposta pudesse ser muito singela, não o faz. Talvez faça-o a energia escura e a matéria escura que conforma o 95% do universo.

Forma

Uma pergunta importante aberta em cosmología é a forma do Universo. Matematicamente, que 3-variedade representa melhor a parte espacial do Universo?

Primeiro, se o Universo é espacialmente plano, desconhece-se se as regras da geometria Euclidiana são válidas a maior escala (ainda que acha-se que não é plano o universo, mas não se tem nada seguro) Actualmente muitos cosmólogos acham que o Universo observable está bem perto de ser espacialmente plano, com arrugas locais onde os objectos em massa distorsionan o espaço-tempo, da mesma forma que a superfície de um lago é quase plana. Esta opinião foi reforçada pelos últimos dados do WMAP, olhando para as "oscilações acústicas" das variações de temperatura na radiación de fundo de microondas.[1]

Segundo, desconhece-se se o Universo é multiplemente conexo. O Universo não tem cotas espaciais de acordo ao modelo regular do Big Bang, mas no entanto deve ser espacialmente finito (compacto). Isto se pode compreender utilizando uma analogia em duas dimensões: a superfície de uma esfera não tem limite, mas não tem uma área infinita. É uma superfície de duas dimensões com curvatura constante em uma terceira dimensão. A 3-esfera é um equivalente em três dimensões no que as três dimensões estão constantemente curvadas em uma quarta.

Se o Universo fosse compacto e sem cotas, seria possível, após viajar uma distância suficiente, voltar no ponto de partida. Assim, a luz das estrelas e galaxias poderia passar através do Universo observable mais de uma vez. Se o Universo fosse multiplemente conexo e suficientemente pequeno (e de um tamanho apropriado, talvez complexo) então possivelmente poder-se-ia ver uma ou várias vezes ao redor dele em alguma (ou todas) direcções. Ainda que esta possibilidade não tem sido descartada, os resultados das últimas investigações da radiación de fundo de microondas fazem que isto pareça improvável.

Cor

Historicamente achou-se que o Universo é de cor negro, pois é o que observamos ao momento de olhar ao céu nas noites despejadas. Em 2002, no entanto, os astrónomos Karl Glazebrook e Ivan Baldry afirmaram em um artigo científico que o Universo em realidade é de uma cor que decidiram chamar café cortado cósmico.^{[11] [12]} Este estudo baseou-se na medida da faixa espectral da luz proveniente de um grande volúmen do Universo, sintetizando a informação contribuída por um total a mais de 200.000 galaxias.

Homogeneidad e isotropía

Enquanto a estrutura está consideravelmente fractalizada a nível local (ordenada em uma hierarquia de racimo), nas ordens mais altas de distância o Universo é muito homogéneo. A estas escalas a densidade do Universo é muito uniforme, e não há uma direcção preferida ou significativamente asimétrica no Universo. Esta homogeneidad e isotropía é um requisito da Métrica de Friedman-Lemaître-Robertson-Walker empregada nos modelos cosmológicos modernos.^[13]

A questão da anisotropía no Universo primigenio foi significativamente contestada pelo WMAP, que procurou flutuações na intensidade do fundo de microondas.^[14] As medidas desta anisotropía têm proporcionado informação útil e restrições sobre a evolução do Universo.

Até o limite da potência de observação dos instrumentos astronómicos, os objectos radian e absorvem a energia de acordo às mesmas leis físicas a como o fazem em nossa própria galaxia.^[15] Baseando-se em isto, se acha que as mesmas leis e constantes físicas são universalmente aplicáveis através de todo o Universo observable. Não se encontrou nenhuma prova confirmada que mostre que as constantes físicas tenham variado desde o Big Bang.^[16]

Composição

O Universo observable actual parece ter um espaço-tempo geometricamente plano, contendo uma densidade massa-energia equivalente a 9,9 × 10^-30 gramas por centímetro cúbico. Os constituintes primários parecem consistir em 73% de energia escura, 23% de matéria escura fria e um 4% de átomos. Assim, a densidade dos átomos equivaleria a um núcleo de hidrógeno singelo pela cada quatro metros cúbicos de volume.^[17] A natureza exacta da energia escura e a matéria escura fria segue sendo um mistério. Actualmente especula-se com que o neutrino, (uma partícula muito abundante no universo), tenha, ainda que mínima, uma massa. De comprovar-se este facto, poderia significar que a energia e a matéria escura não existem.

Durante as primeiras fases do Big Bang, acha-se que formaram-se as mesmas quantidades de matéria e antimateria. Matéria e antimateria deveriam eliminar-se mutuamente ao entrar em contacto, pelo que a actual existência de matéria (e a ausência de antimateria) supõe uma violação da simetría CP (Se veja Violação CP), pelo que pode ser que as partículas e as antipartículas não tenham propriedades exactamente iguais ou simétricas.,^[18] ou pode que simplesmente as leis físicas que regem o universo favoreçam a sobrevivência da matéria em frente à antimateria.^[19] Neste mesmo sentido, também se sugeriu que quiçá a matéria escura seja a causante da bariogénesis ao interactuar de diferente forma com a matéria que com a antimateria.^[20]

Dantes da formação das primeiras estrelas, a composição química do Universo consistia primariamente em hidrógeno (75% da massa total), com uma soma menor de helio-4 (⁴Tenho) (24% da massa total) e o resto de outros elementos.^[21] Uma pequena porção destes elementos estava na forma do isótopo deuterio (²H), helio-3 (³Tenho) e litio (⁷Li).^[22] Consequentemente a matéria interestelar das galaxias tem sido enriquecida sem cessar por elementos mais pesados. Estes se introduziram como um resultado das explosões de supernovas , os ventos estelares e a expulsión da coberta exterior de estrelas desenvolvidas.^[23]

O Big Bang deixou detrás um fluxo de fundo de fotones e neutrinos. A temperatura da radiación de fundo tem decrecido sem cessar com a expansão do Universo e agora fundamentalmente consiste na energia de microondas equivalente a uma temperatura de 2,725 K.^[24] A densidade do fundo de neutrinos actual é sobre 150 por centímetro cúbico.^[25]

Multiversos

Os cosmólogos teóricos estudam modelos do conjunto espaço tempo que estejam conectados, e procuram modelos que sejam consistentes com os modelos físicos cosmológicos do espaço tempo na escala do universo observable. No entanto, recentemente têm tomado força teorias que contemplam a possibilidade de multiversos ou vários universos coexistiendo simultaneamente. Segundo a recentemente enunciada Teoria de Multiexplosiones pretende-se dar explicação a este aspecto, pondo em relevo uma possível convivência de universos em um mesmo espaço.^[26]

Estruturas agregadas do universo

As galaxias

A grande escala, o universo está formado por galaxias e agrupamentos de galaxias. As galaxias são agrupamentos em massa de estrelas, e são as estruturas maiores nas que se organiza a matéria no Universo. Através do telescópio manifestam-se como manchas luminosas de diferentes formas. À hora de classificá-las, os cientistas distinguem entre as galaxias do Grupo Local, composto pelas trinta galaxias mais próximas e às que está unida gravitacionalmente nossa galaxia (a Via Láctea), e todas as demais galaxias, às que chamam "galaxias exteriores".

As galaxias estão distribuídas por todo o Universo e apresentam características muito diversas, tanto relativo a sua configuração como a sua antigüedad. As mais pequenas abarcam ao redor de 3.000 milhões de estrelas, e as galaxias de maior tamanho podem chegar a abarcar mais de um bilião de astros. Estas últimas podem ter um diâmetro de 170.000 anos luz, enquanto as primeiras não costumam exceder de 6.000 anos luz.

Além de estrelas e seus astros associados (planetas, asteróides, etc...), as galaxias contêm também matéria interestelar, constituída por pó e gás em uma proporção que varia entre o 1 e o 10% de sua massa.

Estima-se que o universo pode estar constituído por uns 100.000 milhões de galaxias, ainda que estas cifras variam em função dos diferentes estudos.

Formas de galaxias

A crescente potência dos telescópios, que permite observações a cada vez mais detalhadas dos diferentes elementos do Universo, tem feito possível uma classificação das galaxias por sua forma. Estabeleceram-se assim quatro tipos diferentes: galaxias elípticas, torques, torques barradas e irregulares.

Galaxias elípticas

Em forma de elipse ou de esferoide, caracterizam-se por carecer de uma estrutura interna definida e por apresentar muito pouca matéria interestelar. Consideram-se as mais antigas do Universo, já que suas estrelas são velhas e encontram-se em uma fase muito avançada de sua evolução.

Galaxias torques

Estão constituídas por um núcleo central e dois ou mais braços em torque, que partem do núcleo. Este se acha formado por multidão de estrelas e mal tem matéria interestelar, enquanto nos braços abunda a matéria interestelar e há grande quantidade de estrelas jovens, que são muito brilhantes. Ao redor de 75% das galaxias do Universo são deste tipo.

Galaxia torque barrada

É um subtipo de galaxia torque, caracterizados pela presença de uma barra central da que tipicamente partem dois braços torques. Este tipo de galaxias constituem uma fracção importante do total de galaxias torques. A Via Láctea é uma galaxia torque barrada.

Galaxias irregulares

Incluem uma grande diversidade de galaxias, cujas configurações não respondem às três formas anteriores, ainda que têm em comum algumas características, como a de ser quase todas pequenas e conter uma grande percentagem de matéria interestelar. Calcula-se que são irregulares ao redor de 5% das galaxias do Universo.

A Via Láctea

A Via Láctea é nossa galaxia. Segundo as observações, possui uma massa de 10¹² massas solares e é de tipo torque barrada. Com um diâmetro médio de uns 100.000 anos luz calcula-se que contém uns 200.000 milhões de estrelas, entre as quais se encontra o Sol. A distância desde o Sol ao centro da galaxia é de ao redor de 27.700 anos luz (8,5 kpc) A simples vista, observa-se como uma estela blanquecina de forma elíptica, que se pode distinguir nas noites despejadas. O que não se apreciam são seus braços torques, em um dos quais, o chamado braço de Orión, está situado nosso sistema solar, e por tanto a Terra.

O núcleo central da galaxia apresenta uma espessura uniforme em todos seus pontos, salvo no centro, onde existe um grande abultamiento com uma espessura máxima de 16.000 anos luz, sendo a espessura média de uns 6.000 anos luz.

Todas as estrelas e a matéria interestelar que contém a Via Láctea, tanto no núcleo central como nos braços, estão situadas dentro de um disco de 100.000 anos luz de diâmetro, que gira lentamente sobre seu eixo a uma velocidade linear superior aos 216 km/s.

As constelações

Tão só 3 galaxias diferentes à nossa são visíveis a simples vista. Temos a Galaxia de Andrómeda, visível desde o Hemisfério Norte; a Grande Nuvem de Magallanes, e a Pequena Nuvem de Magallanes, no Hemisfério Sur celeste. O resto das galaxias não são visíveis ao olho nu sem ajuda de instrumentos. Sim que o são, em mudança, as estrelas que fazem parte da Via Láctea. Estas estrelas desenham com frequência no céu figuras reconocibles, que têm recebido diversos nomes em relação com seu aspecto. Estes grupos de estrelas de perfil identificable conhecem-se com o nome de constelações. Até o presente, observaram-se 88 constelações, algumas delas muito extensas, como Hidra ou a Ursa Maior, e outras muito pequenas como Seta e Triângulo.

As estrelas

São os elementos constitutivos mais destacados das galaxias. Estes sóis, gasosos e esféricos, brilham por suas gigantescas reacções nucleares. Se a reacção não é muito grande começa por emitir uma luz vermelha escura, e depois se move para o estado superior, que é no que está nosso Sol, para posteriormente, ao se modificar as reacções nucleares interiores, dilatarse e finalmente se arrefecer.

Ao acabar-se o hidrógeno, originam-se reacções nucleares de elementos mais pesados, mais energéticas, que convertem a estrela em uma gigante vermelha. Com o tempo, esta volta instável, ao mesmo tempo que lança para o espaço exterior a maior parte do material estelar. Este processo pode durar 100 milhões de anos, até que se esgota toda a energia nuclear, e a estrela se contrai por efeito da gravidade até se fazer pequena e densa, na forma de anã branca azul ou marrón. Se a estrela inicial é várias vezes mais em massa que o Sol, seu ciclo pode ser diferente, e em lugar de uma gigante, pode se converter em uma supergigante e acabar sua vida com uma explosão denominada supernova. Estas estrelas podem acabar como estrelas de neutrones. Tamanhos ainda maiores de estrelas podem consumir todo seu combustível muito rapidamente, transformando em uma entidade supermasiva chamada buraco negro.

Os Púlsares são fontes de ondas de rádio que vibram com períodos regulares. A palavra Púlsar significa pulsating rádio source (fonte de rádio pulsante). Detectam-se mediante radiotelescopios e requerem-se relógios de extraordinária precisão para detectar suas mudanças de ritmo. Os estudos indicam que um púlsar é uma estrela de neutrones pequena que gira a grande velocidade. O mais conhecido está na nebulosa de Cangrejo. Sua densidade é tão grande que uma mostra de cuásar do tamanho de uma bola de bolígrafo teria uma massa de cerca de 100.000 toneladas. Seu campo magnético, muito intenso, concentra-se em um espaço reduzido. Isto o acelera e o faz emitir grande quantidade de energia em fazes de radiación que aqui recebemos como ondas de rádio.

A palavra Cuásar é um acrónimo de quasi stellar rádio source (fontes de rádio quase estelares). Identificaram-se na década de 1950. Mais tarde viu-se que mostravam uma deslocação ao vermelho maior que qualquer outro objecto conhecido. A causa era o Efeito Doppler, que move o espectro para o vermelho quando os objectos se afastam. O primeiro Cuásar estudado, denominado 3C 273, está a 1.500 milhões de anos luz da Terra. A partir de 1980 identificaram-se milhares de cuásares, alguns afastando-se de nós a velocidades de 90% da da luz.

Descobriram-se cuásares a 12.000 milhões de anos luz da Terra; praticamente a idade do Universo. Apesar das enormes distâncias, a energia que chega em alguns casos é muito grande, equivalente a recebida desde milhares de galaxias: como exemplo, o s50014+81 é umas 60.000 vezes mais brilhante que toda a Via Láctea.

Os planetas

Os planetas são corpos que giram em torno de uma estrela e que, segundo a definição da União Astronómica Internacional, devem cumprir ademais a condição de ter limpado sua órbita de outros corpos rocosos importantes, e de ter suficiente massa como pára que sua força de gravidade gere um corpo esférico. No caso de corpos que orbitam ao redor de uma estrela que não cumpram estas características, se fala de planetas anões, planetesimales, ou asteróides. Em nosso Sistema Solar há 8 planetas: Mercurio, Vénus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Neptuno, considerando-se desde 2006 a Plutão como um planeta anão. No final de 2009, fora de nosso Sistema Solar detectaram-se em torno de 400 planetas extrasolares, mas os avanços tecnológicos estão a permitir que este número cresça a bom ritmo.

Os satélites

Os satélites naturais são astros que giram ao redor dos planetas. O único satélite natural da Terra é a Lua, que é também o satélite mais próximo ao sol. A seguir listam-se os principais satélites dos planetas do sistema solar (inclui-se na listagem a Plutão , considerado pela UAI como um planeta anão).

• Terra: 1 satélite → Lua
• Marte: 2 satélites → Fobos, Deimos
• Júpiter: 63 satélites → Metis, Adrastea, Amaltea, Tebe, Ío, Europa, Ganimedes, Calisto, Leda, Himalia, Lisitea, Elara, Ananké, Carm, Pasífae, Sinope...
• Saturno: 59 satélites → Pan, Atlas, Prometeo, Pandora, Epimeteo, Jano, Mimas, Encélado, Tetis, Telesto, Calipso, Dione, Helena, Rea, Titán, Heperión, Jápeto, Febe...
• Urano: 15 satélites → Cordelia, Ofelia, Bianca, Crésida, Desdémona, Julieta, Porcia, Rosalinda, Belinda, Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titania, Oberón.
• Neptuno: 8 satélites → Náyade, Thalassa, Despina, Galatea, Larisa, Proteo, Tritón, Nereida
• Plutão: 3 satélites → Caronte, Nix, Hydra

Asteróides e cometas

Naquelas zonas da órbita de uma estrela nas que, por diversos motivos, não se produziu o agrupamento da matéria inicial em um único corpo dominante ou planeta, aparecem os discos de asteróides: objectos rocosos de muito diversos tamanhos que orbitam em grandes quantidades em torno da estrela, chocando eventualmente entre si. Quando as rochas têm diâmetros inferiores a 50m se denominam meteoroides. Em consequência das colisões, alguns asteróides podem variar suas órbitas, adoptando trajectórias muito excêntricas que periodicamente lhes acercam a estrela. Quando a composição destas rochas é rica em água ou outros elementos volátiles, a aproximação à estrela e seu consequente aumento de temperatura origina que parte de sua massa se evapore e seja arrastada pelo vento solar, criando uma longa bicha de material brilhante à medida que a rocha se acerca à estrela. Estes objectos denominam-se cometas. Em nosso sistema solar há dois grandes discos de asteróides: um situado entre as órbitas de Marte e Júpiter, denominado o Cinto de asteróides, e outro bem mais ténue e disperso nos limites do sistema solar, a aproximadamente em um ano luz de distância, denominado Nuvem de Oort.

Indícios de um começo

A teoria geral da relatividad, que publicou Albert Einstein em 1916 , implicava que o cosmos se achava em expansão ou em contracção. Mas este conceito era totalmente oposto à noção de um universo estático, aceitada então até pelo próprio Einstein. Daí que este incluísse em seus cálculos o que denominou “constante cosmológica”, ajuste mediante o qual tentava conciliar sua teoria com a ideia aceitada de um universo estático e inmutable. No entanto, certas descobertas que se sucederam nos anos vinte levaram a Einstein a dizer que o ajuste que tinha efectuado a sua teoria da relatividad era o ‘maior erro de sua vida’. Ditos descobertas realizaram-se graças à instalação de um enorme telescópio de 254 centímetros no monte Wilson (Califórnia). As observações formuladas nos anos vinte com a ajuda deste instrumento demonstraram que o universo se acha em expansão.

Até então, os maiores telescópios sozinho permitiam identificar as estrelas de nossa galaxia, a Via Láctea, e ainda que viam-se borrones luminosos, chamados nebulosas, pelo geral tomavam-se por redemoinhos de gás existentes em nossa galaxia. Graças à maior potência do telescópio do monte Wilson, Edwin Hubble conseguiu distinguir estrelas naquelas nebulosas. Finalmente descobriu-se que os borrones eram o mesmo que a Via Láctea: galaxias. Hoje acha-se que há entre 50.000 e 125.000 milhões de galaxias, a cada uma com centos de milhares de milhões de estrelas.

No final dos anos vinte, Hubble também descobriu que as galaxias se afastam de nós, e que o fazem mais velozmente quanto mais longe se acham. Os astrónomos calculam a taxa de recessão das galaxias mediante o espectrógrafo, instrumento que mede o espectro da luz procedente dos astros. Para isso, dirigem a luz que prove de estrelas longínquas para um prisma, que a decompõe nas cores que a integram.

A luz de um objecto é rojiza (fenómeno chamado corrimiento ao vermelho) se este se afasta do observador, e azulada (corrimiento ao azul) se se lhe aproxima. Cabe destacar que, salvo no caso de algumas galaxias próximas, todas as galaxias conhecidas têm linhas espectrales deslocadas para o vermelho. Daí inferem os cientistas que o universo se expande de forma ordenada. A taxa de dita expansão determina-se medindo o grau de deslocação ao vermelho. Que conclusão se extraiu da expansão do cosmos? Pois bem, um cientista convidou ao público a analisar o processo ao inverso —como um filme da expansão projectada em retrocesso— a fim de observar a história primitiva do universo. Visto assim, o cosmos pareceria estar em recessão ou contracção, em vez de em expansão e retornaria finalmente a um único ponto de origem.

O famoso físico Stephen Hawking concluiu o seguinte em seu livro Buracos negros e pequenos universos (e outros ensaios), editado em 1993 : “A ciência poderia afirmar que o universo tinha que ter conhecido um começo”. Mas faz anos, muitos experientes recusavam que o universo tivesse tido princípio. O famoso científico Fred Hoyle não aceitava que o cosmos tivesse surgido mediante o que chamou zombadoramente ‘a big bang’ (uma grande explosão). Um dos argumentos que esgrimia era que, de ter existido um começo tão dinâmico, deveriam se conservar residuos daquele acontecimento em algum lugar do universo: teria que ter radiación fóssil, por assim o dizer; uma leve luminiscencia residual.

O diário The New York Times (8 de março de 1998) indicou que para 1965 “os astrónomos Arno Penzias e Robert Wilson descobriram a omnipresente radiación de fundo: o destello residual da explosão primigenia”. O artigo acrescentou: “Tudo indicava que a teoria [da grande explosão] tinha triunfado”.

Mas nos anos posteriores ao achado formulou-se esta objeción: Se o modelo da grande explosão era correcto, por que não se tinham detectado leves irregularidades na radiación? (A formação das galaxias teria requerido um universo que contasse com zonas mais frias e densas que permitissem a fusão da matéria.) Efectivamente, os experimentos realizados por Penzias e Wilson desde a superfície terrestre não revelavam tais irregularidades.

Por esta razão, a NASA lançou em novembro de 1989 o satélite COBE (siglas de Navegador do Fundo Cósmico, em inglês), cujas descobertas se qualificaram de cruciais. “As ondas que detectou sua radiómetro diferencial de microondas correspondiam às flutuações que deixaram sua impronta no cosmos e que faz milhares de milhões de anos levaram à formação das galaxias.”

Outros termos

Diferentes palavras utilizaram-se através da história para denotar "todo o espaço", incluindo os equivalentes e as variantes em várias linguagens de céus", "cosmos" e "mundo". O macrocosmos também se utilizou para este efeito, ainda que está mais especificamente definido como um sistema que reflete a grande escala um, alguns, ou todos estes componentes do sistema ou partes. Similarmente, um microcosmos é um sistema que reflete a pequena escala um sistema muito maior do que é parte.

Ainda que palavras como mundo e seus equivalentes em outras linguagens quase sempre se referem ao planeta Terra, antigamente se referiam à cada coisa que existia (se podia ver). Nesse sentido utilizava-a, por exemplo, Copérnico. Algumas linguagens utilizam a palavra "mundo" como parte da palavra "espaço exterior". Um exemplo em alemão constitui-o a palavra "Weltraum".^[27]

Veja-se também

Referências

Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga conteúdo multimédia sobre Universo.Commons
• Wikiquote alberga frases célebres de ou sobre Universo. Wikiquote

Wikcionario

• Wikcionario tem definições para universo.
• Projecto Celestia Actividade Educativa "O Universo" dirigida a alunos de Secundária, Bachillerato ou aficionados à astronomia em general
• Alemañ Berenguer, Rafael Andrés (2001) Depois dos Segredos do Universo ISBN 84-95495-08-2
• Vídeos sobre o Universo: Biblioteca audiovisual sobre o Cosmos.

Em inglês:

• O Universo de Stephen Hawking - Por que o Universo é assim?
• Richard Powell: Um Atlas do Universo - imagens em várias escalas, com explicações.
• Cosmos - uma "revista dimensional ilustrada desde o microcosmos ao macrocosmos"
• Idade do Universo em Space.Com
• Meu Assim-Chamado Universo argumentos a favor e na contramão de universos paralelos e infinitos
• Universos paralelos por Max Tegmark
• Mapas logarítmicos do Universo
• Seti@home - A Busca de Inteligência Extraterrestre
• Universo - Centro de Informação Espacial por Exploreuniverse.com
• Número de Galaxias no Universo
• Tamanho do Universo em Space.Com
• Ilustração comparando os tamanhos dos planetas, o sol e outras estrelas
• Cosmología FAQckb:گەردوونmwl:Ouniberso