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O Big Bang

Clique na animação para rodá-la

A animação à direita mostra esquematicamente como o Universo em expansão se parece. Toda galáxia, representada por um ponto branco, está ficando mais distante de cada outra galáxia. (Você viu o mesmo efeito com os pontos na bexiga.)

Se o Universo está se expandindo hoje em dia, então em algum ponto no passado deve ter sido menor. Se você voltar muito no tempo - voltar a animação para trás -, em algum ponto no passado o Universo deve ter tido tamanho zero e começado a se expandir. Os astrônomos chamam o início da expansão de "big bang".

O "big bang" não foi uma explosão - foi apenas o momento em que o Universo começou a se expandir. Muitos astrônomos e físicos, atualmente, estão tentando entender o que aconteceu nos primeiros minutos depois do big bang.

Distâncias Relativas e Absolutas


Um quasar encontrado pelo SDSS em redshift 5.8
ou em torno de 28 mil Mpc.

O que você mediu neste projeto foi distância relativa, e não absoluta. Ter uma distância absoluta significa que sabemos o valor de d em anos-luz, metros ou alguma outra unidade de distância.

Medir distâncias absolutas em Astronomia é extremamente difícil, mas pode-se usar a equação

c z = H0 d

para estimar a distância até uma galáxia distante a apartir do redshift dela. Se usar a equação, é possível partir da medida de redshift da galáxia (que não tem unidade) para a distância em anos-luz. Mas para encontrar a distância, é necessário saber o valor da constante de Hubble. Se medirmos c em metros por segundo e d em anos-luz, então H0 tem unidade de metros por segundo por ano-luz.

O valor numérico para a constante de Hubble tem sido o tema de muitos experimentos e debates entre os astrônomos. O valor mais aceito atualmente é da ordem de H0 = 0.0215 m/s/ano-luz. O erro associado ao número é da ordem de 10%, o que reflete as incertezas em se medir distâncias absolutas de galáxias

Exercício 1. Se uma galáxia tem redshift 0.1, qual a distância dela em anos-luz? Lembre-se que c = 3.0 x 108 m/s e assuma que H0 = 0.0215 m/s/ano-luz.
E para uma galáxia que tem redshift 0.2?

A constante de Hubble mede a taxa de expansão do Universo, portanto o inverso dela (1/H0) mede a quantidade de tempo que o Universo vem se expandido. Em outras palavras, 1/H0, no diz quanto tempo se passou desde o Big Bang.

Exercício 2. Se você assumir que H0 = 0.0215 m/s/ano-luz, qual é a idade do Universo? Se a idade do Universo está sujeita à mesma incerteza de 10% que a constante de Hubble, qual é o intervalo de idades que o Universo pode ter?

Dicas:
1 ano-luz = 9.460.800.000.000 kilômetros
Procure a velocidade da luz em um livro-texto ou na Internet

Questão 5. Medidas recentes mostram que as estrelas mais velhas que podemos observar possuem 12 bilhões de anos. Esta idade é consistente com a idade do Universo que você calculou no Exercício 2?