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O Universo em Expansão

De fato, o Universo está ficando cada vez maior. Os astrônomos acreditam que o Universo está se expandindo - que todos os pontos do Universo estão ficando mais distantes uns dos outros à medida que o tempo passa. Não é que as estrelas e galáxias estão ficando maiores; na verdade, o espaço entre todos os objetos é que está se expandindo com o tempo.

Você pode fazer um modelo do Universo que mostra como essa expansão funciona. Os cientistas muitas vezes utilizam modelos para ajudá-los a entender o que está acontecendo em uma escala bem maior.

Atividade 1. Fazer um modelo do Universo em expansão. Seu professor vai dividir a classe em duplas. Ele (ou ela) vai dar uma bexiga e uma caneta para cada dupla. Use a caneta para fazer de 4 a 6 pontos em um lado da bexiga. Não marque todos os pontos para formar uma linha reta; espalhe-os um pouco. Cada um destes pontos representa uma galáxia. Agora, vá enchendo a bexiga devagar e veja o que acontece com os pontos.

 

Encha a bexiga até mais ou menos à metade. Use a caneta para fazer um círculo em um dos pontos mais afastados (o mais longe da esquerda ou o da direita). Este ponto representa a Via Láctea. Coloque um pedaço de papel em cima da bexiga e meça as distâncias da "Via Láctea" até as outras "galáxias". (Seu professor vai te mostrar como fazer esta medida). Anote suas medidas.

Agora, encha a bexiga completamente. E, de novo, meça as distâncias da "Via Láctea" até as outras galáxias. Anote as medidas. Você deve ter agora duas colunas de dados: as distâncias para cada galáxia da primeira vez e as distâncias, também para cada galáxia, da segunda vez.

Atividade 2. Calcular a "velocidade média" de cada ponto da bexiga em relação ao ponto da Via Láctea. Subtraia a distância da primeira vez da distância da segunda vez (d2 - d1). Divida pelo tempo que levou para encher a bexiga. (t). Se você não se lembra quanto tempo levou, simplesmente assuma um valor razoável, como 5 ou 10 segundos.

Calcule a velocidade média dos pontos [(d2-d1)/t]. Anote a velocidade média de cada ponto em uma terceira coluna na sua tabela de dados.

Atividade 3. Use um programa do tipo Excel para fazer um gráfico XY, onde o eixo x é a distância e o y é a velocidade média. Veja o tutorial Graficando e Analisando Dados para aprender como usar o Excel para fazer gráficos de dados.

Como o gráfico se parece? Por que você acha que o gráfico tem essa forma?

Como você vai ver na próxima atividade, seu modelo de bexiga se comporta de forma parecida com o Universo real. Mas como todo modelo, este tem limitações. Em primeiro lugar, a superfície da bexiga (onde você desenhou os pontos) possui duas dimensões, enquanto que o Universo é tridimensional. Um modelo tridimensional do Universo poderia ser um bolo com gotas de chocolate crescendo em um forno. Conforme o bolo cresce, cada uma das gotas de chocolate fica mais distante das outras. Mas esse modelo também tem limitações - você não conseguiria ter medido as distâncias entre as gotas de chocolate tão facilmente quanto foi medir os pontos no moldelo de bexiga.

Você consegue pensar em outros modelos para o Universo em expansão?