Desvio para o vermelho e lei de Hubble – meça H₀, a idade do Universo e as evidências do Big Bang
FísicaGravitação e astronomiaIdades 15–16
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Entre para usarMeça o desvio para o vermelho z = Δλ/λ₀ das linhas de absorção em espectros de galáxias, calcule a velocidade de afastamento v = cz e a distância com uma vela padrão (uma supernova do tipo Ia), registre os resultados e faça o gráfico de v em função de d para encontrar a constante de Hubble H₀ e a idade do Universo ≈ 1/H₀. Mais três telas mostram o espaço em expansão esticando o comprimento de onda da luz, o espectro de corpo negro da radiação cósmica de fundo em micro-ondas com a proporção hidrogênio–hélio e o efeito Doppler no espectro de uma estrela binária.
Aula: Desvio para o vermelho das galáxias, lei de Hubble e teoria do Big Bang
O que mostra
A luz das galáxias distantes chega deslocada para comprimentos de onda maiores. Comparando as linhas de absorção de uma galáxia com as mesmas linhas medidas em laboratório, obtém-se o desvio para o vermelho z = Δλ/λ₀, e para z pequeno a velocidade de afastamento é v ≈ cz. As distâncias vêm de velas padrão: uma supernova do tipo Ia tem luminosidade máxima conhecida, então o fluxo medido dá d = √(L/4πF). O gráfico de v em função de d é uma reta que passa pela origem, a lei de Hubble v = H₀d; sua inclinação é a constante de Hubble, e 1/H₀ estima a idade do Universo.
Como usar
Em Medir desvio, toque em uma galáxia no céu, escolha uma Linha de comparação e arraste o cursor amarelo até a linha deslocada no espectro da galáxia; ajuste na faixa ampliada ou com ◀ e ▶. Toque em Registrar resultado e repita com várias galáxias; o gráfico ajusta H₀. Desmarque Dispersão realista para ter dados ideais. Use as outras abas para ver o espaço se expandir, olhar a CMB no passado e ver as linhas de uma binária se separarem.
Parâmetros que você pode mudar
- Tela Medir desvio, Universo em expansão, Evidências do Big Bang, Binária espectroscópica
- Constante de Hubble do modelo H₀ 50–100 km/s/Mpc
- Dispersão realista (velocidades peculiares, erros de distância)
- Velocidade orbital da estrela A 10–150 km/s
Perguntas para explorar
- Por que os pontos medidos não ficam exatamente sobre uma reta, e como você pode reduzir o efeito da dispersão?
- Como mudaria a idade estimada do Universo se H₀ fosse maior?
- Se você estivesse em outra galáxia, pareceria estar no centro da expansão? Por quê?