Origem do Universo

Tópico em 'Astronomia' iniciado por Paulo H 28 Mar 2008 às 16:48.

  1. StormFairy

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    Cumulus

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    Está muito interessante este tópico, o que vou dizer pode parecer uma barbaridade, mas sinto que assim o é :

    Já Einstein dizia, o tempo não passa de uma ilusão, é um conceito estranho de interiorizar, porque vemos as coisas a acontecerem umas a seguir ás outras. o que o nosso amigo Einstein já dizia é que tudo está a acontecer em simultâneo.
    Esta nossa necessidade de saber mais, de encontrar uma explicação lógica e palpável para tudo o que nos rodeia, esta nossa capacidade de pensar em coisas e torná-las realidade trouxe-nos a tudo o que foi inventado e criado ao longo da história da humanidade e tudo começou com um pensamento, a partir daí algo se manifestou do ínvisivel para o vísivel.

    Vejo a nossa existência neste planeta, como uma viagem de carro.
    Imaginem que não há iluminação na estrada e é de noite. Os farois só iluminam algumas dezenas de metros á vossa frente, podem ir de Lisboa ao Porto ou de um País a outro, sem limites, porque tudo o que precisamos de ver, são as dezenas de metros que estão á nossa frente. Parece limitativo ?
    Mas é assim que a vida se nos revela ...
    Ainda bem que evoluímos (em conhecimento) ao ponto de podermos falar em velocidade do som... da luz... mas nem tudo nos será revelado, nem tudo vamos conseguir decifrar.
    Somos como dizia acima um pontinhooooo bem pequenino no meio do imenso Universo, com muitas capacidades que ainda não aprendemos a utilizar.
     
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  2. Ninon

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    Cirrus

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    Embora essa teoria ja fosse desmentida eu continuo achar que o Universo é finito. Ou seja se fossemos sempre em frente acabariamos por ir dar ao mesmo sitio.
    Agora o que esta para lá acho que nunca iremos saber. Talvez daqui a milhoes de anos outras gerações de outras galaxias o possam saber
     
  3. Paulo H

    Paulo H
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    Cumulonimbus

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    Será o Universo finito?
    Depende do que queiramos chamar finito, pois sabendo à partida que na natureza tudo se transforma (nada se cria, nada se destroi) podemos afirmar a existência de uma relação entre massa e energia que é conhecida por E=mc2, isto é, se convertessemos tudo em energia ou tudo em massa, seria contabilizavel e portanto, finita.
    Se queremos aplicar o conceito finito ao espaço, ao volume ocupado pelo universo, então quereriamos dizer que também é mensurável, ou seja, mesmo estando em expansão acelerada, o tamanho do universo não é infinito.

    Por definição universo deve ser tudo o que existe, mesmo admitindo a hipótese de existirem vários universos paralelos ou distantes, poderiamos reuni-los e pensar num Universo Total.

    Sendo a velocidade da luz, a maior possível no Universo, então é a energia emanada do Big Bang (hipótese) que vai "desbravando" à frente de tudo o que deixa para trás definindo novos limites para o universo em expansão. Agora, em que direcção aponta não sei! É fácil dizer que aponta para fora do universo.. Se a expansão cria novas fronteiras, então vai moldando "tricotando" uma malha espaço-tempo que aos nossos olhos poderá ser linear ou curva! Sabe-se que esta malha espaço-tempo é curvável pela força gravitacional, poderiamos até imaginar que o Universo é como um balão com muitos pontinhos, que ao ser soprado, enche evidenciando-se a expansão tal como a conhecemos! Podemos também imaginar que o Big Bang teria ocorrido no polo norte deste balão e que a fronteira deste universo em expansão seria como um anel afastando-se deste ponto original avançando pelo balão e quem sabe atingindo o outro polo oposto numa fase de contracção até um Big Crunch que seria o início de um novo ciclo!

    Seria engraçado!! E agora o que é finito e o que é infinito?

    Nós somos como um pontinho bem pequeno no Universo, mas ainda não sabemos o quão pequeno esse pontinho é! Nos próximos 10 anos, muitos segredos se desvendarão, surgindo com naturalidade mais perguntas do que respostas. Sabe-se agora que o Universo é composto por:
    70% de Energia Negra
    25% de Matéria Negra
    Os restantes 5% são aquilo que vamos conhecendo:
    Gases livres 4% (99% destes são Hidrogénio e Hélio), 0.5% de Estrelas, 0.3% de Neutrinos, 0.03% de Planetas.
    Sabe-se que da energia negra e da matéria escura resulta uma força de repulsão que domina o Universo, e que nem a força da gravidade parece afectá-la! Estamos em expansão acelerada, ao contrário do que Einstein previa como um universo estatico, "aldrabando" as suas equações com a inclusão da Constante Cosmológica Universal, até que surgiu Edwin Hubble que demonstrou esta expansão em aceleração sem qualquer margem para duvidas.

    Porém eu pergunto, então se é verdade que a velocidade da luz é constante, e sendo a luz (energia) parte do universo, porque afirmamos que este está em expansão acelerada? Se a velocidade da luz é finita, então a aceleração desta é zero. Provavelmente, referem-se apenas à matéria que compõe o universo e não à sua energia!
     
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    #18 Paulo H, 12 Abr 2008 às 17:28
    Última edição: 13 Abr 2008 às 01:22
  4. Rog

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    Mas terá realmente a luz uma velocidade constante? Terá tido desde o big bang uma velocidade constante? Partimos sempre do presuposto que sim... mas e se não for assim? a ideia como imaginamos que o Universo evoluiu até ao momento presente poderá estar algo desfasada da realidade.
     
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  5. Paulo H

    Paulo H
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    Pois, eu também tenho sérias dúvidas de que a velocidade de propagação da luz seja imutável antes, agora e para sempre.

    Talvez no tempo em que vivemos e no cantinho onde estamos o seja, com as condições presentes, talvez não seja imutável mas que o seja a uma escala de tempo demasiado grande para que possamos medir essa variação de velocidade. Talvez não conheçamos todas as propriedades da luz e por isso não possamos experimentá-la. Talvez o próprio tempo não tenha sido constante algures no passado ("O segundo é a duração de 9.192.631.770 períodos da radiação correspondente à transição entre dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio 133.", in Wikipedia), fazendo-se variar assim a velocidade da luz (relativamente ao presente). Ou abstraindo-nos da existência da 4ª dimensão Tempo, podermos dizer que algures no passado ou algures noutro local do universo, ou algures no futuro, a sucessão de acontecimentos entre uma causa e um efeito, seja maior ou menor! (É difícil abstrairmo-nos do tempo, mas se pensarmos numa sucessão de acontecimentos como pequenos fotogramas de uma película, ajuda).

    Não nos esqueçamos de um famoso cientista português que tenta demonstrar precisamente que a velocidade de propagação da luz nem sempre foi constante, entre muitas outras coisas e suas implicações:

    "João Magueijo leu Einstein pela primeira vez aos 11 anos e é autor de uma teoria que veio questionar a permissa mais básica por trás da Teoria da Relatividade de Einstein: a de que a velocidade da luz no vácuo é sempre constante.

    Ousou pôr em causa um dos pilares da Física moderna, ao afirmar que a velocidade da luz nem sempre foi constante, questionando um dos pressupostos da Teoria da Relatividade formulada por Albert Einstein, precisamente o postulado de que a velocidade da luz é imutável." in Wikipédia
     
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    #20 Paulo H, 12 Abr 2008 às 18:14
    Última edição: 13 Abr 2008 às 01:27
  6. Rog

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    Penso também que seria dificil retirar a quarta dimensão.. há até quem diga que serão bem mais do que 4, talvez 20 dimensões.. a teoria de cordas, mas ainda está a dar os primeiros passos e parece esbarrar em alguns conceitos difíceis de provar.
     
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  7. Paulo H

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    Posso dizer que a apenas alguns anos atrás o número de dimensões previstas para poder definir o Universo eram 11 e com o aparecimento de novas teorias foram incrementando o nº de dimensões.

    O que se passa é que muitas das dimensões são algo abstratas, quero com isto dizer que, por vezes, são necessárias mais dimensões para possibilitar certas impossibilidades matemáticas! Por analogia, pensemos nos numeros reais inteiros ou não, e nos numeros complexos (imaginários, (0+i) = Raiz quadrada de -1)..

    Temos várias dimensões: x, y, z, tempo, temos algumas que podemos imaginá-las como um espelho das existentes, existem outras também mais ou menos facilmente compreensíveis fisicamente ligadas a certas propriedades da matéria quantica (refiro-me aos quarks), mas existem algumas que parecem apenas necessárias para realizar os modelos matemáticos.

    É isso que me intriga, mas também me fascina.. É que antigamente estudavam-se os fenómenos procurando explicá-los matematicamente (física), e actualmente cada vez mais falamos de "coisas" demonstradas matematicamente, fenómenos previstos mas que ainda não se encontraram evidências.. E ultimamente a abstracção matemática é tão gritante que por vezes deixa a física a dimensões de distância! Trata-se de dar razão a modelos desvendando novas dimensões e deixar para 2º plano evidências só demonstráveis quando a tecnologia o permita.. Realidade ou abuso?

    Faz-me pensar.. E se tivessemos outro tipo de base de numeração, e se descobrissemos outra forma de fazer matemática? Se partissemos do zero agora.. Será que encontrariamos a mesmas fórmulas? Será que seriam necessárias mais dimensões?!

    Só por curiosidade, eu conheço uma forma de multiplicar sem fazer multiplicações, sem somar parcelas e sem contar um a um! A multiplicação entre 2 nºs pode ser traduzida por uma sequência de traços cruzados, depois contam-se intersecções! É giro e por vezes muito mais rápido que multiplicar..
     
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  8. Rog

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    Pertinente essa observação. Podemos estar a criar teorias com alicerces sobre a areia. Ou seja, em conceitos que actualmente os tomamos como certos. Bastaria um dos elementos ser provados com falso e cairiam por terra algumas "dimensões".
    A ciência em vários momentos da história, avançou com possibilidades matemáticas que viriam a se provar mais tarde estarem correctas.
    Mas nem sempre é assim.. fico também com essa ideia que chega-se por vezes ao ponto de criar, neste caso "dimensões extra", só para cobrir ou resolver algum entrocamento matemático.
    No meio disto tudo, acho que ainda temos muito a descobrir para sabermos com o que realmente contamos. Nem sabemos bem ao certo de que é constituido o universo... referimos 70% de energia escura (mas de onde vêm, como actua, será uma forma de anti-matéria?), 25% de matéria escura e apenas 5% de matéria visível...
    As dificuldades iniciam-se no big bang, onde a matemática tem dificuldade em arranjar uma fórmula... é a tal singularidade inicial. E nos momentos seguintes temos ainda de "criar" um período inflacionário para que isto comece a fazer algum sentido.
     
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  9. Paulo H

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    O Big Bang foi descrito por Einstein como tendo partido de uma singularidade inicial. Mas essa é uma solução dada pela teoria da relatividade, que serve muito bem para escalas astronómicas mas que não serve para escalas subatómicas (a nível quântico).

    Einstein ao falar de singularidade, afirmava que o universo esteve contido num ponto inicial sem volume, sugerindo portanto uma densidade infinita e também uma energia infinita.

    Actualmente, é mais ou menos aceite por todos, a seguinte sequência de acontecimentos:

    1. Grande expansão "Big Bang"
    2. Surge o tempo dando origem à era de Planck, (t=10^-45s a 10^-35s)
    [Fonte: http://www.on.br/site_edu_dist_2006/pdf/modulo5/o_inicio_do_universo_a_era_ planck.pdf]
    3. O tempo decorre até ao presente. O universo continua em expansão e passa regir-se pelas leis que nós conhecemos até ao momento, pelo menos onde nos encontramos e à nossa escala.

    Ora se a malha espaço-tempo é uma realidade, como poderemos definir volume e densidade antes do próprio tempo existir?!
    Aceita-se o tempo como uma 4ª dimensão, um "continuo linear", mas será que antes e na era Plank, o tempo seria mais como uma sucessão de estados ou acontecimentos, isto é descontínuo?!

    Apesar do universo nos parecer infinito, ele é quantificável em matéria, anti-matéria, energia, sendo por isso finito. Podemos teoricamente desdobrar tudo em partículas elementares teóricas (quarks).

    Existe uma nova teoria alternativa, a qual não é bem uma sequência recorrente de Big Bang / Big Crunch, mas de um Big Bounce "Grande Salto", a diferença é que não é necessário atingir-se uma singularidade, ou melhor, o Big-Bang não surge de um ponto mas de um átomo primordial tornando possível toda uma matemática impossível nessa singularidade. Fala-nos de um universo anterior em contração a que surge o nosso em expansão, mas de uma forma não recorrente, isto é, sem memória, impossível de voltar a acontecer tudo da mesma forma!

    Martin Bojowald diz "A eterna recorrência de universos absolutamente idênticos parece ser uma impossibilidade devido à aparente existência de um esquecimento cósmico intrínseco,".
    [Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010130070719]

    Pois é, de momento os físicos não podem fazer mais que conjecturar possíveis teorias, mas nós precisamos de descobrir algo mais! Isto é, precisamos não só de boas idéias, bons matemáticos, bons programadores que simulem modelos, de novos avanços tecnológicos que permitam comprovar ou eliminar teorias, mas também precisamos de alguma sorte, nomeadamente: estar no sítio certo no momento certo em que ocorram novos fenómenos e que os possamos medir e caracterizar!

    A quantidade actual de teorias, modelos, conceitos e suas descrições matemáticas é verdadeiramente estonteante dada a sua complexidade. Apresentam-se conceitos muitas vezes desconexos uns dos outros, como pequenas ilhas de conhecimento ou de suposições, dando a sensação de um enorme oceano universal! Faz pensar, que loucura humana, se tudo na verdade puder ser bem mais simples.

    Procura-se encontrar uma teoria que unifique as 4 forças: gravidade, nuclear forte, nuclear fraca e electromagnetismo,

    É importante unificar teorias para:

    "- Que reduza o número de parâmetros desconhecidos dos nossos modelos (actualmente cerca de 20).
    - Que explique porque é que as partículas elementares têm massas tão diferentes entre si.
    - Que nos faça perceber porque é que o Universo é feito de matéria e não de anti-matéria.
    - Que consiga juntar a gravitação às outras três interacções para as quais temos teorias quânticas.

    Actualmente as melhores possibilidades parecem ser:

    Super-simetria - Introduz um tipo de simetria que prevê a existência do dobro das partículas que conhecemos actualmente. Esta teoria traz algumas vantagens, como uma porta de entrada para a Unificação com a Gravitação. Até 2010, no novo acelerador LHC poderemos confirmar se esta teoria realmente está certa ou não.

    Super-cordas - Finalmente uma teoria que nos diz o que é uma partícula, algo sobre o qual não temos nenhuma ideia até hoje...! Parece muito promissora como forma de juntar a Gravidade às teorias quânticas. Estas são as versões modernas da teoria de Kaluza-Klein (1920), que tentavam juntar o Electromagnetismo com a Gravitação, e que Einstein recusou sempre por requerer que vivamos num Universo com mais do que 3 dimensões!

    Teoria-M - Esta é a mais recente proposta da comunidade científica e os desenvolvimentos neste campo multiplicam-se com o passar dos dias. É uma teoria que envolve uma matemática extremamente complicada e que prevê que vivamos num Universo com 11 dimensões! A teoria-M tem o mérito de englobar as teorias de super-cordas e de constituir um quadro de trabalho muito elegante e abrangente. No entanto, tal como as super-cordas, estamos muito longe de poder testar experimentalmente esta teoria. Mas as suas consequências para a Cosmologia, por exemplo, são verdadeiramente notáveis."

    [Fonte: http://cftc.cii.fc.ul.pt/PRISMA/capitulos/capitulo1/modulo2/topico5.php]

    Nos próximos anos ou décadas muitos caminhos se irão desvendar, permitindo expandir o nosso conhecimento como nunca até agora.

    De onde vimos, para onde vamos serão questões a esclarecer, pelo menos em parte!

    Que venha a ser ou não o Big Bang baptizado de Big Bounce (Salto), sabemos à partida onde estamos, sabemos decerto que não necessitamos de o encontrar, pois encontramo-lo no presente onde nos encontramos agora mesmo, pois somos todos nós a linha da frente nessa grande bolha universal que se encontra expandindo!

    Até quando expandimos?! Ninguém sabe! Podemos até expandir-nos continuamente para sempre! Num universo não recorrente, sem memória, nada o obriga a que volte a suceder tudo de novo..

    Resta-nos então continuar com as nossas vidas, desbravando tudo aquilo que conhecemos por vácuo e que não é o mesmo que "espaço-vazio", mas sim todo um mundo preenchido por campos quânticos com o menor estado de energia possível.
     
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