El Universo: Tamaño, Composición y Evolución

• O Universo compreende todo o espaço, tempo, matéria e energia, incluindo planetas, estrelas, galáxias e o espaço intergaláctico.

Tamanho e Escala

• O Universo observável tem um diâmetro estimado de 93 bilhões de anos-luz.
• O Universo pode ser infinitamente maior do que o que observamos.
• As distâncias são medidas em anos-luz,equivalente à distância que a luz viaja em um ano.

Composição

• A composição do Universo é de aproximadamente 68% de energia escura, 27% de matéria escura e 5% de matéria bariônica (matéria comum).
• Matéria escura e energia escura não interagem com a luz e sua natureza exata é desconhecida.
• A matéria bariônica inclui átomos que formam estrelas, planetas e tudo o que vemos.

Origem e Evolução

• A teoria mais aceita é o Big Bang, que ocorreu há 13,8 bilhões de anos.
• O Big Bang é uma expansão a partir de um estado quente e denso.
• Após o Big Bang, o Universo esfriou, permitindo a formação de partículas subatômicas, átomos, estrelas e galáxias
• O Universo continua a se expandir atualmente e está acelerando.

Galáxias

• Galáxias são sistemas gravitacionalmente ligados que contêm estrelas, gás, poeira e matéria escura.
• Bilhões de galáxias residem no Universo observável.
• As galáxias podem ser espirais, elípticas e irregulares em tamanho e formato.
• A Via Láctea é onde está localizado o Sistema Solar.
• Galáxias podem colidir e se fundir com o tempo, mudando suas formas e estruturas.

Estrelas

• Estrelas são corpos celestes que emitem luz e calor através de reações nucleares.
• As estrelas nascem em nebulosas, que são grandes nuvens de gás e poeira.
• A vida útil de uma estrela pode variam de milhões a bilhões de anos, dependendo de sua massa.
• As estrelas esgotam seu combustível nuclear e se tornam anãs brancas, estrelas de nêutrons ou buracos negros.

Planetas

• Planetas são corpos celestes que orbitam uma estrela e não produzem luz própria.
• Os planetas do Sistema Solar incluem Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.
• Exoplanetas orbitam outras estrelas além do Sol.
• Os planetas variam em tamanho, composição e condições atmosféricas.

Leis da Física

• As leis da física governam o comportamento da matéria e da energia no Universo, como a gravidade e o eletromagnetismo.
• A teoria da relatividade geral de Einstein descreve a gravidade como uma curvatura do espaço-tempo causada pela massa e energia.
• A mecânica quântica descreve o comportamento da matéria em escalas atômicas e subatômicas.
• Unificar a relatividade geral e a mecânica quântica é um dos maiores desafios da física moderna.

Energia Escura

• A energia escura é uma forma hipotética de energia que permeia o espaço e causa a expansão acelerada do Universo.
• Sua natureza exata é desconhecida e é uma das maiores áreas de pesquisa em cosmologia.
• A energia escura representa a maior parte do conteúdo energético do Universo.

Buracos Negros

• Buracos negros possuem uma gravidade tão forte que nem a luz pode escapar deles.
• Eles se formam a partir do colapso gravitacional de estrelas massivas.
• Eles transformam o ambiente ao seu redor, impactando o espaço-tempo e aquecendo o gás.
• Existem buracos negros supermassivos no centro da maioria das galáxias.

Matéria Escura

• A matéria escura não interage com a luz, tornando-a invisível aos telescópios.
• Sua existência é baseada em seus efeitos gravitacionais sobre a matéria visível e a estrutura do Universo.
• A natureza da matéria escura é desconhecida, mas várias partículas candidatas estão sendo investigadas.

Cosmologia

• Cosmologia é o estudo da origem, evolução e estrutura do Universo.
• Os cosmólogos usam observações astronômicas e modelos teóricos para entender o Universo em grande escala.
• Questões centrais incluem a natureza da energia escura e da matéria escura, a formação das primeiras estrelas e galáxias, e o futuro do Universo.

Observações Astronômicas

• As observações astronômicas são essenciais para entender o Universo.
• Telescópios terrestres e espaciais coletam luz e outras formas de radiação eletromagnética.
• Diferentes telescópios são usados para observar diferentes comprimentos de onda, como luz visível, raios X e ondas de rádio.
• Elas fornecem dados sobre a distância, composição, movimento e evolução dos objetos do Universo.

Radiação Cósmica de Fundo

• A radiação cósmica de fundo (CMB) é o brilho tênue do calor residual do Big Bang.
• Foi descoberta em 1965 e é uma das maiores evidências para a teoria do Big Bang.
• A CMB é quase uniforme, mas contém pequenas flutuações com informações sobre as condições iniciais do Universo.

Destino do Universo

• O destino final depende da quantidade de matéria e energia contida.
• Se a densidade do Universo for alta, a gravidade interromperá a expansão e o Universo começará a se contrair em um "Big Crunch".
• Se a densidade do Universo for baixa, a expansão continuará para sempre, tornando-se mais frio e escuro em um "Big Freeze".
• Observações atuais sugerem que a expansão está acelerando, o que sugere um destino do tipo "Big Freeze".

Astrobiologia

• Astrobiologia é o estudo da possibilidade de vida em outros planetas.
• Os astrobiólogos procuram por condições favoráveis à vida, como água líquida, energia e elementos químicos essenciais.
• Eles estudam extremófilos, organismos que podem sobreviver em condições extremas na Terra, para entender onde a vida pode existir em outros lugares.

Ondas Gravitacionais

• Ondas gravitacionais são ondulações no espaço-tempo causadas por eventos cósmicos violentos.
• Elas foram previstas por Einstein e detectadas pela primeira vez em 2015.
• A detecção abriu uma nova janela para estudar objetos e eventos invisíveis à luz.

Unidades de Medida

• Unidade Astronômica (UA) é a distância média entre a Terra e o Sol.
• Ano-luz é a distância que a luz viaja no vácuo em um ano terrestre.
• Parsec é uma unidade de distância usada em astronomia, equivalente a cerca de 3,26 anos-luz.