30 Mistérios da Astronomia (Parte 1)

Os trinta fenômenos do universo que os especialistas não sabem explicar – ao menos não há um consenso para isso. Essa matéria será publicada em 3 partes começando hoje!
1- Como se originou o Universo?
De um lado está a teoria amplamente aceita do Big Bang, o Big Bang, segundo a qual o universo era originalmente extremamente denso, pequeno, quente, em questão de décimos de segundo, radicalmente expandiu e esfriou, e ainda está se expandindo. Algo como um bolo de passas no forno que cresce separando passas (ou galáxias) um do outro. Mas alguns especialistas propõem um novo modelo segundo o qual a fonte não foi a Bang Big único, mas muitos. Uma cadeia contínua de universos que se seguem e repetem uns aos outros, mas não ser réplicas exatas do acima. Quanto à idade do universo, as observações recentes sugerem que é entre 13,5 e 14 bilhões de anos.

2- Qual é o futuro do universo?
Na nova teoria dos universos que continuam, o universo não vai morrer, mas sim repetir-se. Ou talvez seja um universo frio e escuro, como galáxias e estrelas, que são separados uns dos outros e sua luz e de calor são perdidas na escuridão, sempre em expansão e arrefecimento a um estado de frio absoluto, em que as moléculas não têm energia para fazer o menor movimento? Ou é um universo que, após a expansão, chegar a um ponto onde você começa a entrar em colapso sobre si mesmo e então o problema é o inverso? Ultimamente, existem outras teorias que falam de um Big Rip, em que a taxa de expansão seria tão grande que os grupos de galáxias, estrelas, energia escura e tudo o resto seria uma espécie de tecido que é estendeu a rasgar.

3- Há universos alternativos ou múltiplos?
Uma teoria postula que poderia haver um universo alternativo de matéria escura, mas não conseguimos alcançar. A melhor maneira de imaginar é pensar em uma janela de vidro duplo com uma mosca no meio. A mosca não podem atravessar de um lado para o outro, como não podemos passar de um universo para outro. Estes dois universos seria atraído para o outro pela força da gravidade e, eventualmente, colidem. Fazer isso seria criar um Big Bang. Isto implicaria que as coisas estão acontecendo agora que vai ajudar a criar um outro universo no futuro. Por outro lado, existem várias hipóteses de universos múltiplos em física quântica e cosmologia, em que as constantes físicas e da natureza do universo são diferentes. Por exemplo, o "universo bolha" é uma série infinita de universos abertos com diferentes constantes.

4- Qual é a geometria do universo?
De acordo com Einstein, o universo é um continuum no tempo e no espaço que poderia assumir três formas, dependendo do conteúdo de matéria e energia:
•Esférico (curvatura positiva). Viajar em uma direção e, eventualmente, voltar ao ponto de partida. Sem energia escura, este universo vai parar de se expandir e retrair sobre si mesmo. Com ele, a expansão vai continuar.
•Flat (sem curvatura). O viajante nunca retorna ao seu ponto de partida. Mesmo sem energia escura, o universo continuará expandindo para sempre, embora mais lentamente. Com a energia escura, a expansão vai acelerar ainda mais. De acordo com observações recentes, isto é como o nosso universo.
•Em forma de sela (curvatura negativa). O viajante nunca vai voltar. A expansão só desacelerar, mesmo sem a presença da energia escura.
 
5- O que são os componentes do Universo?
As estrelas, asteróides, planetas, poeira cósmica, neutrinos, hélio, hidrogênio e tudo o que vemos ao nosso redor constituem uma fração do que o universo. Os restantes 95% é ocupado pela matéria estranha escuro e ainda mais incompreensível, a energia escura.

6- O que é a expansão cósmica?
Aceleração cósmica é a observação de que o universo parece estar se expandindo a um ritmo acelerado. Em 1988, a observação de estrelas chamadas supernovas tipo 1A sugerido que esta expansão é acelerado mais e mais. A expansão do universo foi proposto e demonstrado por Edwin Hubble, para determinar a distância para várias galáxias e verificar se o mais distante foram atraídos para o vermelho, ou seja, foram se afastando de nós. As observações mais precisas, até agora, com o WMAP e do Telescópio Espacial Hubble, apontam para uma velocidade de expansão de 70 a 72 quilômetros por segundo.

7- O que é radiação cósmica de fundo?
É uma radiação de microondas antiga, que permeia todo o universo, e é considerado como as brasas deixadas após o Big Bang. Foi descoberto acidentalmente por dois astrônomos da Bell Labs, Arno Penzias e Robert Wilson. Suas medidas, combinadas com a descoberta de Hubble de que as galáxias estão se afastando de nós, são uma forte evidência para a teoria do Big Bang.

8- O que é a matéria escura?
É uma forma hipotética de matéria que tem mais massa do que a matéria visível, mas ao contrário do que se pensa ela não interage com a força eletromagnética. Os cientistas acreditam na sua presença pois há efeitos gravitacionais sobre a matéria visível. Por exemplo, as velocidades de rotação de galáxias, velocidades orbitais das galáxias em aglomerados e distribuição de temperaturas do gás de galáxias sugerem que deve haver algo mais. Não há mais matéria em aglomerados de galáxias a partir do qual podemos esperar de galáxias e pelo gás quente que podemos ver. Aparentemente 30% do universo é composto de matéria escura. Descobrir sua natureza é um dos objetivos mais importantes da astronomia moderna.

9- O que é energia escura?
Este é um dos maiores mistérios da cosmologia hoje. A energia escura é uma presença misteriosa que oferece a melhor explicação até agora sobre por que o universo está se expandindo em um ritmo acelerado. No modelo atual da cosmologia, energia escura constitui 70% do total da massa-energia do universo. Existem dois modelos, segundo a qual a energia escura permeia o universo seja de forma heterogênea ou mudanças na densidade e energia em determinados momentos ou locais. Os cientistas afirmam que ela não interage com as forças fundamentais, excepto gravidade.

10- Como nasce e morre uma estrela?
Galáxias contêm nuvens de poeira e gás chamadas nebulosas. Se uma nebulosa cresce o suficiente, a sua gravidade supera a pressão do gás e da nuvem começa a entrar em colapso até atingir a temperatura suficiente para derreter (ou queimadura) de hidrogênio. A energia libertada pára a contração e perdeu as camadas exteriores de gás. O que resta é uma bola de fogo, composta principalmente de hidrogênio, iluminado pelas reações de fusão em seu núcleo. Ou seja, uma estrela. Quando ela fica sem combustível, a estrela começa a declinar. O núcleo torna-se principalmente hélio e inicia o colapso, enquanto que as regiões exteriores são empurradas para fora. A estrela está ficando mais fria e mais brilhante: é uma gigante vermelha. Se a estrela é grande, iniciar o ciclo novamente queimando hélio. Se maciça, começa uma terceira etapa, a queima de carbono. E se é realmente enorme, começa a queimar ferro.

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