Astrofísica, tudo o que você precisa saber sobre física aplicada à astronomia

A Astrofísica é a estudo dos corpos celestes através das leis físicas . Estude a composição e evolução de objetos como estrelas, buracos negros ou galáxias.

Os astrofísicos usam muitas áreas da física para investigar as propriedades das estrelas. Algumas dessas disciplinas são física relativística, física quântica, física estatística, termodinâmica, física atômica ou eletromagnetismo.

astrofísica Baseia-se principalmente na observação experimental através de telescópios e dispositivos fotométricos.

A astrofísica tem muitas áreas especializadas de acordo com a parte do universo e das estrelas que são estudados. Alguns desses campos investigam a geração de estrelas e planetas, outros o nascimento do nosso universo ou as incríveis propriedades que objetos no universo, como buracos negros ou estrelas de nêutrons, possuem.

Escolhemos alguns exemplos para que você entenda quais partes da astrofísica são estudadas e como a astronomia e a física se combinam para entender os fenômenos que ocorrem tão longe de nós.

Um dos principais estudos da astrofísica é a composição química das estrelas. Uma técnica chamada espectroscopia astronômica é usada. Baseia-se no estudo dos espectros de absorção das estrelas que variam dependendo do comprimento de onda absorvido.

Cada elemento tem seu próprio espectro de absorção então nos permite conhecer a composição das estrelas.

Esta parte da astrofísica é intimamente relacionado à astronomia posicional . Seu estudo baseia-se no estabelecimento de sistemas de coordenadas para medir o movimento de estrelas, planetas ou galáxias. Alguns desses sistemas são o sistema altazimutal, o sistema equatorial, o sistema eclíptico ou o sistema galáctico.

A radiação eletromagnética das galáxias também é analisada para saber se elas estão se afastando ou se aproximando.

Graças ao efeito Doppler Sabemos que, se uma galáxia se afasta, o comprimento de onda aumenta enquanto a frequência diminui. Isso faz com que recebamos um desvio para o vermelho no espectro eletromagnético.

Por outro lado, se recebermos um desvio para o azul, significa que a frequência é mais alta e o comprimento de onda é mais curto. Isso significa que a galáxia está se aproximando.

A astrofísica se une à cosmologia para tentar explicar o início do universo. A teoria mais popular é a inflação.

O Big Bang poderia ter sido produzido por uma flutuação quântica do campo que gera a expansão do universo. O ínflaton.

Essa flutuação causa a súbita inflação exponencial do universo. Naquele momento foram criados o espaço e o tempo que conhecemos hoje. Alguns momentos depois, quando a temperatura começou a diminuir, os glúons e os quarks se uniram para formar bárions, um processo conhecido como bariogênese.

Aos poucos foram criadas as diferentes partículas e surgiram as interações fundamentais: a força eletromagnética, a força nuclear fraca, a força nuclear forte e a força da gravitação.

Para compreender todos estes fenómenos, a astrofísica tem de fazer uso da mecânica quântica, da relatividade especial e da relatividade geral.

Os buracos negros são objetos com propriedades extraordinárias que foram estudados pelos melhores físicos e matemáticos do mundo, como Stephen Hawking ou Roger Penrose.

Os buracos negros foram teoricamente descobertos há mais de 100 anos, quando o Equações de campo de Einstein em condições de enorme densidade de matéria. Esta densidade causou uma enorme deformação no espaço-tempo que conferiu propriedades muito peculiares à solução.

Durante muitos anos pensou-se que talvez fosse apenas um artefato matemático. Finalmente, graças às técnicas avançadas de astronomia, Eles foram capazes de capturar os sinais desses buracos negros . Verificando sua existência experimentalmente.

A astrofísica usa a relatividade geral para entender como funcionam os buracos negros e o que acontece dentro deles. Um campo específico é a relatividade numérica, que tenta resolver as equações da relatividade geral usando cálculos numéricos.

As equações da relatividade geral são equações diferenciais acopladas não lineares que só pode ser resolvido exatamente quando existe um grau de simetria muito alto.

Por esta razão, em muitos cálculos astrofísicos realistas precisam ser feitos usando supercomputadores e use cálculos numéricos para obter a solução das equações o mais próximo possível.

A astrofísica termonuclear é o campo da astrofísica que dedica-se ao estudo de processos nucleares que ocorrem dentro de estrelas como o sol.

Dentro dessas estrelas, são atingidas temperaturas enormes, permitindo que ocorra a fusão nuclear. Este é o processo pelo qual os núcleos de hidrogênio se fundem para gerar hélio. Este fenômeno é o que mantém as estrelas vivas.

Na maioria das universidades do mundo, os estudos de astrofísica são realizados como mestrado e não como diploma universitário. Isso ocorre porque é necessário amplo conhecimento em diferentes áreas da física para se tornar um bom astrofísico.

Durante a graduação, o aluno é preparado com disciplinas como mecânica clássica, mecânica estatística, mecânica quântica ou relatividade especial e geral, além de diversas disciplinas de matemática que proporcionam ao aluno a base perfeita para poder prosseguir com os estudos de mestrado e doutorado. relacionado à astrofísica.