respostas finais© 2000-2020 Gérard P. Michon, Ph. D.

há alguns, Rei Gelon, que pensam que o número da areia é infinito em multidão;e eu quero dizer com a areia não só o que existe sobre Siracusa e o resto da Sicília também o que é encontrado em todas as regiões habitadas ou desabitadas.

a praia nos lembra do espaço.Finos grãos de areia, mais ou menos uniformes em tamanho, têm sido produzidos fromlarger rochas com as idades de empurrões e de fricção, abrasão e erosão,novamente impulsionado pelas ondas e do tempo pelo distante Lua e do Sol
Um punhado de areia contém cerca de 10.000 grãos,mais do que o número de estrelas que podemos ver a olho nu em uma noite clara.Mas o número de estrelas que podemos ver é apenas a menor fração do número de estrelas que existem.O que vemos à noite é o mais agradável bater das estrelas mais próximas.Enquanto isso, o Cosmos é rico para além da medida.:o número total de estrelas no universo é maior que todos os grãos de sandon todas as praias do planeta Terra.Conhecemos bem o número de estrelas na Via Láctea,por uma contagem cuidadosa de estrelas em pequenas mas representativas regiões do céu. É algumas centenas de bilhões; algumas estimativas recentes colocá-lo at410 11 A grande maioria têm vidas de bilhões ou mais anos em que theyare brilhando de forma estável

demasiado perto ? As nossas estimativas actuais do número de Sagan (o número total de estrelas no universo observável) são próximas do número total de grãos de areia que existem na terra; em praias, desertos e outros lugares.

a 32 grãos por mm3, 1022 grãos de meio-areia formam uma camada relativamente fina sobre toda a superfície da Terra (0,6 mm de espessura).

A galáxia de Andrômeda portos
cerca de 500 000 000 000 estrelas.Há mais estrelas no universo do que grãos de areia na praia? Sim, mas uma praia é apenas uma pequena quantidade de areia.Um monte de areia com tantos grãos como há estrelas na sua universidade seria quase do tamanho do Fujiyama.

Primeiro, vamos considersand: A areia é o tipo desagregado de grãos sedimentados de dimensões intermediadas entre o cascalho (2 mm ou mais) e o lodo(2 mm ou 4 mm A62, 5 mm). Apenas as partículas de lodo mais grossas são visíveis a olho nu.O Clay é tudo mais fino que o lodo. Argila pura nem sequer te faz sentir mal nos dentes.A lama é uma mistura húmida de lodo e argila.

O acima é o Udden-escala de Wentworth com base em 1 mm de padrão de tamanho de grão anda geométricas proporção de 2 entre os graus. Geólogos comumente o chamam de Wentworthscale, e estende-se para cascalho mais grosseiro, bem como lodo mais fino ou argila. Foi proposto em 1898 por Johan A. Udden e que se tornou popular em torno de 1922, por C. K. Wentworth.Ele tem sido a base para o moderno logarítmica f(phi) scaledevised por W. C. Krumbein em 1934:

na última coluna da tabela anterior, o número de grãos por milímetro cúbico foi obtido considerando a embalagem mais densa de esferas perfeitas com diâmetros iguais à média geométrica dos dois extremos mostrados.

felizmente, este número acaba por ser um número inteiro (um poder de dois). Tal estimativa “matemática” dá densidades de grãos bastante tipicalde dados experimentais para os vários graus de areia. Devemos considerar, portanto, que há 32 grãos em um milímetro cúbico de areia.

a embalagem mais apertada de esferas é a familiar estrutura cúbica centrada, cuja densidade é igual a P / Ö18 = 0,740480489693…Isto mesmo foi primeiro sugeriu, em 1611, por Kepler, mas comprovada apenas em 1998 byThomas C. Hales(então na Universidade de Michigan).

In the 1983 movieLocal Hero, oil executive MacIntyre (Peter Riegert) is out to buy the entire Scottish fishing village ofFerness. Apenas uma pessoa se recusa a vender: o velho Ben Knox (Fulton Mackay), um recluso que é dono da praia local. Em uma cena deliciosa, Ben provoca Mac sobre ser “bom com números” e se oferece para vender sua praia por um preço proporcional ao número de grãos de areia em um punhado. No final, Mac recua do que teria sido um preço muito pequeno a pagar pela praia…

se houver 32grains de sandin um milímetro cúbico, temos 32 000 por centímetro cúbico (cc), 32 000 000 000 por litro, 32 000 000 000 por metro cúbico.

um metro cúbico de tal areia tem, portanto, tantos grãos como há estrelas numa galáxia típica.: A nossa via Láctea é maior que a média; estima-se para porto roughly400 000 000 000 estrelas,o que é menos do que a grande galáxia de Andrômeda (M31), mas cerca de 10 vezes mais do que o Triangulum galaxy (M33),o terceiro maior em nosso “grupo local” de cerca de 3 dezenas de galáxias. Com 30 ou 40 bilhões de estrelas, a Triangulumgalaxia pode, portanto, ser uma galáxia bastante típica. As últimas estimativas indicam que o número total de galaxié de, pelo menos, 100 000 000 000. Há muitos metros cúbicos em um cubo 4642 m em um lado (cerca de 3 milhas).Imagine um cubo de areia; contém aproximadamente tantos grãos de areia como há estrelas no universo. É uma quantidade impressionante de areia. Este é um universo impressionante.Na verdade, um monte de areia seca não pode ter um declive superior a 34°… Com este declive, o volume de um cone circular de altura h é de cerca de 2, 3 h3. Nosso monte poderia, portanto, assemelhar-se a um grande vulcão culminando em 3515 mover uma planície circundante e extending5212 m do centro em todas as direções horizontais. Na verdade,um verdadeiro cone vulcânico de cinzas (formado por detritos secos chamados cinzas, depositados perto do centro, em vez de lava fluida) também teria uma inclinação em torno de 34°, Porque a física envolvida não depende do tamanho dos grãos. Em outras palavras, um monte de areia com tantos grãos quanto há estrelas no universo seria apenas o tamanho e a forma do Fujiyama (3776 m).

no entanto, o deserto do Saara (O maior do mundo) tem uma área de cerca de 9000 000 000 km quadrados e até mesmo esta quantidade de areia representaria apenas um revestimento de pele (cerca de 11 mm de espessura) sobre toda a sua superfície.

nossa estimativa(3.2 1021 = 3200 000 000 000 000 000 000)do número de estrelas na Universidade pode facilmente ser desligado por um fator de 2 (em qualquer direção),e a altura do heap correspondente de areia pode variar em 26% ou mais…No entanto, nós poderíamos então decidir “usar” um grau diferente de areia,para que toda a coisa stillfit exatamente o volume do Fujiyama: é uma montanha tão agradável!

ver um mundo num grão de areia
e um céu numa flor selvagem,
segurar o infinito na palma da sua mão
e a eternidade numa hora.
(William Blake)

é apenas muito recentemente que temos sido capazes de estimar com qualquer confiança o número total de estrelas no universo. Durante séculos, a humanidade só pôde observar as cerca de 6000 estrelas que são visibleto a olho nu…Por outro lado,há uma história distinta no exercício da contagem de grãos de areia, começando com um famoso ensaio de Arquimedes de Siracusa(C. 287 A. C. – 212 A. C.), que é conhecido pelo título de contador de areia. Para Arquimedes, um grande obstáculo era expressar grandes números em um momento em que um sistema adequado para fazê-lo ainda não estava em uso comum. De fato, o principal ponto do ensaio era introduzir tal sistema e transmitir a ideia de que números muito grandes poderiam ser percebidos e “nomeados” com relativa facilidade.

Na Web e nos Meios de comunicação :

• 2003-07-23:AustralianNational Universidade (7 1022 estrelas)
• 1998-10-13:O New York Times, Q&A: Starsand Areia (1021 estrelas).
• subestima: 7,5 1018 grãos de areia em todas as praias. (Mais em desertos!)
• Tosee the Universe in a Grain of Taranaki Sand by Glen Mackie. Como manigalaxias no universo?
• Stars in Hourglass: Earth and Sky show (2002-01-08).
• Extragalacticastronomia & Cosmologia.

(2002-05-08)
quantas galáxias no universo? Quantas estrelas? É uma questão popular, em que muitas pessoas vivem.Por volta de 1980, uma das pessoas que não desistiu foi a Sagan lateCarl (1934-1996).: Sagan estimou que existem cerca de 100 000 000 000 galaxias e que cada um tipicamente abriga cerca de 100 000 000 000 estrelas. O número total de estrelas no universo pairava assim cerca de 1022(número de Sagan).

O número 1022 também passa a ser aproximadamente igual ao número de moleculesin uma respiração humana e, por coincidência, também o número ofsuch respirações em toda a atmosfera da Terra(há cerca de 1.068 1044 moleculesin atmosfera). No folclore da física, esta observação é muitas vezes expressa por afirmar que cada vez que inalamos absorvemos uma das moléculas do”último suspiro de César”…

mais de 20 anos após Sagan, estamos em posição de confirmar a sua estimativa aproximada e dar um número um pouco mais preciso:

vamos começar com o nosso próprio bairro. Há 33 estrelas cuja distância do sol é menor que 12,5 anos-luz.

Um ano-luz é exatamente igual a um número inteiro de metros, namely9460730472580800 m ou approximately9.46073 1015 m.Essa é a distância percorrida pela luz no vácuo, a uma velocidade de 299792458 m / s, durante um”ano científico” de 31557600 S. Todos estes números são exatos… Em particular, “constante de Einstein” é exatamente c = 299792458 m/s,por causa da última definição do medidor, adotada oficialmente em 1983.A partir do que é observado nesta escala, ou um pouco maior, estima-se que 80% das estrelas são anãs vermelhas. Tipicamente, uma anã vermelha é dez vezes menos massiva que o sol,e cem vezes menos luminosa. Menos massiva (e mais numerosos) que vermelho anões são calledbrown anões,que não são estrelas, pois elas não é grande o suficiente para inflamar nuclearfusion em seus núcleos (cerca de 8% da massa do Sol é necessária para que). As anãs marrons são tipicamente 15 a 80 vezes mais massivas que Júpiter. Brilham pela contração gravitacional, em vez da fusão nuclear. Apesar de seu grande número, acredita-se que a massa total de todas as anãs marrons na MilkyWay contribua com menos de 0,1% de sua massa halo.O nosso grupo local de galáxias é dominado por duas grandes galáxias espirais.: a Via Láctea, que abriga o nosso sistema Solar, e a galáxia Andromeda (M31 ou NGC 224).Qual destes dois é maior depende de que medida você usa. O diâmetro de Andromeda (200 000 anos-luz) é cerca de duas vezes o da Via Láctea (100 000 anos-luz), mas a Via Láctea é muito mais densa e acaba por ter uma massa maior: a massa total da Via Láctea é estimada em 3,8 1042 kg,enquanto a galáxia Andromeda é de apenas 2,5 1042 kg(respectivamente 1,9 e 1,23 trilhões de massas solares).

o resto do Grupo local não é tão conhecido como se poderia esperar. Isso se deve, em parte, ao fato de que nossa própria galáxia bloqueia nossa visão de mais de 20% da esfera celeste. O bloqueio é menos profundo com luz infravermelha do que é para a parte visível do espectro. Isso permitiu o bastante recente descoberta ofGalaxiesbehind a via Láctea, incluindo aquela em que o centro é only78000 anos-luz de distância, o que torna a nossa mais próximo neigbor ainda: Ele foi descoberto em 1994, e dá pelo nome de”SagittariusDwarf Galáxia Elíptica”, ou “SagDEG”(para não ser confundido com theSagittarius Anão Galáxia Irregular, abreviado SagDIG).O recordista anterior era a nuvem de Magalhães proeminente, que é visível a olho nu do hemisfério sul,e está localizada a uma distância de cerca de 179000 anos-luz.

Local(Grupo de galáxias classificados por massa)

Designação	Massa (/109 Sóis)	Diâmetro (/103 l)	Estrelas (/109)
via Láctea	1900	100	400
Andrômeda (M31)	1230	200	500
Triangulum (M33)	200	60	40
Grande Nuvem De Magalhães	10	35	20
Pequena Nuvem De Magalhães. Nuvem	6.5	7	3

As massas listados na tabela acima são as mais recentes estimativas que nós poderíamos encontrar para thetotal massas das galáxias. Uma grande galáxia muitas vezes tem um halo escuro massivo,que contribui para a maior parte de sua massa. A presença de tal halo é revelada estudando como as velocidades orbitais das estrelas varywith suas distâncias do centro galáctico. Outras galáxias,como a Grande Nuvem de Magalhães (LMC), parecem ter um halo menos massivo (uma proporção de massa para luz de cerca de 4)…

até abril de 2002, a nossa imagem mais profunda do Universo foi fornecida por duas imagens dramáticas do Telescópio Espacial Hubble (HST). O primeiro foi uma visão profunda de um pequeno trecho do céu do Norte, com 342 exposurestaked com o Campo Largo e câmera planetária 2 (WFPC2)por 10 dias consecutivos entre 18 e 28 de dezembro de 1995. Tornou-se conhecido como Hubble Deep Field (HDF). Uma “imagem” semelhante foi tirada em outubro de 1998 para o benefício dos observadores do Sul (Hubble Deep Field South, HDF-S). O wfpc2 usado em ambos os casos foi instalado on the HST to correct the spherical aberration of the primarymirror; it replaces an earlier version which did not expect the aberration(hence the “2” in the denomination).

o instrumento consiste em 4 câmaras CCD separadas, cada uma com uma resolução de 800 por 800 pixels. Um divisor na forma de uma pirâmide quadrada é usado, de modo que cada uma das 4 câmeras pode lidar com um quarto do campo de visão. A chamada câmera planetária (PC) tem uma resolução maior do que as outras três câmeras de “Campo Largo”, e assim cobre um pedaço menor do céu. Isto dá ao campo total de visão a estranha forma “chevron” ilustrada acima. É costume expressar a resolução de um camerain milli-arcsecond telescópico CCD (mas) por pixel. Este é 45,5 mas / pixel para a câmera planetária (PC) e 96,6 mas/pixel para as câmeras de Campo Largo (WF2, WF3 e WF4). 800 vezes o ângulo por pixel dão a largura angular do campo de visão quadrado de cada instrumento (respectivamente 36.4 e 77.28 arcsec). Expresso em steradians (sr),todo o campo de visão da WFPC2, portanto, é:

(p/648000)2 ” 4p / 27.8 106 (” 5.345 arcmin2 )

Isso seria subtendido por um disco de cerca de 0,66 mm em diameterat uma distância de 0,75 m; que os meios de comunicação descrito como”um grão de areia no comprimento do braço”.Em outras palavras, toda a esfera celeste (4P sr) é cerca de 27,8 milhões de vezes maior que o campo de visão de WFPC2. 1686 galaxieshave foi encontrado na imagem HDF (um pouco menos do que nos HDF-s subsequentes),mas estima-se que cerca de 4500 seriam detectados com melhor sensibilidade. Este palpite traduz-se num total de cerca de 125 mil milhões de galáxias(125 000 000). Em distâncias cosmológicas, apenas a 2 galáxias (a via Láctea e Andrômeda) seria bedetectable por WFPC2 entre as três dezenas de nosso Grupo Local, podemos, então, acho que thetotal número de galáxias no Universo observável pode ser 20 vezes maior,se menor de galáxias estão a ser contabilizados. (Também, galáxias jovens podem colidir para formar galáxias maiores, de modo que as galáxias devem ser mais numerosas em distâncias muito grandes, onde observamos um universo mais jovem.)

volta mais tarde, ainda estamos a trabalhar nisto…

In March 2002, the so-called advanced Camera for Surveys (ACS) was installedaboard the NASA/ESA Hubble Space Telescope,in the space vacated by the Faint Object Camera (FOC). O ACS é um instrumento com resolução mais fina (49 mas / pixel)do que o Wfpc2 e um campo de visão (202″ 202″) cerca de 2,12 vezes maior. Os detectores CCD consistem em duas matrizes de 2048 4096 pixels, cada uma com 15 mm de lado (1/10 da largura de um cabelo humano).O instrumento também é cerca de 5 vezes mais sensível do que o WFPC2,permitindo que as observações do céu profundo sejam concluídas muito mais rapidamente. Em 1 e 9 de abril, o ACS recém-instalado obteve uma imagem dramática da galáxia girino (UGC 10214,a uma distância de 420 milhões de anos-luz, na constelação de Draco)através de 3 exposições separadas através de filtros infravermelhos próximos, laranja e azul. O retrato colorido resultante foi lançado em 30 de abril de 2002 e mostra um fundo de cerca de 6000 galáxias individuais. Para um campo de visão cerca de duas vezes maior, isso se traduz na mesma extensão que as estimadas 3000 galáxias vistas em qualquer uma das imagens do “Hubble Deep Field” (HDF e HDF-S) obtidas com o WFPC2 em 1995 e 1998. (Note que a exposição total ACS para o Quadro giratório foi 12 vezes mais curta do que a exposição total para qualquer imagem WFPC2.)

volta mais tarde, ainda estamos a trabalhar nisto…

fotometric redshiftsmay be used to obtain an overall distribution of the number N (z) of galaxies observed at a certain redshift. A partir dessa distribuição, o número de galáxias não detectadas pode ser melhor estimado. Volta mais tarde, ainda estamos a trabalhar neste…

(2002-05-29)
quantos grãos de areia há na Terra? Um poeta disse uma vez que”os grãos de areia crescem constantemente em número,e os desertos estão ficando maiores”. À primeira vista, o poeta parece estar a dizer a verdade.: Cada vez que um grão de areia quebra, o número de grãos aumenta em pelo menos um(vamos ignorar, por agora, o fato de que areia muito fina pode tornar-se tecnicamente silt, lama ou argila no processo).

em uma escala de tempo geológico,no entanto,esta observação poética agradável fica aquém da contabilidade correta, pois há processos que diminuem o número de grãos de areias também. Durante longos períodos de tempo, a areia pode tornar-se arenito, arenito,arenito ou xisto… Ao longo de períodos mais longos, o material de algumas dessas rochas sedimentares pode ser lentamente reciclado e, eventualmente, reaparecer como rocha sólida do interior da Terra. Isto é o que a tectónica de placas eventualmente implica: com a possível excepção de alguns cristais de zircão em regiões limitadas de algumas placas continentais ,cada grão microscópico de cada rocha já observado é muito mais jovem do que a própria terra. O fundo do mar mais antigo, em particular, não é muito mais velho do que 200 milhões de anos (menos de 5% da Idade da Terra).Vamos ignorar, portanto, as dúvidas do poeta e considerar apenas a areia que está atualmente na face da nossa terra madura. O número de grãos tem sido quase constante por algum tempo…Volta mais tarde, ainda estamos a trabalhar neste…

(2002-05-11)
quanta matéria há no universo? Quantas partículas elementares?

a massa total de uma galáxia pode ser estimada muito precisamente a partir das velocidades das estrelas que orbitam a uma certa distância do seu núcleo. Além disso, a forma como tais velocidades variam com a distância indica como a massa é distribuída na galáxia. O problema é que esta massa é encontrada para ser cerca de 10 vezes maior do que a massa total de qualquer coisa que vemos ou adivinhamos (estrelas e gás interestelar ou poeira). 90% da massa em ou ao redor das galáxias está, portanto, desconhecida e tornou-se matéria escura de knownas. Uma vez que soluções possíveis óbvias para o problema(como numerosas anãs marrons quase indetectáveis) estão sendo descartadas,algumas estão sugerindo que a matéria comum (a chamada matéria bariônica)não é tudo o que existe. Pelo contrário, a maioria das coisas no universo pode ser outra coisa que ainda não conseguimos detectar devido à sua aparente falta de interacção com tudo o que vemos, excepto os efeitos gravitacionais… A natureza da matéria escura pode ainda ser incerta,mas os avanços recentes confirmam o fato básico de que cerca de 90% da massa total no universo é matéria escura. Volta mais tarde, ainda estamos a trabalhar neste…

densidade do universo