A linha Ha (?_em = 656,3 nm) de uma galáxia é observada em ?_obs = 700,0 nm. Usando c = 3,0×10^8 m/s, calcule…

Questão

A linha Ha (?_em = 656,3 nm) de uma galáxia é observada em ?_obs = 700,0 nm. Usando c = 3,0×10^8 m/s, calcule o desvio z = (?_obs-?_em)/?_em, estime a velocidade radial v ˜ z·c (válido para z << 1) e interprete o resultado em termos da expansão do universo. Apresente equações, cálculos numéricos e comentários físicos.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Calcule z: z = (700,0 nm - 656,3 nm)/656,3 nm = 43,7/656,3 ˜ 0,06663. 2) Estime v: v ˜ z·c = 0,06663·3,0×10^8 m/s ˜ 1,999×10^7 m/s ˜ 2,0×10^7 m/s (˜20 000 km/s). 3) Interpretação: z>0 indica desvio para o vermelho — a galáxia afasta-se de nós; isso é consistente com a expansão cósmica. Pela lei de Hubble (v = H0·d), um valor típico H0 ˜ 70 km/s·Mpc implicaria uma distância aproximada d ˜ v/H0 ˜ (20 000 km/s)/(70 km/s·Mpc) ˜ 286 Mpc, mostrando que a galáxia está a centenas de megaparsecs. Observações espectroscópicas como essa são evidência empírica da expansão do universo.

Explicação

O cálculo do desvio z permite quantificar o afastamento da galáxia em relação à Terra, indicando que ela está se movendo para longe de nós. A velocidade radial estimada, utilizando a relação v ˜ z·c, confirma esse afastamento e sugere uma grande distância da galáxia. A interpretação do desvio para o vermelho como uma evidência da expansão do universo está alinhada com a lei de Hubble, que relaciona a velocidade de recessão com a distância das galáxias.

Raio-X da questão

Questões parecidas com resolução

• Um espectro de galáxia mostra linha Lyman-a (?0 = 121,6 nm) observada em ? = 365 nm. Calcule o redshift z = (?-?0)/?0 e…
• (DISSERTATIVA, Dif 3) Uma galáxia apresenta desvio para o vermelho z = 0,02. Usando a aproximação v ˜ z·c (c = 3,0×10^8…
• Explique como a lei de Hubble v = H0·d e o desvio para o vermelho z = ??/?_em sustentam o modelo de expansão do…
• Considere a lei de Hubble v = H0 · d com H0 = 2,3×10^-18 s^-1. Estime a idade do universo usando t ˜ 1/H0 (faça o…
• Disserte, em linguagem acessível, o procedimento físico e os cálculos necessários para (a) determinar a distância d de…

Todas as questões de Biodiversidade e Sustentabilidade