Física2100
Olá visitante!

Por favor, faça login ou crie uma conta se ainda não estiver registado.

Universo finito

Ver o tópico anterior Ver o tópico seguinte Ir em baixo

Universo finito

Mensagem por Dionísio em 17th Março 2014, 23:17

O Paradoxo de Olbers: O enigma da escuridão da noite

Uma das constatações mais simples que podemos fazer é que o céu é escuro, à noite. É estranho que esse fato, sobre o qual ninguém em sã consciência colocará qualquer dúvida, e que à primeira vista parece tão compreensível para qualquer pessoa, tenha dado tanto o que pensar durante tanto tempo.

Imagem obtida pelo Telescópio Espacial Hubble mantendo a câmara aberta por 10 dias em uma região aparentemente sem estrelas do céu.



Aparentemente a primeira pessoa que reconheceu as implicações cosmológicas da escuridão noturna foi Johannes Kepler (1571-1630), em 1610. Kepler rejeitava veementemente a idéia de um universo infinito recoberto de estrelas, que nessa época estava ganhando vários adeptos principalmente depois da comprovação por Galileu Galilei de que a Via Láctea era composta de uma miríade de estrelas, e usou o fato de que o céu é escuro à noite como argumento para provar que o Universo era finito, como que encerrado por uma parede cósmica escura.

A questão foi retomada por Edmund Halley (1656-1742) no século XVIII e pelo médico e astrônomo Heinrich Wilhelm Mattäus Olbers (1758-1840) em 1826, quando passou a ser conhecida como paradoxo de Olbers. Olbers também descobriu os dois asteróides (planetas menores) Palas (1802) e Vesta (1807).

O problema é o seguinte: suponha que as estrelas estejam distribuídas de maneira uniforme em um espaço infinito. Para um observador em qualquer lugar, o volume de uma esfera com centro nele aumentará com o quadrado do raio dessa esfera (dV = 4R2 dr).  Portanto, à medida que ele olha mais longe, vê um número de estrelas que cresce com o quadrado da distância. Como resultado, sua linha de visada sempre interceptará uma estrela seja lá qual for a direção que ele olhe.

Uma analogia simples de fazer é com uma floresta de árvores. Se estou no meio da floresta, a meu redor vejo as árvores bem espaçadas entre si, mas quanto mais longe olho, mais diminui o espaçamento entre as árvores de forma que no limite da minha linha de visada as árvores estão todas juntas e nada posso ver além delas.


Como o brilho das estrelas cai com o quadrado da distância (demonstrado por Johannes Kepler em seu Optica em 1604), enquanto o número de estrelas aumenta com o quadrado da distância, o céu em média deveria ser tão brilhante quanto a superfície de uma estrela média, pois estaria completamente coberto delas.

Mas obviamente não é isso que vemos e, portanto, o raciocínio está errado. Por que?

Algumas propostas de solução:

1. A poeira interestelar absorve a luz das estrelas.

Foi a solução proposta por Olbers, mas tem um problema. Com o passar do tempo, à medida que fosse absorvendo radiação, a poeira entraria em equilíbrio térmico com as estrelas, e passaria a brilhar tanto quanto elas. Não ajuda na solução.

2. A expansão do Universo degrada a energia, de forma que a luz de objetos muito distantes chega muito desviada para o vermelho e portanto muito fraca.

O desvio para o vermelho ajuda na solução, pois o desvio é proporcional ao raio do Universo, mas os cálculos



mostram que a degradação da energia pela expansão do universo não é suficiente para resolver o paradoxo.

3. O Universo não existiu por todo o sempre.

Essa é a solução atualmente aceita para o paradoxo. Como o Universo tem uma idade finita, e a luz tem uma velocidade finita, a luz das estrelas mais distantes ainda não teve tempo de chegar até nós. Portanto, o universo que enxergamos é limitado no espaço, por ser finito no tempo. A escuridão da noite é uma prova de que o Universo teve um início.

Usando-se a separação média entre as estrelas de 1 parsec, e o raio médio como o raio do Sol, de 700 000 km, obtém-se que o céu seria tão luminoso quanto a superfície do Sol se o Universo tivesse um raio de 2 ×1015 parsecs, equivalente a 6,6 ×1015 anos-luz.  Como o Universo só tem 13,7 bilhões de anos, a idade finita do Universo é a principal explicação ao Paradoxo de Olbers.

Portanto o Paradoxo de Olbers e a expansão do Universo resultante da Lei de Hubble são consistentes, o Universo é finito no tempo.

(fonte:http://astro.if.ufrgs.br/univ/univ.htm)

Dionísio
Membro Regular
Membro Regular

Mensagens : 75

Voltar ao Topo Ir em baixo

Ver o tópico anterior Ver o tópico seguinte Voltar ao Topo


Permissão deste fórum:
Você não pode responder aos tópicos neste fórum