cosmologia

COSMOLOGIAVictor O. Rivellesrivelles@fma.if.usp.brInstituto de FísicaUniversidade de São Paulohttp://www.fma.if.usp.br/˜rivelles/CURSO DE VERÃO DO IFUSP - 2006COSMOLOGIA – p. 1/40

Cosmologia é o estudo da origem, estrutura eevolução do Universo.COSMOLOGIA – p. 2/40

Cosmologia é o estudo da origem, estrutura eevolução do Universo.ROTEIROCosmologia GregaCosmologia NewtonianaCosmologia ModernaRelatividade GeralBig BangTeoria InflacionáriaProblemas em abertoCOSMOLOGIA – p. 2/40

Mitos de CriaçãoProcuram dar umaexplicação para a origemdo Universo.Utilizam uma linguagemmetafórica, baseada emsímbolos que temsignificado dentro dacultura geradora do mito.COSMOLOGIA – p. 3/40

Mitos de CriaçãoProcuram dar umaexplicação para a origemdo Universo.Utilizam uma linguagemmetafórica, baseada emsímbolos que temsignificado dentro dacultura geradora do mito.Na religião Judaico-Cristã omito de criação estádescrito na Biblia.COSMOLOGIA – p. 3/40

Mitos de CriaçãoProcuram dar umaexplicação para a origemdo Universo.Utilizam uma linguagemmetafórica, baseada emsímbolos que temsignificado dentro dacultura geradora do mito.Na religião Judaico-Cristã omito de criação estádescrito na Biblia.Essa situação perdurou atéo nascimento da ...COSMOLOGIA – p. 3/40

Filosofia OcidentalNasceu na Grécia ao redor de 600 AC.COSMOLOGIA – p. 4/40

Filosofia OcidentalNasceu na Grécia ao redor de 600 AC.Buscavam explicar todas as coisas através de um oupoucos princípios.Compreender a natureza sem apelar para o misticismo.COSMOLOGIA – p. 4/40

Filosofia OcidentalNasceu na Grécia ao redor de 600 AC.Buscavam explicar todas as coisas através de um oupoucos princípios.Compreender a natureza sem apelar para o misticismo.SócratesPlatãoAristótelesCOSMOLOGIA – p. 4/40

Cosmologia Grega, 350 ACGeocêntrica: o Sol, alua e os planetasgiram ao redor daTerra enquanto asestrelas formam umfundo fixo.COSMOLOGIA – p. 5/40

Cosmologia Grega, 350 ACGeocêntrica: o Sol, alua e os planetasgiram ao redor daTerra enquanto asestrelas formam umfundo fixo.O Universo é finitoe os corpos celestestêm seus movimentosregidos rigorosamentepelas leis naturaisbaseadas na geometria.COSMOLOGIA – p. 5/40

Cosmologia GregaCláudio Ptolomeuconsiderava a Terraimóvel e rodeada deesferas transparentesde cristal que giravama sua volta, e o Sol, alua e os planetasfixos nessas esferas.COSMOLOGIA – p. 6/40

Cosmologia GregaCláudio Ptolomeuconsiderava a Terraimóvel e rodeada deesferas transparentesde cristal que giravama sua volta, e o Sol, alua e os planetasfixos nessas esferas.A cosmologia gregaperdurou por quase2000 anos.COSMOLOGIA – p. 6/40

Idade MédiaProblemas com omovimento retrógradodos planetas foramresolvidos com osepiciclos de Ptolomeuem cerca de 100 AD.COSMOLOGIA – p. 7/40

Idade MédiaProblemas com omovimento retrógradodos planetas foramresolvidos com osepiciclos de Ptolomeuem cerca de 100 AD.Esta teoria foi adotadapor Santo Tomásde Aquino no séculoXIII, e esta concepçãodo cosmo foi seguidaaté o século XVI.COSMOLOGIA – p. 7/40

RenascençaNicolau Copérnicoem 1514 propos omodelo heliocêntricoem que os corposcelestes giravam aoredor do Sol, e nãoda Terra.COSMOLOGIA – p. 8/40

RenascençaNicolau Copérnicoem 1514 propos omodelo heliocêntricoem que os corposcelestes giravam aoredor do Sol, e nãoda Terra.Johannes Kepler descobriuque as órbitasdos astros do sistemasolar são elípticas aoredor de 1590.COSMOLOGIA – p. 8/40

Galileu GalileiNa primeira metade doséculo XVII, reforçou ateoria heliocêntrica com ouso do recém-inventadotelescópio.COSMOLOGIA – p. 9/40

Galileu GalileiNa primeira metade doséculo XVII, reforçou ateoria heliocêntrica com ouso do recém-inventadotelescópio.Descobriu que a Via Lácteaé formada por uma infinidadede estrelas, a existênciade satélites ao redorde Júpiter, além de observarSaturno e seus anéis, e asfases de Vênus.COSMOLOGIA – p. 9/40

Isaac Newton, 1687Descobriu a lei dagravitação universalF = G Mmr 2 COSMOLOGIA – p. 10/40

Isaac Newton, 1687Descobriu a lei dagravitação universalF = G Mmr 2Cosmologia Newtoniana:Universo infinito.COSMOLOGIA – p. 10/40

Avanços na CosmologiaAo redor de 1700 Herschelsidentificou a estrutura emforma de disco da ViaLáctea mas ainda colocavao sistema solar em seucentro.COSMOLOGIA – p. 11/40

Avanços na CosmologiaAo redor de 1700 Herschelsidentificou a estrutura emforma de disco da ViaLáctea mas ainda colocavao sistema solar em seucentro.Em 1918 Shapley descobriuque o sistema solar não estavano centro mas a cercade 2/3 do raio da Via Láctea.Mas ainda consideravaa Via Láctea no centro doUniverso.COSMOLOGIA – p. 11/40

Avanços na CosmologiaAo redor de 1700 Herschelsidentificou a estrutura emforma de disco da ViaLáctea mas ainda colocavao sistema solar em seucentro.Em 1918 Shapley descobriuque o sistema solar não estavano centro mas a cercade 2/3 do raio da Via Láctea.Mas ainda consideravaa Via Láctea no centro doUniverso.Em 1923 Hubble mostrouque a via Láctea era umagaláxia ordinária como qualqueroutra.COSMOLOGIA – p. 11/40

O Princípio CosmológicoNosso lugar no Universo não parece ser especial.COSMOLOGIA – p. 12/40

O Princípio CosmológicoNosso lugar no Universo não parece ser especial.Consequências:O Universo é omesmo emqualquer lugar:homogeneidade.O Universo pareceo mesmoem qualquer direção:isotropia.COSMOLOGIA – p. 12/40

O Paradoxo de Olbers, 1826Assuma o seguinte sobre o Universo:sua extensão é infinita,sua idade é infinita,é estático,as estrêlas (ou galáxias) estão distribuídas ao acaso nele.COSMOLOGIA – p. 13/40

O Paradoxo de Olbers, 1826Assuma o seguinte sobre o Universo:sua extensão é infinita,sua idade é infinita,é estático,as estrêlas (ou galáxias) estão distribuídas ao acaso nele.Considere uma camada esférica aoredor de um observador.Estrêlas nessa camada irradiam luz comum fluxo proporcional à 1/r 2 .COSMOLOGIA – p. 13/40

O Paradoxo de Olbers, 1826Assuma o seguinte sobre o Universo:sua extensão é infinita,sua idade é infinita,é estático,as estrêlas (ou galáxias) estão distribuídas ao acaso nele.Considere uma camada esférica aoredor de um observador.Estrêlas nessa camada irradiam luz comum fluxo proporcional à 1/r 2 .O volume da camada é 4πr 2 dr.Portanto, o fluxo total é proporcional à4πdr! Independente da distância.COSMOLOGIA – p. 13/40

O Paradoxo de OlbersA radiação que atinge o observador é a integral em r desse fluxosobre todo o Universo.COSMOLOGIA – p. 14/40

O Paradoxo de OlbersA radiação que atinge o observador é a integral em r desse fluxosobre todo o Universo.O resultado é infinito !!!COSMOLOGIA – p. 14/40

O Paradoxo de OlbersA radiação que atinge o observador é a integral em r desse fluxosobre todo o Universo.O resultado é infinito !!!O céu não deveria ser negro mas deveria brilhar com intensidadeinfinita!COSMOLOGIA – p. 14/40

O Paradoxo de OlbersA radiação que atinge o observador é a integral em r desse fluxosobre todo o Universo.O resultado é infinito !!!O céu não deveria ser negro mas deveria brilhar com intensidadeinfinita!Objeção: poeira poderia absorver parte da radiação.Mas a poeira deve esquentar e depois reemitir a radiação.COSMOLOGIA – p. 14/40

Relatividade RestritaFormulada por Einstein em 1905.A velocidade da luz é a mesma em qualquer referencial inercial.COSMOLOGIA – p. 15/40

Relatividade RestritaFormulada por Einstein em 1905.A velocidade da luz é a mesma em qualquer referencial inercial.Contração de Lorentz: comprimentos dependem do observador.l = l 0√1 − v2 /c 2 COSMOLOGIA – p. 15/40

Relatividade RestritaDilatação temporal: intervalos de tempo dependem do observador.tt = 0√1−v2 /c 2 COSMOLOGIA – p. 16/40

Relatividade RestritaDilatação temporal: intervalos de tempo dependem do observador.tt = 0√1−v2 /c 2A relatividade restrita muda a geometria: geometria de Minkowski.COSMOLOGIA – p. 16/40

Relatividade RestritaDilatação temporal: intervalos de tempo dependem do observador.tt = 0√1−v2 /c 2A relatividade restrita muda a geometria: geometria de Minkowski.Na geometria Euclidiana: comprimentos são constantes.COSMOLOGIA – p. 16/40

Relatividade RestritaNa relatividade restrita: comprimentos e intervalos de tempodependem do observador.COSMOLOGIA – p. 17/40

Relatividade RestritaNa relatividade restrita: comprimentos e intervalos de tempodependem do observador.Há alguma quantidade é contante e não depende do observador?Intervalo ∆s 2 = ∆⃗x 2 − ∆t 2 COSMOLOGIA – p. 17/40

Relatividade RestritaNa relatividade restrita: comprimentos e intervalos de tempodependem do observador.Há alguma quantidade é contante e não depende do observador?Intervalo ∆s 2 = ∆⃗x 2 − ∆t 2Espaço e tempo formam o espaço-tempo quadridimensional comgeometria de Minkowski.COSMOLOGIA – p. 17/40

Gravitação na Relatividade RestritaA força gravitacional Newtoniana propaga-se instantâneamente.COSMOLOGIA – p. 18/40

Gravitação na Relatividade RestritaA força gravitacional Newtoniana propaga-se instantâneamente.É necessário conciliar a relatividade restrita com a gravitação.Einstein demorou 10 anos para compatibilizar a relatividade restritacom a gravitação.COSMOLOGIA – p. 18/40

Gravitação na Relatividade RestritaA força gravitacional Newtoniana propaga-se instantâneamente.É necessário conciliar a relatividade restrita com a gravitação.Einstein demorou 10 anos para compatibilizar a relatividade restritacom a gravitação.E o resultado é:COSMOLOGIA – p. 18/40

Relatividade Geral, 1915Relatividade geral = teoria da gravitação relativísticaCOSMOLOGIA – p. 19/40

Relatividade Geral, 1915Relatividade geral = teoria da gravitação relativísticaNão há força gravitacional.A gravitação devido à curvatura doespaço.Matéria causa a curvatura doespaço.A curvatura determina o movimentoda matéria.Objeto fundamental: métrica g µνDetermina todas as propriedades locaisdo espaço curvo.COSMOLOGIA – p. 19/40

Espaços CurvosO que é um espaço curvo?COSMOLOGIA – p. 20/40

Espaços CurvosO que é um espaço curvo?Geometria Euclidiana: soma dosângulos internos de um triângulo é 180graus.Geometria Riemanniana: a soma podeser diferente!COSMOLOGIA – p. 20/40

Espaços CurvosO que é um espaço curvo?Geometria Euclidiana: soma dosângulos internos de um triângulo é 180graus.Geometria Riemanniana: a soma podeser diferente!Sem curvatura: igual à 180 graus.Curvatura positiva: maior que 180 graus.Curvatura negativa: menor que 180graus.COSMOLOGIA – p. 20/40

Espaços CurvosCOSMOLOGIA – p. 21/40

Espaços CurvosPlano: comprimento infinitesimalds 2 = dx 2 + dy 2 COSMOLOGIA – p. 21/40

Espaços CurvosPlano: comprimento infinitesimalds 2 = dx 2 + dy 2Esfera: comprimento infinitesimalds 2 = dθ 2 + sin 2 θdφ 2 COSMOLOGIA – p. 21/40

Espaços CurvosPlano: comprimento infinitesimalds 2 = dx 2 + dy 2Esfera: comprimento infinitesimalds 2 = dθ 2 + sin 2 θdφ 2Superfície curva geral:ds 2 = ∑ 2i,j=1 g ijdx i dx jg ij é a métrica do espaço curvoCOSMOLOGIA – p. 21/40

Espaços CurvosPlano: comprimento infinitesimalds 2 = dx 2 + dy 2Esfera: comprimento infinitesimalds 2 = dθ 2 + sin 2 θdφ 2Superfície curva geral:ds 2 = ∑ 2i,j=1 g ijdx i dx jg ij é a métrica do espaço curvoRelatividade restrita:ds 2 = −(dx 0 ) 2 +(dx 1 ) 2 +(dx 2 ) 2 +(dx 3 ) 2 COSMOLOGIA – p. 21/40

Espaços CurvosPlano: comprimento infinitesimalds 2 = dx 2 + dy 2Esfera: comprimento infinitesimalds 2 = dθ 2 + sin 2 θdφ 2Superfície curva geral:ds 2 = ∑ 2i,j=1 g ijdx i dx jg ij é a métrica do espaço curvoRelatividade restrita:ds 2 = −(dx 0 ) 2 + (dx 1 ) 2 + (dx 2 ) 2 + (dx 3 ) 2Relatividade geral:ds 2 = ∑ 3µ,ν=0 g µνdx µ dx νg µν é a métrica do ESPAÇO-TEMPOEqs. de Einstein: R µν − 1 2 g µνR = T µνCOSMOLOGIA – p. 21/40

Cosmologia RelativísticaFriedmann encontra soluçõesda relatividade geralque mostram uma universoem expansão em 1922.COSMOLOGIA – p. 22/40

Cosmologia RelativísticaFriedmann encontra soluçõesda relatividade geralque mostram uma universoem expansão em 1922.Na época acreditava-se que o Universo era estático!COSMOLOGIA – p. 22/40

Cosmologia RelativísticaFriedmann encontra soluçõesda relatividade geralque mostram uma universoem expansão em 1922.Na época acreditava-se que o Universo era estático!Einstein modifica suas equações para obter um universo estático.Introduz a constante cosmológica! R µν − 1 2 g µνR + Λg µν = T µνCOSMOLOGIA – p. 22/40

Cosmologia RelativísticaFriedmann encontra soluçõesda relatividade geralque mostram uma universoem expansão em 1922.Na época acreditava-se que o Universo era estático!Einstein modifica suas equações para obter um universo estático.Introduz a constante cosmológica! R µν − 1 2 g µνR + Λg µν = T µνEm 1923 Hubble descobriu que as galáxias estão se afastando denós e portanto o Universo está em expansão!Einstein afirma que cometeu o maior erro de sua vida!COSMOLOGIA – p. 22/40

Lei de HubbleA velocidade de recessão éproporcional à distância dagaláxia ⃗v = H 0 ⃗r.COSMOLOGIA – p. 23/40

Lei de HubbleA velocidade de recessão éproporcional à distância dagaláxia ⃗v = H 0 ⃗r.Descreve o comportamento médio das galáxias.Não está em contradição com o Princípio Cosmológico.COSMOLOGIA – p. 23/40

Lei de HubbleA velocidade de recessão éproporcional à distância dagaláxia ⃗v = H 0 ⃗r.Descreve o comportamento médio das galáxias.Não está em contradição com o Princípio Cosmológico.Como as galáxias estão se afastando uma das outras elas deveriamestar mais próximas no passado.COSMOLOGIA – p. 23/40

Lei de HubbleA velocidade de recessão éproporcional à distância dagaláxia ⃗v = H 0 ⃗r.Descreve o comportamento médio das galáxias.Não está em contradição com o Princípio Cosmológico.Como as galáxias estão se afastando uma das outras elas deveriamestar mais próximas no passado.Portanto, no passado, aconteceu o ...COSMOLOGIA – p. 23/40

Big BangA explosão inicial, há cercade 13.7 bilhões de anosatrás.COSMOLOGIA – p. 24/40

Big BangA explosão inicial, há cercade 13.7 bilhões de anosatrás.Cosmologia do Big Bang.COSMOLOGIA – p. 24/40

Big BangA explosão inicial, há cercade 13.7 bilhões de anosatrás.Cosmologia do Big Bang.Em 1949 Gamow prevê a existência da radiação cósmica de fundodeixada pelo Big Bang.COSMOLOGIA – p. 24/40

A Radiação Cósmica de FundoEm 1965 a radiação cósmicade fundo é descobertapor Penzias e Wilson.COSMOLOGIA – p. 25/40

A Radiação Cósmica de FundoEm 1965 a radiação cósmicade fundo é descobertapor Penzias e Wilson.Hoje em dia utilizam-se satélites: WMAPDetecta a radiação de fundo à 2.7K e diferenças de temperatura demicro-Kelvin.COSMOLOGIA – p. 25/40

Problemas ...Em 1966 Peebles mostra que o Big Bang prevê a abundância de Hélio correta.COSMOLOGIA – p. 26/40

Problemas ...Em 1966 Peebles mostra que o Big Bang prevê a abundância de Hélio correta.Apesar dos muitos sucessos do Big Bang, problemas começam a aparecer.COSMOLOGIA – p. 26/40

Problemas ...Em 1966 Peebles mostra que o Big Bang prevê a abundância de Hélio correta.Apesar dos muitos sucessos do Big Bang, problemas começam a aparecer.Problema do horizonte.COSMOLOGIA – p. 26/40

Problemas ...Em 1966 Peebles mostra que o Big Bang prevê a abundância de Hélio correta.Apesar dos muitos sucessos do Big Bang, problemas começam a aparecer.Problema do horizonte.A luz da RCF percorreu 14 bilhões de anos.COSMOLOGIA – p. 26/40

Problemas ...Em 1966 Peebles mostra que o Big Bang prevê a abundância de Hélio correta.Apesar dos muitos sucessos do Big Bang, problemas começam a aparecer.Problema do horizonte.A luz da RCF percorreu 14 bilhões de anos.Foi emitida quando o Universo era muito maisjovem, cerca de 300 mil anos.COSMOLOGIA – p. 26/40

Problemas ...Em 1966 Peebles mostra que o Big Bang prevê a abundância de Hélio correta.Apesar dos muitos sucessos do Big Bang, problemas começam a aparecer.Problema do horizonte.A luz da RCF percorreu 14 bilhões de anos.Foi emitida quando o Universo era muito maisjovem, cerca de 300 mil anos.Naquela época a luz atingiria os pequenos círculos.Os dois pontos no círculo não tiveram tempo deentrar em contacto entre si.COSMOLOGIA – p. 26/40

Problemas ...Em 1966 Peebles mostra que o Big Bang prevê a abundância de Hélio correta.Apesar dos muitos sucessos do Big Bang, problemas começam a aparecer.Problema do horizonte.A luz da RCF percorreu 14 bilhões de anos.Foi emitida quando o Universo era muito maisjovem, cerca de 300 mil anos.Naquela época a luz atingiria os pequenos círculos.Os dois pontos no círculo não tiveram tempo deentrar em contacto entre si.Como podem estar a mesma temperatura?COSMOLOGIA – p. 26/40

Universo PlanoTopologia do Universo.Depende da densidade do Universo. Nadensidade crítica: Universo plano;acima: Universo fechado; abaixo:Universo aberto.COSMOLOGIA – p. 27/40

Universo PlanoTopologia do Universo.Depende da densidade do Universo. Nadensidade crítica: Universo plano;acima: Universo fechado; abaixo:Universo aberto.Hoje o Universo é quase plano.COSMOLOGIA – p. 27/40

Universo PlanoTopologia do Universo.Depende da densidade do Universo. Nadensidade crítica: Universo plano;acima: Universo fechado; abaixo:Universo aberto.Hoje o Universo é quase plano.Se no Big Bang a densidade fosse umpouco diferente da densidade crítica nãoseria plano hoje.Como isso é possível?COSMOLOGIA – p. 27/40

Universo PlanoTopologia do Universo.Depende da densidade do Universo. Nadensidade crítica: Universo plano;acima: Universo fechado; abaixo:Universo aberto.Hoje o Universo é quase plano.Se no Big Bang a densidade fosse umpouco diferente da densidade crítica nãoseria plano hoje.Como isso é possível?Solução dos problemas ...COSMOLOGIA – p. 27/40

Teoria Inflacionária, 1981O Universo passou por umafase de expansãoexponencial.COSMOLOGIA – p. 28/40

Teoria Inflacionária, 1981O Universo passou por umafase de expansãoexponencial.Dobrava de tamanho acada 10 −34 s.!!!COSMOLOGIA – p. 28/40

Teoria Inflacionária, 1981O Universo passou por umafase de expansãoexponencial.Dobrava de tamanho acada 10 −34 s.!!!A inflação foi gerada pelo inflaton.COSMOLOGIA – p. 28/40

Teoria InflacionáriaResolve o problema do horizonte.COSMOLOGIA – p. 29/40

Teoria InflacionáriaResolve o problema do Universo plano.COSMOLOGIA – p. 30/40

Outro problema: curvas de rotaçãoEm 1933 oaglomerado degaláxias de Coma éestudado.O movimento dasgaláxias não pode serexplicado pelaatração gravitacional.COSMOLOGIA – p. 31/40

Outro problema: curvas de rotaçãoEm 1933 oaglomerado degaláxias de Coma éestudado.O movimento dasgaláxias não pode serexplicado pelaatração gravitacional.O mesmo acontececom estrelas na bordadas galáxias.COSMOLOGIA – p. 31/40

Curvas de rotaçãomv 2rv == GMmr√GMrCOSMOLOGIA – p. 32/40

Curvas de rotaçãomv 2rv == GMmr√GMrComo a massa da galáxiaM ∼ 1/r p então a velocidadediminui com r.COSMOLOGIA – p. 32/40

Curvas de rotaçãomv 2rv == GMmr√GMrComo a massa da galáxiaM ∼ 1/r p então a velocidadediminui com r.Velocidade orbital comofunção da distância aocentro da galáxia.A - previstaB - observadaCOSMOLOGIA – p. 32/40

Curvas de rotaçãomv 2rv == GMmr√GMrComo a massa da galáxiaM ∼ 1/r p então a velocidadediminui com r.Velocidade orbital comofunção da distância aocentro da galáxia.A - previstaB - observadaParece que há mais massa no aglomerado do aquela vista pelostelescópicos.COSMOLOGIA – p. 32/40

Curvas de rotaçãomv 2rv == GMmr√GMrComo a massa da galáxiaM ∼ 1/r p então a velocidadediminui com r.Velocidade orbital comofunção da distância aocentro da galáxia.A - previstaB - observadaParece que há mais massa no aglomerado do aquela vista pelostelescópicos.É então postulado a existência da ...COSMOLOGIA – p. 32/40

Matéria EscuraÉ um novo tipo de matéria que praticamente não emite nem reflete luz.COSMOLOGIA – p. 33/40

Matéria EscuraÉ um novo tipo de matéria que praticamente não emite nem reflete luz.Sua natureza é desconhecida.COSMOLOGIA – p. 33/40

Matéria EscuraÉ um novo tipo de matéria que praticamente não emite nem reflete luz.Sua natureza é desconhecida.Propostas que provém do modêlo de partículas elementares: axions, WIMPs,neutralino, outras partículas supersimétricas.COSMOLOGIA – p. 33/40

Matéria EscuraÉ um novo tipo de matéria que praticamente não emite nem reflete luz.Sua natureza é desconhecida.Propostas que provém do modêlo de partículas elementares: axions, WIMPs,neutralino, outras partículas supersimétricas.Há vários experimentos tentandodetectar tais partículas.COSMOLOGIA – p. 33/40

Matéria EscuraÉ um novo tipo de matéria que praticamente não emite nem reflete luz.Sua natureza é desconhecida.Propostas que provém do modêlo de partículas elementares: axions, WIMPs,neutralino, outras partículas supersimétricas.Há vários experimentos tentandodetectar tais partículas.Matéria escura constitui23% do conteúdo do Universo.COSMOLOGIA – p. 33/40

Matéria EscuraÉ um novo tipo de matéria que praticamente não emite nem reflete luz.Sua natureza é desconhecida.Propostas que provém do modêlo de partículas elementares: axions, WIMPs,neutralino, outras partículas supersimétricas.Há vários experimentos tentandodetectar tais partículas.Matéria escura constitui23% do conteúdo do Universo.Matéria comum constituiapenas 4% do Universo.COSMOLOGIA – p. 33/40

Matéria EscuraÉ um novo tipo de matéria que praticamente não emite nem reflete luz.Sua natureza é desconhecida.Propostas que provém do modêlo de partículas elementares: axions, WIMPs,neutralino, outras partículas supersimétricas.Há vários experimentos tentandodetectar tais partículas.Matéria escura constitui23% do conteúdo do Universo.Matéria comum constituiapenas 4% do Universo.Ainda faltam 73% !!!COSMOLOGIA – p. 33/40

Expansão AceleradaEm 1998 é descoberta através da observação de supernovas do tipoIA que a expansão do Universo é acelerada.COSMOLOGIA – p. 34/40

Expansão AceleradaEm 1998 é descoberta através da observação de supernovas do tipoIA que a expansão do Universo é acelerada.Para explica-la é necessário postular a existência de uma energia queproduza pressão negativa: a energia escura.COSMOLOGIA – p. 34/40

Expansão AceleradaEm 1998 é descoberta através da observação de supernovas do tipoIA que a expansão do Universo é acelerada.Para explica-la é necessário postular a existência de uma energia queproduza pressão negativa: a energia escura.Na relatividade geral o efeito de uma pressão negativa é gerar umaforça que se opõem à força gravitacional.COSMOLOGIA – p. 34/40

Expansão AceleradaEm 1998 é descoberta através da observação de supernovas do tipoIA que a expansão do Universo é acelerada.Para explica-la é necessário postular a existência de uma energia queproduza pressão negativa: a energia escura.Na relatividade geral o efeito de uma pressão negativa é gerar umaforça que se opõem à força gravitacional.A energia escura pode estar na forma da constante cosmológica.COSMOLOGIA – p. 34/40

Expansão AceleradaEm 1998 é descoberta através da observação de supernovas do tipoIA que a expansão do Universo é acelerada.Para explica-la é necessário postular a existência de uma energia queproduza pressão negativa: a energia escura.Na relatividade geral o efeito de uma pressão negativa é gerar umaforça que se opõem à força gravitacional.A energia escura pode estar na forma da constante cosmológica.Outras alternativas mais exóticas existem: quintessência, cosmologiade branas, etc.COSMOLOGIA – p. 34/40

Expansão AceleradaEm 1998 é descoberta através da observação de supernovas do tipoIA que a expansão do Universo é acelerada.Para explica-la é necessário postular a existência de uma energia queproduza pressão negativa: a energia escura.Na relatividade geral o efeito de uma pressão negativa é gerar umaforça que se opõem à força gravitacional.A energia escura pode estar na forma da constante cosmológica.Outras alternativas mais exóticas existem: quintessência, cosmologiade branas, etc.A energia escura constitui 73% do conteúdo do Universo.COSMOLOGIA – p. 34/40

Lente GravitacionalEfeito lente no aglomerado de Abell.A luz das galáxias é defletida pela gravitação.COSMOLOGIA – p. 35/40

Lente GravitacionalEfeito lente no aglomerado de Abell.A luz das galáxias é defletida pela gravitação.O Dark Energy Survey usará lentes gravitacionais para medir os efeitos da energiaescura do aglomerado.COSMOLOGIA – p. 35/40

Big Bang – The MovieAssista ao Big BangCOSMOLOGIA – p. 36/40

Big RipQual será o destino doUniverso?COSMOLOGIA – p. 37/40

Big RipQual será o destino doUniverso?A gravitação será tão fracaque não manterá unida aVia Láctea. e outrasgaláxias.Depois o sistema solar nãoestará mais ligado pelagravitação.Estrelas e planetas serão ...E finalmente os átomos serãodestruídos.COSMOLOGIA – p. 37/40

CosmologiaCOSMOLOGIA – p. 38/40

Para saber mais ...M. Gleiser, A Dança do Universo (Cia. das Letras,1997)S. Hawking, O Universo Numa Casca de Noz(Mandarim, 2001)J. Barrow, A Origem do Universo (Rocco, 1995)J. Silk, O Big Bang (UnB, 1998)S. Weinberg, Os Três Primeiros Minutos (GuanabaraDois, 1980)A. Guth, O Universo Inflacionário (Campus, 1997)I. Assimov, O Universo (Bloch, 1972)http://www.fma.if.usp.br/˜rivelles/http://rivelles.blogspot.comCOSMOLOGIA – p. 39/40

BibliografiaS. Weinberg, Gravitation and Cosmology (Wiley, 1974)B. F. Schutz, A First Course in General Relativity(Cambridge, 1985)P. A. M. Dirac, General Theory of Relativity (Wiley,1975)R. Adler, M. BAzin, M. Schifer, Introduction to GeneralRelativity (McGraw-Hill, 1975)I. R. Kenyon, General Relativity (Oxford, 1994)COSMOLOGIA – p. 40/40