Material
📚 Material de apoio gratuito |
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| 📄 Slides | 📋 Errata das aulas | 📖 Biblioteca Virtual (livros gratuitos) |
Apresentação |
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| 01: Apresentação | ▶ Vídeo A | Apresentação do curso. Conteúdo. Metodologia. Pré-requisitos. |
Módulo 1: Estrelas |
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| Tema | Aula | Conteúdo |
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| 02: As estrelas | ▶ Vídeo A | Medidas diretas fundamentais. Sistema de magnitudes. Escala Bortle. Magnitude aparente. Bandas fotométricas. Filtros. Magnitude bolométrica. |
| ▶ Vídeo B | Medidas indiretas fundamentais. Paralaxe. Medidas de distância. Unidade Astronômica. Anos-luz. Parsec. | |
| ▶ Vídeo C | Luminosidade. Fluxo. Magnitude absoluta. Medida de temperatura. Corpo Negro. | |
| ▶ Vídeo D | Classificação espectral de Harvard. Classificação de Luminosidades. Linhas espectrais. | |
| 03: A vida das estrelas | ▶ Vídeo A | Nascimento das estrelas. Nuvens de gás. Colapso do gás. Simulações numéricas. Discos protoplanetários. Dependência da massa nos raios, brilhos, temperaturas e tempos de vida das estrelas. Função inicial de massa. Limites de massas das estrelas. Relação massa-luminosidade. |
| ▶ Vídeo B | Estrutura estelar. Equilíbrio entre pressão e gravidade. Pressão térmica. Pressão radiativa. Convecção. Condução térmica. Camadas convectivas. Camadas radiativas. Transporte de matéria. Reações nucleares. Fusão do Hidrogênio. Produção de elementos químicos. Reação próton-próton. Fusão de Hélio. | |
| ▶ Vídeo C | Diagrama HR. Henry Russell. Ejnar Hertzsprung. Brilho e Temperatura das estrelas. Anãs Brancas. Sequência Principal. Gigantes e supergigantes vermelhas. Arthur Eddington. | |
| 04: A morte das estrelas | ▶ Vídeo A | Estabilidade das estrelas. Morte das estrelas. Anãs vermelhas. Estrelas como o Sol. Estrelas massivas. Nebulosas planetárias. Problema do Ferro. Energia de ligação nuclear. |
| ▶ Vídeo B | Final das estrelas. Anãs Brancas. Estrelas de Nêutrons. Pulsares. Buracos Negros. Pressão de degenerescência. Limite de Chandrasekhar. Limite de Tolman–Oppenheimer–Volkoff. Supernovas Ia. Distâncias com supernovas Ia. Supernovas II. Enriquecimento químico. | |
| 05: Astrofísica relativística | ▶ Vídeo A | Problemas com a Física newtoniana. Relatividade galileana. Princípio da Inércia. Leis de Newton. História da Mecânica newtoniana e relativística. Éter luminífero. |
| ▶ Vídeo B | Teoria da Relatividade Especial. Éter luminífero. Constância da velocidade da luz. Postulados de Einstein. Dilatação do tempo. Contração do Espaço. Viagens espaciais. Transformações de Lorentz. | |
| ▶ Vídeo C | Relatividade Geral. Princípio da equivalência. Curvatura da luz. Experimento de Sobral. Dilatação Temporal. Curvatura do espaço-tempo. Gravidade na Relatividade Geral. Movimento em torno de um Buraco Negro. | |
| ▶ Vídeo D | Solução de Schwarzschild. Horizonte de eventos. Buracos Negros. Velocidade de escape. Efeitos ao cair em um Buraco Negro. | |
| ▶ Vídeo E | Buracos negros estelares. Binárias de raios-X. Discos de acréscimo. Buracos negros supermassivos. Fusão de Buracos negros. Observação de Buracos Negros. Lentes gravitacionais. Sagitário A*. EHT. | |
| ▶ Vídeo F | Ondas gravitacionais. Detecções indiretas. LIGO. Interferometria. Fusão de buracos negros. Astrofísica de ondas gravitacionais. | |
| 06: Estrelas binárias e variáveis | ▶ Vídeo A | Estrelas binárias. Binárias visuais, astrométricas, espectroscópicas. Estrelas eclipsantes. Medidas de massa, raio e temperatura de estrelas. Relação Massa-Luminosidade. |
| ▶ Vídeo B | Estrelas pulsantes. Diagrama HR de estrelas pulsantes. Henrietta Leavitt. Mecanismo kappa. Distância com Variáveis Cefeidas. Relação Período-Luminosidade. | |
| ▶ Vídeo C | Astrossismologia. Vibrações em estrelas. Modos normais de vibração. Propagação de ondas. Interior estelar. Transformada de Fourier. Variáveis cataclísmicas. | |
| 07: Aglomerados de estrelas | ▶ Vídeo A | Tipos de aglomerados. Aglomerados Abertos. Aglomerados Globulares. Tipos de populações estelares. Medidas com aglomerados: idade do turn-off point, distância, metalicidade. Aplicações dos diagramas HR. |
Módulo 2: Galáxias |
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| Tema | Aula | Conteúdo |
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| 08: Forma da Via Láctea | ▶ Vídeo A | Via Láctea. Forma da galáxia. Contagem de estrelas. Mapa de Herschel. Mapa de Kapteyn. Mapa de Shapley. Posição do Sol na galáxia. |
| ▶ Vídeo B | Componentes da Galáxia. Estrelas. Gás. Poeira. Radiação. Raios Cósmicos. Meio interestelar. Buraco Negro central. | |
| ▶ Vídeo C | Anatomia da Via Láctea. Disco fino e Disco espesso. Bojo. Perfil de densidade do bojo. Halo de matéria normal. Halo de Matéria Escura. Subhalos de matéria escura. Braços espirais. Mapeamento dos braços espirais. | |
| 09: Física da Via Láctea | ▶ Vídeo A | Populações estelares. Metalicidade das estrelas da Galáxia. Função inicial de massa. Síntese de populações estelares. História de formação estelar na Via Láctea. |
| ▶ Vídeo B | Meio interestelar. Poeira. Nuvens HI e HII. Avermelhamento interestelar. Formação dos braços espirais. Rotação diferencial. Ondas de densidade. | |
| ▶ Vídeo C | Massa dinâmica e massa luminosa. Observações de Zwicky e Vera Rubin. Rotação de galáxias espirais. Matéria Escura. MOND, Dinâmica Newtoniana Modificada. | |
| 10: As galáxias | ▶ Vídeo A | Descoberta das galáxias. O grande debate. Medida de Öpik e Hubble para a distância de Andrômeda. Universos ilha. Galáxias Espirais, Elípticas e Irregulares. Diapasão de Hubble. Morfologia de galáxias. Propriedades das galáxias. |
| ▶ Vídeo B | Medição de distância de galáxias. Relação de Tully-Fisher. Relação de Faber–Jackson. Escada de distâncias. | |
| 11: A vida das galáxias | ▶ Vídeo A | Formação a partir de nuvens de gás. Interações de muitos corpos. Relaxação de dois corpos. Transferência de momento angular. Modelo hierárquico. Evidências observacionais. |
| ▶ Vídeo B | Simulações. Fusões e encontros de galáxias. Influências na evolução. Evolução secular. | |
| 12: Galáxias ativas | ▶ Vídeo A | Galáxias Ativas. Núcleos Ativos de Galáxias (AGNs). Quasares. Classificações de galáxias ativas. Discos de acréscimo. Modelo unificado de AGNs. Galáxias starburst. Surtos de formação estelar. |
Módulo 3: Cosmologia |
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| Tema | Aula | Conteúdo |
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| 13: Cosmologia, a ciência do todo! | ▶ Vídeo A | Mitologias cosmológicas. Século da Física. Cosmologia como parte da Física. Evolução histórica dos conceitos da Cosmologia. |
| 14: Nosso lar, o Universo | ▶ Vídeo A | Grupos de galáxias. Aglomerados e superaglomerados de galáxias. Paradoxo de Olbers. Universo observável. |
| 15: A expansão do Universo | ▶ Vídeo A | Efeito Doppler. Redshift. Lei de Hubble-Lemaître. Expansão do Universo. |
| ▶ Vídeo B | Interpretação do redshift. Luz Cansada. Princípios cosmológicos. Isotropia e Homogeneidade. Princípio copernicano. Expansão do espaço na Cosmologia e na Relatividade. Universo primordial. | |
| 16: A Teoria do Big Bang | ▶ Vídeo A | Papel de Slipher, Eddington, Lemaître, Friedmann e Eddington na teoria do Big Bang. Átomo Primordial. Proposta de Lemaître. Debate entre Einstein e Lemaître. Universo estático. |
| ▶ Vídeo B | Métricas de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW). Métrica de FLRW e os Princípios Cosmológicos. Dinâmica do Big Bang. Parâmetros Cosmológicos. Densidades de massa, radiação, curvatura e energia escura. Modelo ΛCDM. Medidas de tempo e distância em Cosmologia. | |
| 17: Surgimento da Matéria | ▶ Vídeo A | Eras cosmológicas. Mudanças na densidade de radiação, matéria e energia escura. Modelo Padrão de Partículas. |
| ▶ Vídeo B | Era de Quarks. Era leptônica. Era nuclear. Bariogênese. Formação do Deutério. Formação e aniquilamento de pares. Assimetria matéria/antimatéria. Origem da matéria. | |
| 18: Radiação Cósmica de Fundo | ▶ Vídeo A | Descoberta da Radiação Cósmica de Fundo. Descoberta de Penzias & Wilson. Interpretação de Burke, Dicke e Peebles. Previsão de Herman. Significado da CMB. Redshift da CMB. |
| ▶ Vídeo B | Medidas com COBE, WMAP e Planck. Dipolo. Anisotropias. Espectro de Potência. Parâmetros cosmológicos do satélite Planck. Tensão de Hubble. Picos acústicos. | |
| 19: Teoria da Inflação Cosmológica | ▶ Vídeo A | Homogeneidade da temperatura na Radiação Cósmica de Fundo. Problema da planicidade do Universo. Problema da Densidade Crítica. Teoria da Inflação. Teorias de Grande Unificação. Quebra de simetria. Campo Ínflaton. |
| ▶ Vídeo B | Previsões observacionais. Curvatura do Universo. Escalas da Flutuação Primordial. Polarização da Radiação Cósmica de Fundo. Satélite Planck. BICEP. Observatório Simons. Críticas à Teoria da Inflação. Multiversos ou Universos Paralelos. | |
| 20: Matéria e Energia escuras | ▶ Vídeo A | Diferença entre Matéria e Energia Escuras. Partícula de Matéria Escura. Evidências observacionais. Tentativas de detecção. |
| 21: Modelo ΛCDM | ▶ Vídeo A | Oscilações Acústicas de Bárions. Medições da BAO. Modelo Cosmológico Padrão. |
| 22: Desafios da Cosmologia | ▶ Vídeo A | Testes dos Princípios Cosmológicos. Observações de quasares e Isotropia. Vazio Local, Tensão de Hubble e Homogeneidade. Big Data. Ajuste fino. |
