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CADERNO TEMÁTICO DESVELANDO A ASTRONOMIA Uma · PDF fileFORMAÇÃO DO UNIVERSO O problema da origem do Universo é antigo, ... Cosmologia é a Ciência que estuda a estrutura,

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  • ____________________________________________________________________

    SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAO SEED

    SUPERINTENDNCIA DA EDUCAO

    PROGRAMA DE DESENVOLVIMENTO EDUCACIONAL PDE

    MARCIA APARECIDA ROSSIERI

    CADERNO TEMTICO

    DESVELANDO A ASTRONOMIA

    Uma Proposta Para o Ensino de Cincias

    _____________________________________________________________________JACAREZINHO PR

    2008

  • ______________________________________________________________________

    SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAO SEED

    SUPERINTENDNCIA DA EDUCAO

    PROGRAMA DE DESENVOLVIMENTO EDUCACIONAL PDE

    MARCIA APARECIDA ROSSIERI

    DESVELANDO A ASTRONOMIA

    Uma Proposta Para o Ensino de Cincias

    Caderno Temtico apresentado ao Programa de Desenvolvimento Educacional (PDE), orientado pelo Prof. Ms. George Francisco Santiago Martin, como produo didtico-pedaggica.

    ____________________________________________________________________JACAREZINHO PR

    2008

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  • SUMRIO

    1. DESVELANDO A ASTRONOMIA: UMA PROPOSTA DE

    INOVAO....

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    2. OS GRANDES ASTRONOMOS................................................ 163. AS GALXIAS E SUAS ESTRELAS..................................... 264. A ASTRONOMIA PLANETRIA................................................ 355. A CORRIDA ESPACIAL............................................................ 816.REFERNCIAS........................................................................ 87

    1. DESVELANDO A ASTRONOMIA: UMA PROPOSTA DE INOVAO

    ASTRONOMIA: UMA BUSCA DO CONHECIMENTO DO UNIVERSO.

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  • O QUE ASTRONOMIA?

    A Astronomia a cincia que estuda os astros.

    Astros so todos os corpos que se encontram no espao celeste.

    Portanto, a Terra e o Sol so Astros ou um corpo celeste.

    Todo e qualquer conhecimento cientfico obtido de um

    conjunto de cincias. A Astronomia _ que faz parte da cincia denominada

    Fsica _ estuda o Universo. Universo o conjunto de tudo o que existe,

    desde as minsculas partculas existentes no tomo s imensas galxias do

    espao sideral.

    A Astronomia a mais antiga entre todas as cincias. Observar

    o cu estrelado tem sido muito mais que uma fonte de inspirao para o ser

    humano. O movimento dos corpos celestes revela-se peridico e por isso

    tem sido associado s variaes do clima da Terra. Desde os tempos mais

    remotos, contemplar o firmamento era como assistir ao movimento de um

    imenso relgio, de extraordinria preciso, cujo mecanismo era preciso

    conhecer e dominar.

    Mitos sobre a Criao do Mundo

    De onde provm a terra? Como se formou o Universo? Muito

    antes das teorias cientficas sobre a origem do mundo, todas as religies,

    todas as culturas do planeta, tinham j dado resposta a estas perguntas.

    Egito: A terra surgiu do Nilo

    Havia no Egito Antigo vrios mitos sobre a criao, contam-se

    pelo menos 10 divindades criadoras. Antes de todas as coisas no havia

    seno trevas e gua primordial, o Nun (oceano semelhana do Nilo que

    continha todos os germes da vida). Surgiu o senhor todo-poderoso Atum,

    que se criou a si prprio a partir do Num, por ter pronunciado o seu prprio

    nome, depois teve 2 gmeos, um filho Chu (que representava o ar seco) e

    uma filha Tefnut (ar mido). Estes separaram o cu das guas e gerou Geb

    a terra seca e Nut o cu.

    Grcia: A unio do Cu e da Terra

    Para os Gregos, o incio da criao era o Caos, e este gerou

    rebo (a parte mais profunda dos infernos) e Nyx ( noite). Estes fizeram

    nascer ter (o ar) e Hmera (o dia). Depois Gaia (terra) tornou-se a base em

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  • que todas as vidas tm a sua origem. rano (cu) casou-se com Gaia

    (terra). Todas as criaturas provm desta unio do cu e da terra (tits,

    deuses, homens).

    Criao Bblica

    1 Dia Deus criou o Cu e a Terra

    2 Dia Deus fez o firmamento e separou umas guas das

    outras e chamou firmamento de Cu

    3 Dia Houve a Terra e os Mares

    4 Dia Deus separou os dias e as noites

    5 Dia Surge peixes e aves

    6 Dia Surgem outros animais. Deus cria o Homem

    7 Dia Deus descansou

    Teoria do BIG BANG

    Teoria mais aceite sobre a origem do Universo, segundo ela o

    Universo teria nascido a partir de uma concentrao de matria e energia

    extremamente densa e quente.

    Nesse momento, ocorre uma exploso, o chamado Big Bang,

    que desencadeia a expanso do Universo, depois a matria arrefece e

    passados um bilio de anos, a matria agrega-se para formar as primeiras

    galxias.

    FORMAO DO UNIVERSO

    O problema da origem do Universo antigo, talvez mesmo o

    mais antigo problema filosfico com o qual o homem j se deparou.

    Duas teorias contraditrias despertam a ateno da cincia em

    relao origem do universo. Onde estar a verdade?

    Vejamos:

    1. No princpio do universo, todo o material csmico se

    encontrava reunido num ncleo gigante que explodiu para dar origem s

    estrelas: o Big Bang

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  • 2. O universo estava, desde o princpio, tal como o vemos hoje,

    e as estrelas - a sua densidade e os seus movimentos no espao -

    permaneceram, em mdia, as mesmas. Universo Eterno.

    Mrio Novello, famoso fsico brasileiro, um dos cientistas de

    fama internacional, que se preocupa sobremaneira, com a origem e destino

    do nosso universo. Seus crticos propagam a idia de que as teorias de

    Novello no eram para serem levadas a srio. Quais seriam estas idias?

    Mrio Novello, partidrio do Universo Eterno, apresentou a hiptese de um

    modelo onde o Big Bang surgiria com o pice de um perodo de colapso no

    Universo Eterno. Seguir-se-ia uma fase de expanso que ocorre at hoje.

    Ao olhar o cu em uma noite sem nuvens e longe das luzes da

    cidade, inevitvel a sensao de vastido do cosmos. Inmeras luzinhas,

    que hoje sabemos serem estrelas distantes. Ao observar mais atentamente,

    percebemos uma faixa leitosa que atravessa o cu. Essa faixa nada mais

    que a nossa galxia, a Via Lctea. Ela tem uma forma achatada como uma

    panqueca, com as estrelas distribudas em braos espirais. Ela contm

    dezenas de bilhes de estrelas, nosso Sol sendo apenas uma delas,

    localizado em um dos braos a uma distncia do centro da galxia

    correspondente a aproximadamente 2/3 do seu raio. Quando olhamos

    perpendicularmente ao plano de nossa galxia, para cima ou para baixo da

    panqueca, no vemos tantas estrelas. A faixa leitosa no nosso cu nada

    mais que a projeo de um grande nmero de estrelas na direo do

    plano galctico. Tal concentrao de estrelas no permite a identificao

    individual delas, leitosa que d origem ao nome de nossa galxia, que

    apenas uma entre os bilhes de galxias que existem no nosso universo.

    O que vem a ser cosmologia?

    Cosmologia a Cincia que estuda a estrutura, evoluo e

    composio do universo. Por Cincia, nos referimos ao uso do mtodo

    cientfico para criar e testar modelos; por estrutura, entenda se o

    problema da forma e da reorganizao da matria no universo; por

    evoluo, as diferentes fases pelas quais o universo passou; por

    composio, queremos saber do que feito o universo.

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  • Devemos nos considerar privilegiados, pois somos a primeira

    gerao a ter capacidade tecnolgica para estudar cientificamente o

    universo, graas ao desenvolvimento de instrumentos de alta preciso,

    desde os grandes telescpios dos montes Wilson e Palomar, ambos nos

    Estados Unidos, ao telescpio espacial Hubble e aos satlites COBE (Cosmic

    Background Explorer) e WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). Sem

    o avano tecnolgico dos ltimos 50 anos, seria impossvel formular e testar

    teorias sobre o universo. Esses instrumentos trouxeram e alguns ainda

    trazem muitas informaes acerca do universo.

    Paradoxalmente, ao mesmo tempo em que alcanamos um

    estgio de grande conhecimento, sabemos que a maior parte do universo

    feita de algo que ainda no compreendemos: a matria escura e a

    energia escura, que abordaremos mais adiante.

    Antes de discutirmos a estrutura do universo temos que

    introduzir a unidade de distncia apropriada a seu estudo. Quando lidamos

    com o tamanho de uma sala, usamos o metro (m) como unidade. Quando

    olhamos em um mapa das estradas brasileiras, a unidade mais apropriada

    o quilmetro (km). Obviamente podemos expressar a distncia entre duas

    cidades em unidades menores, como o centmetro, mas certamente no

    conveniente. Da mesma maneira, quando estudamos distncias entre

    objetos no universo, a unidade mais apropriada o ano luz, definido como a

    distncia que a luz percorre em um ano. A velocidade da luz no vcuo de

    300 mil quilmetros por segundo e, portanto, um ano-luz equivale a cerca

    de 10 trilhes de km. Outra unidade relacionada ao ano-luz e tambm muito

    usada o parsec, que equivale a 3,26 anos luz. Para se ter uma noo de

    distncias usando a velocidade da luz, vamos citar alguns exemplos: o

    permetro da Terra de aproximadamente 0,1 segundo-luz; a distncia da

    Terra ao Sol vale cerca de oito minutos-luz; a estrela mais prxima de ns

    (Alfa Centauro) est a 4,2 anos-luz, enquanto uma das galxias mais

    prximas (Andrmeda) encontra-se a cerca de 2 milhes de anos-luz. O

    tamanho do universo que podemos em princpio observar