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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
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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
