Cidades de estrelas (Galáxias - Parte I)

Nós vivemos numa galáxia chamada Via Láctea, um império com sentenas de bilhões de estrelas. Há 200 bilhões de galáxias no universo conhecido, cada uma delas é única, enorme e dinâmica.
"As galáxias são violêntas elas nascem de forma violênta e teram uma morte violênta." Prof. Michio Kaku - Físico Teórico
De onde vem as galáxias?? Como elas funcionam?? Qual é o seu futuro?? E como elas morrem??

Esta é a nossa galáxia...a Via Láctea,

ela tem cerca de 12 bilhões de anos. A galáxia em si é um disco enorme com braços espirais gigantescos e uma protoberancia no meio. Ela é apenas uma na imensa quantidades de galáxias no universo.

"As galáxias são um agrupamento imenso de estrelas, uma galáxia tem em média 10 bilhões de estrelas. Elas são um berçario estelar é nela onde as estrelas nascem e também onde morrem." Prof. Lawrence Krauss - Físico Teórico
As estrelas de uma galáxia nascem das nuvens de gás e poeiras chamadas de nebulosas, esses são os chamados pilares da criação na nebulosa da águia!

Um berçario de estrelas no coração da Via Láctea. A nossa galáxia contém muitos bilhões de estrelas e envolta de muitas delas há sistemas de planetas e luas, mas durante muito tempo nós não sabiamos muito sobre as galáxias, há apenas um século pensamos que a Via Láctea era tudo que existia, os cientistas à chamavam de 'nosso universo ilha' para eles não havia outras galáxias.
Então em 1924 o astronomo Edwin Hubble mudou tudo isso,

Hubble estava observando o universo com o telescópio mais avançado da época o Hu Card de 2m e meio em Monte Wilson perto de Los Angeles. Nas profundezas do céu noturno ele viu manchas luminosas que estavam muito, muito longe.

Ele percebeu que não eram estrelas individuais, mas sim cidades inteiras de estrelas, eram galáxias muito além da Via Láctea.

"Os astronomos tiveram um imenso choque, em um único ano, passamos de um universo que só tinha a via láctea para um universo que havia bilhões de galáxias." Prof. Michio Kaku - Físico Teórico

Hubble havia feito umas das maiores descobertas da história da astrônomia. O universo contém não só uma, mas um número enorme de galáxias.
Está é a galáxia do Rodamoinho

Ela possui dois braços espirais gigantescos e contém cerca de 160 milhões de estrelas.

Está é a galáxia M87

Uma galáxia eliptica gigante ela é uma das mais antigas do universo, as suas estrelas têm o brilho dourado.

E esta é a galáxia do Sombrero

ela tem um núcleo enorme e brilhante e é circundada por um anel de gás e poeira.

"As galáxias são estupendas, elas representam de certa forma a unidade básica do próprio universo, elas são como cataventos girando no espaço, são como fogos de artifício criados pela mãe natureza." Prof. Michio Kaku - Físico Teórico

As galáxias são enormes, realmente enormes. Na Terra nós medimos as distâncias em Km (Quilometros), no espaço os astronomos medem anos-luz, a distância que a luz viaja em um ano ou seja 9 trilhões e 300 bilhões de km.

"Nós estamos a 25 mil anos-luz do centro da nossa galáxia e a nossa galáxia tem mais de 100 mil anos-luz  de extenção, mesmo sendo grande assim é só um grão de areia na escala cosmica de distâncias." Prof. Lawrence Krauss - Físico Teórico

A nossa Via Láctea pode parecer grande para nós, mas comparadas a outras por aí...ela é até bem pequena.

A galáxia de Andromeda...a nossa vizinhas mais proxima tem mais de 200 mil anos-luz de extenção do dobro de tamanho da Via Láctea.

A M87 é a maior galáxia eliptica da nossa vizinhança cósmica e muito maior do que Andromeda.

Mas a M87 é minuscula se comparada a este gigante, com 6 milhões de anos-luz de extenção...

a IC 1001 é a maior galáxia já descoberta, ela é 60 vezes maior do que a nossa Via Láctea.

Nós sabemos que as galáxias são enormes e estão em toda parte, mas por quê? 
"Umas das grandes questões da astrofísica é de onde surgem as galáxias? Nós ainda não compreendemos isso totalmente. O universo começou no que chamamos de Big Bang

 uma fase extremamente quente e densa, há 13 bilhões e 700 milhões de anos, sabemos que nada parecido com uma galáxia poderia existir naquela época, então as galáxias devem ter sido formadas depois desse estágio inicial do universo." Prof. Michael Strauss - Astrofísico

É preciso de gravidade para formar estrelas e mais gravidade ainda para elas se unirem e formarem galáxias, as primeiras estrelas se formaram apenas 200 milhões de anos após o big bang, então a gravidade as juntou formando as primeiras galáxias.

"O telescópio espacial Hubble nos permitiu dar uma 'espiada' no passado quase nos primordios do tempo, o periodo que as galáxias começaram a se formar." Prof. Lawrence Krauss - Físico Teórico

O Hubble vê muitas galáxias, mas a luz que vemos hoje deixou as galáxias milhares, milhões até bilhões de anos atrás, ela levou todo esse tempo para chegar até nós. Então o que nós vemos hoje é a história antiga dessas galáxias.

"Quando olhamos para o campo profundo do Hubble, o que vemos são pequenos borrões, não se parecem com as galáxias que vemos hoje, são apenas manchas de luz que mau podemos discernir, essas manchas de luz milhões até bilhões de estrelas que começaram a se fundir." Prof. Lawrence Krauss - Físico Teórico

Essas manchas indistintas são as primeiras galáxias, elas se formaram cerca de 1 bilhão de anos após o início no universo, mas o Hubble só consegue ver até aí, se quisessemos voltar ainda mais no tempo, precisariamos de um telescópio diferente grande demais para ser lançado no espaço.

Agora nós temos um, no meio do deserto no norte do Chile, este é o ACT o Telescópio Cósmologico do Atacama.

A mais de 5 mil metros de altitute ele é o telescópio baseado no solo mais alto do mundo. Céu claro é importante para que os espelhos precisos do telescópio possam focalizar as galáxias antigas.

O ACT não detecta luz visível, ele detecta microondas da época que o universo tinha apenas algumas centenas de milhares de anos. O telescópio não apenas detecta galáxias antigas, ele consegue ver como elas cresceram.

"Nós podemos acompanhar o progresso da formação das galáxias e aglomerados de galáxias, nós vemos as 'pegadas' das galáxias que cresceram desde o tempo em que o universo tinha apenas alguns milhares de anos até hoje." Prof. Suzanne Staggs - Física

O ACT ajudou os astronomos a entenderem como as galáxias evoluiram desde quase os primordios do tempo.

"Você pode começar a responder as perguntas: Como eram as galáxias quando jovens? Como elas se comparam as atuais? Como elas cresceram?" Prof. Michael Strauss - Astrofísico

Os astronomos estão vendo como as galáxias evoluiram de grupos de estrelas para os aglomerados de sistemas de existem hoje.

"A nossa compreensão atual é que estrelas formam aglomerados que viram galáxias, que viram aglomerado de galáxias, que viram superaglomerado de galáxias, as imensas estruturas que vemos no universo hoje." Prof. Lawrence Krauss - Físico Teórico

As primeiras galáxias eram desordenadas um amontoado de estrelas gases e poeira.

Mas hoje as galáxias são grandes e organizadas, então como galáxias caóticas se transformaram em belas espirais e cataventos? A resposta está na gravidade, a gravidade dá forma as galáxias e controlam seu futuro.

Existe uma fonte de gravidade incrivelmente poderosa e destrutiva no centro da maioria das galáxias. E existe uma bem no meio da nossa Via Láctea.

A morte do universo (O Big Bang - Parte Final)

Nos 14 bilhões de anos desde o big bang, galáxias foram criadas e recheadas de plantenas, estrelas e luas.

 E nosso universo não parou de expandir todo esse tempo.
"Nós sabemos que o espaço é muito grande, pelo menos 150 bilhões de anos luz de extenção." Prof. David Spergel - Físico Teórico

O universo pode ser infinito, ele pode literalmente continuar para sempre. Nós talvez jamais saibamos se o big bang produziu um universo que não tem fim, mas nós temos certeza que o big bang não acabou.

"Uma das descobertas mais impressionantes dos ultimos anos foi entender que o nosso universo não está desacelerando como imaginavamos, mas sim indo mais rapido, está acelerando, está em modo de fuga, hoje acreditamos que existe a energia escura,

a energia do nada que está afastando as galáxias e matando o universo." Prof. Michio Kaku - Físico Teórico

Nós não podemos ver essa força destrutiva e não fazemos idéia do por quê ela existe, mas ela pode significar o fim de tudo criado com o big bang, se a energia continuar a afastar o universo a nossa Via Lactea poderá se tornar um solitario posto avançado,

daqui a 100 bilhões de anos a maioria dos nossos vizinhos galaticos estará bem longe. Estrelas seram extintas, galáxias voltaram as trevas, até os átomos seram destruidos.
O Nascimento do universo, o big bang se deu num instante, mas a morte do nosso universo durará quase para sempre.

    "O grande filósofo do mundo ocidental, Wood Allen certa vez disse: A eternidade é um bocado de tempo principalmente mais perto do fim." Prof. Michio Kaku - Físico Teórico

Descobrir como nosso universo vai acabar é um mistério tão insondavel quanto o big bang, ele poderia se esvaziar...como um balão que perde o ar.

"Então o universo acabaria num Big Crush o reverso do big bang? ou ia se expandindo até ficar frio e escuro? Se pudesse escolher terminaria no fogo ou no gelo? com uma explosão ou um suspiro?" Prof. Lawrence Krauss - Físico Teórico

Se o universo acabar...ele pode gerar um outro big bang.

Talvez isso já tenha acontecido...e esse seje apenas um numa longa linhagem de universos.

"Pessoalmente, eu acredito na genese continua, ou seja num processo interminavel, onde universos colidem, se desfazem, fazem surgir novos universos, talvez com leis físicas diferentes em cada universo." Prof. Michio Kaku - Físico Teórico

Um universo ou muitos, todos eles começam com um big bang.
"Tudo que nos faz humanos, os átomos no nosso corpo, as joias que usamos, todas as coisas que geram a tragedia da vida e também a beleza e a elegria, o amor,

 absolutamente tudo isso surgiu por causa dos processos que aconteceram a 14 bilhões de anos atras. E se realmente nós quisermos entender a nós mesmos, num nivel mais profundo, nós precisamos entender o big bang." Prof. Lawrence Krauss - Físico Teórico

A 14 bilhões de anos o big bang criou o tempo e o espaço, o nosso vasto universo e tudo que há nele, inclusive nós.
Tudo começou com o big bang um breve momento no tempo 14 bilhões de anos atras, que contém as respostas para as maiores questões, sobre o nosso passado, nosso presente e nosso futuro. E cada descoberta nos deixa um pouco mais perto de entender...como funciona nosso universo.

Aguardem que em breve, vamos falar sobre as galáxias, aprenderemos tudo sobre elas!

A Face de Deus (O Big Bang Parte V)

O universo tinha quase um segundo de idade e ainda era um lugar muito estranho, mas a matéria venceu a batalha contra a antimatéria

e era chegada a hora de construir o universo como conheçemos. Ele ainda era extremamente quente e expandia muito rapido.
"Quando o universo tinha um segundo de idade, as particulas nele eram bem diferentes das particulas que vemos hoje, não havia átomos, nada do que reconheçemos na sua sala, não existia." Prof. Lawrence Krauss - Físico Teórico
Mas tudo aquilo começou a mudar, a medida que a temperatura diminuia as particulas primitivas se moviam mais lentamente, essas particulas foram se juntando e formando os primeiros elementos. O primeiro a ser formado foi o Hidrogênio (H) depois nos três minutos seguintes o universo começou a criar dois novos elementos, Hélio (He) e Lítio (Li).

 "Nós fomos de um universo que era extremamente pequeno para um universo que tinha anos luz de tamanho, nos primeiros três minutos, essencialmente, tudo de enteressante para acontecer no universo, aconteceu." Prof. Lawrence Krauss - Físico Teórico
É mais ou menos né? Se você estivesse lá não teria visto nada.

"Quando nós olhamos para o céu noturno, podemos ver literalmente bilhões de anos no passado

e imaginamos que sempre foi assim. Não, isso não é verdade, 380 mil anos após o big bang foi ai que o universo se tornou transparente, antes disso era opaco." Prof. Michio Kaku - Físico Teórico
Havia uma névoa opaca de elétrons a solta. O jovem universo precisava esfriar o suficiente para que o elétrons se moveçem mais devagar e conseguisem se fixar nos nos átomos, levou muito tempo para os átomos de Hidrogênio (H), Hélio (He) e Lítio (Li) do universo se formarem, nós calculamos que só após 380 mil anos os elétrons reduziram sua velocidade, para que o universo começasse a produzir átomos de massa!

Quando isso aconteceu, a névoa opaca se dicipou a primeira luz escapou e correu pelo universo e quase 14 bilhões de anos depois, dois novos cientistas em New Jaerce a captaram por acidente.
Em 1964, Anno Penzes e Robert Wilson

 estavam mapeando sinais de rádio na nossa galáxia, em todos os lugares que procuravam eles captavam um estranho zumbido de fundo.

 Primeiro eles suspeitaram do equipamento, talvez cocô de pombo na antena estivesse causando o estranho sinal, mas após limparem a antena o misterioso zumbido permaneceu, não era cocô de pombo.

"Penzers deu uma palestra na Universidade de Princeton, de acordo com a lenda uma pessoa lá no fundo disse 'Ou você descobriram os efeitos do cocô de pombo ou a criação do universo'" Prof. Michio Kaku - Físico Teórico
 Zumbido da máquina
Era de fato foi o momento da criação, quase 14 bilhões de anos atrás quando aqueles primeiros átomos pegaram seus primeiros elétrons.

Foi o momento em que a névoa opaca se dicipou e nosso universo veio a luz pela primeira vez.
Para melhor captar as imagens desse evento crítico a NASA lançou o satélitie explorador de fundo cósmico, o COBE

eles o apontaram para o espaço onde eles mediram a temperatura do universo, ao medir as diferenças de temperatura atraves do espaço os astrônomos criaram o mapa do início do nosso universo, as imagens foram até chamadas de 'Face de Deus' 

"Nós tiramos fotos maravilhosas, fotos do nosso universo ainda bebê quando ele tinha apenas 380 mil anos, mas elas tinham problemas as fotos não eram nitidas, os resultados do COBE não eram muito bons." Prof. Michio Kaku - Físico Teórico

Então a NASA lançou um satélite ainda mais avançado, a Sonda Anisotrópica de Wilkson. Em 2001 David Spargel fazia parte da equipe que procurava uma imagem mais nitida do principio do universo.
"Foi uma alegria ir ao Cabo Canaveral, eu estava lá sentando testemunhado aquilo com a minha família, vendo o foguete subir e foi uma elegria quando no dia seguinte quando nós recebemos o primeiro sinal do satélite e soubemos que ele estava funcionando perfeitamente." Prof. David Spergel - Físico Teórico

Está é a foto mais detalhada do universo jovem já tirada

apenas 380 mil anos após o big bang.
As áreas vermelhas e amarelas eram mais quentes as azuis e verdes mais frias e essas diferenças de temperatura indicavam a futura estrutura do universo.

"Você vê as pequenas variações de temperatura, essas pequenas variações de temperatura refletem pequenas variações de densidade, essa região tem mais matéria, aquela região tem menos matéria." 
Como um planta para construção do nosso universo essa imagem nos mostra onde havia mais matéria e onde havia menos.

Regiões sem matéria formaram os chamados 'vazios cósmicos', áreas com matéria mais densa tornaram-se os canteiros de obras das galáxias, estrelas e planetas.

"Essas flutuações começaram a formar as galáxias, então se não fosse aquelas pequenas variações de densidade, você e eu não estariamos aqui hoje. "Prof. David Spargel - Físico Téorico

O nosso já tinha 380 mil anos de idade e trilhões e trilhões de Km de extenção, nuvens de hidrogênio e hélio flutuavam pelo espaço, mas só 200 milhões de anos depois esses gases criariam as primeiras estrela.

"As primeiras estrelas iluminaram o universo e deve ter sido um lindo expetaculo de fogos de artificio. O universo passou da idade das trevas para uma era de explendor quando as primeiras estrelas iluminaram os gases e o universo começou a brilhar de forma magnifica, eu queria ter visto!" Prof. Carlos Frank - Físico Teórico

"Foi como acender as luzes da arvore de natal, o universo começou a ascender em toda a direção até formar esse belissimo mosaico que vemos hoje." Prof. Lawrence Krauss - Físico Teórico

Mais e mais estrelas se ascendiam, 1 bilhão de anos após o big bang a primeira galáxia se formou, nos outros bilhões um grande número de galáxias tomou forma. Então cerca de 5 bilhões de anos atras, num canto tranquilo de uma dessas galáxias a gravidade começou a sugar poeira e gases.

 Gradualmente eles se uniram a fizeram uma estrela o nosso sol. 9 bilhões de anos após o big bang o nosso minusculo sistema solar nasceu.

e com ele o planeta terra.
Tudo que existe deve sua existencia ao big bang e ele ainda está ativo, nosso universo ainda está se expandindo, mas ele não vai continuar assim para sempre o nosso universo teve um começo e também terá um fim.

A antimatéria (O Big Bang Parte IV)

Tudo no universo é feito de matéria, da menor pedra a menor estrela

toda matéria que existe foi criada apartir da energia pura do big bang.
A equação de Einsten E= m.c² , diz que a energia se transforma em matéria, mas era apenas uma teoria, hoje a ciência pode testar essa teoria.
Este é o Centro Europeu para Pesquisas Nucleares, na Suiça que abriga a maior maquina do mundo, ela tem o tamanho de uma cidade e foi projetada para recriar as condições que surgiram milhonesimos de segundos após o big bang

"Se quisermos investigar escalas cada vez menores, parodorxalmente precisariamos de maquinas cada vez maiores, não há outra maneira. Então maquinas grandes significam física pequena. Tempos primordiais e assim poderemos chegar cada vez mais perto da origem do universo." Prof. Lawrence Krauss - Físico Teórico

Esta maquina mostruosa é um colisor de particulas. Ela foi projetada para nos levar as primeiras frações de segundos após o big bang, trata-se de um tunel circular coberto de concreto de 3,5 m diâmetro e 27 Km de extensão.

O colisor faz pequenas particulas de matéria se chocarem umas com as outras quase na velocidade da luz.

 Durante uma fração de segundo essas colisões geram uma energia imensa

similar a força explosiva do big bang. Então por um breve momento essa energia pura se transforma em matéria, exatamente como a conteceu a quase 14 bilhões de anos. Mas uma maquina mostruosa precisa de um detector monstruoso para ver as imagens.

"Este detector tem uns 5 andares de altura e pesa mais de 7 mil toneladas, e 7  mil toneladas pra você ter uma ideia é o peso da Torre Eiffel." Dra. Monica Dunford - Engenheira do detector ATLAS

Mesmo sendo grande, ele não consegue enxergar as particulas da nova matéria, elas duram apenas uma fração de segundo e se movimentam tão rapido que só seu rastro pode ser registrado.
"A muita energia nessas particulas elas se movem muito, muito rapido, então você precisa de um detector muito potente para conseguir mapear com precisão a tragetoria dessas particulas. O detector é bem grande para nos dar uma resolução melhor, ele funciona exatamente como uma camera, quantos mais pixels ela tiver melhor a imagem fica, é a mesma coisa aqui só que a nossa tem cinco andares!" Dra. Monica Dunford - Engenheira do detector ATLAS

Os cientistas esperam que ele revele exatamente como a energia se transforma em matéria, mas não qualquer matéria, o tipo de matéria que surgiu o 14 bilhões de anos, nos primordios do tempo. Mas os primordios do tempo foram momentos criticos do nascimento do universo, por quê a energia pura também produziu uma das coisas mais perigosas do universo a antimatéria, isso mesmo, antimatéria, ela existe.

"A antimatéria é uma imagem espelhada da matéria comum, no intanto a matéria tem a carga eletrica e a anti matéria tem a carga oposta. Se houvesse um 'antieu'  feito de antimatéria esse homem a principio seria igualzinho a mim, a mesma personalidade, igual em tudo, só que quando eu tentasse apertar a mão dele neste momento nós explodiriamos e iriamos pelos aires numa explosão nuclear gigantesca." Prof. Michio Kaku - Físico Teórico

A matéria com carga eletrica positiva confronta a sua arqui-inimiga a antimatéria com carga negativa, o destino do universo depende do equilibrio dessa batalha épica.

 Quantidades iguais de matéria e antimatéria anulariam uma à outra, isso não seria nada bom.
"Um universo com quantidades iguais de matéria e antimatéria é a mesma coisa que sem matéria nenhuma, por quê elas se aniquilariam gerando radiação pura, aí não existiria nada interessante, nem estrelas, nem galáxias, nem gente." Prof. Lawrence Krauss - Físico Teórico
Como numa batalha cosmica o lado que tivesse mais soldados venceria. O resultado foi apertado, mas houve um vencedor.
"Para cada bilhão de particulas de antimatéria, haviam um bilhão e uma particula de matéria. Esse foi o momento da criação e aquela particula extra de matéria, sobreviveu, sobreviveu para formar toda matéria que vemos nas estrelas e galáxias hoje." Prof. Lawrence Krauss - Físico Teórico

 Uma em um bilhão pode não parecer muito, mas foi o suficiente para criar o universo.

"Nós somos a sobra. Então acredite ou não tudo que você vê à sua volta, os átomos do seu corpo, os átomos das estrelas não passam de restos, restos dessa antiga colisão da matéria e da antimatéria." Prof. Michio Kaku - Físico Teórico

Felizmente havia resto suficiente para fazer as estrelas e os planetas. E o universo ainda tinha menos de um segundo de idade, mas agora ele estava fervilhando de particulas primitivas. O proximo passo foi juntar essas particulas minusculas e criar os primeiros átomos.