Astrofísica é o ramo da Astronomia que lida com a Física do Universo, incluindo suas propriedades físicas (luminosidade, densidade, temperatura, composição química) de objetos astronômicos como estrelas, galáxias e meio interestelar, e também das suas interações. Na prática, pesquisas astronômicas modernas envolvem uma quantia substancial da Física Teórica e experimentos práticos.
A Astrofísica não deve ser confundida com a Cosmologia, esta se ocupa da estrutura geral do universo e das leis que o regem num sentido mais amplo, embora sob muitos aspectos ambas seguem um caminho paralelo.
A natureza físico-química da matéria
A Astrofísica além de determinar as constantes universais, é o ramo da física que demonstra a natureza dos corpos celestes através de instrumentação científica.
A razão da determinação de parâmetros tem fundamental importância sobre a busca do conhecimento a todos os eventos universais. Não se pode dissociar o espaço-tempo em tempo e espaço, da matéria e da energia, e estes sim são mensuráveis.
Perguntas da humanidade sobre a natureza do Cosmo
Qual é a idade do universo e das estrelas que o compõe? Sua composição? Como sabemos se as estrelas estão consumindo seu combustível e a que velocidade? O efeito da gravidade pode desviar a luz e distorcer o espaço?
Como a Astrofísica procura responder
Fazendo-se uma análise espectrográfica através do espectrofotômetro de absorção atômica temos como verificar se um astro está se movendo, em que direção e velocidade. Podemos saber se existe um desvio da luz causado pela gravidade de algum corpo próximo, a composição das estrelas e dos gases que estão dispersos, entre estas e o instrumento que faz a medição.
Sempre quando verificamos o espectro de uma estrela, observamos que suas linhas espectrais desviam para o vermelho. Isto se dá, porque ela está se afastando, ao contrário, se estiver se aproximando, o desvio será para o azul. As falhas devido à absorção atômica indicam sua composição. A distância entre linhas espectrais indica vários parâmetros, inclusive a presença de gases e poeira entre a estrela e a Terra.
Outros exemplos de instrumentos usados em astrofísica são os aceleradores de partículas, entre outros equipamentos, estes podem determinar a composição inicial de nosso universo e o comportamento das partículas elementares ao nível de microcosmo.
O telescópio óptico, o radiotelescópio, entre outros, também são exemplos do uso de instrumentação física experimental para a análise e dedução de parâmetros de corpos estelares.
As técnicas de análise
No início do século XX em torno de 1910-1912 começou o estudo espectral das galáxias. Em torno de 1917 o astrônomo holandês Willen de Sitter demonstrou teoricamente através da relatividade geral que o Universo se expandia, faltando apenas a comprovação "prática".
Na mesma época foi constatado que em sua imensa maioria, as galáxias têm um desvio para o vermelho que aumenta progressiva e proporcionalmente à distância.
Lei de Hubble-Homason
Edwin Powell Hubble e seu colega Milton L. Homason que deduziram uma relação entre a abertura angular “característica universal associada a perspectiva afastamentos de objetos distantes” e o exame espectroscópio com sua aceleração, encontrando a equação conhecida como Lei de Hubble-Homason onde: "Vm=16r", "Vm" é a velocidade de afastamento da galáxia, dada em quilômetros por segundo, e "r" expressa a distância entre a Terra e a galáxia em estudo, dada em unidades de milhões de anos luz, esta descoberta é considerada o início da moderna astrofísica.
Os passos da astrofísica
A Astrofísica iniciou-se no momento em que os humanos olharam para o firmamento com curiosidade científica e tentaram comparar os fenômenos celestes aos fenômenos terrestres.
Não se pode datar um início desta ciência, porém, pode-se ter uma ideia de seu desenvolvimento através dos tempos.
Acredita-se que os primeiros filósofos da Antiguidade clássica foram os precursores da astrofísica desenvolvendo novos conceitos e estabelecendo as primeiras regras para nortear a pesquisa racional do Universo.
Tales de Mileto foi fundador da escola de Mileto. Já naquela época imaginava que o céu era uma abóbada e esta estaria dividida em cinco círculos, o ártico, trópico de verão, o equador, o trópico de inverno e finalmente o antártico. Explicou o eclipse do Sol e que a Lua é por ele iluminada.
Anaximandro de Mileto, utilizou as proporções matemáticas e geométricas para tentar mapear a abóbada celeste, elaborou tratados sobre astronomia, cosmologia e geografia.
O conceito de abóbada celeste e o estabelecimento de um sistema de coordenadas de espaço foi uma descoberta importante que levou à astronomia esférica ou astronomia de posição, assim, as posições dos astros puderam ser determinadas e catalogadas racionalmente.
Este processo de catalogação é executado até a atualidade e continuará a ser usado, acredita-se por muito tempo.
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