100 Anos da Cosmologia Relativística (1917–2017). Parte I: Das Origens à Descoberta da Expansão Universal (1929)

Abstract

Estamos vivenciando um período de extrema efervescência intelectual naárea da cosmologia. Um volume enorme de dados observacionais em quantidade e qualidade sem precedência e um arcabouço teórico mais consistente, impeliram a cosmologia para uma era da precisão, transformando a disciplina emárea de ponta da ciência contemporânea. Observações com Supernovas do tipo Ia (SNe Ia) mostraram que o Universo está expandindo aceleradamente, um fato sem explicação no modelo desacelerado tradicional. Identificar a causa dessa aceleraçãoé hoje o problema mais fundamental daárea. Tal como ocorreu no renascimento científico, a solução norteará os rumos da disciplina no futuro próximo e as possíveis respostas (se energia escura, alguma extensão da relatividade geral ou um mecanismo ainda desconhecido) deverão também alavancar o desenvolvimento da física. Nesse contexto, sem abdicar de uma abordagem pedagógica, apresentamos uma visão geral tanto dos principais resultados teóricos quanto das descobertas observacionais mais significativas da cosmologia nosúltimos 100 anos. A saga da cosmologia moderna será apresentada numa trilogia. Neste artigo (Parte I ), com base nos artigos de Einstein, de Sitter, Friedmann, Lemaître e Hubble, descreveremos o período decorrido entre as origens da cosmologia e a descoberta da expansão Universal (1929). Na Parte II veremos o período de 1930-1997, finalizando com o velho modelo padrão desacelerado. A Parte III será inteiramente dedicada ao modelo acelerado do Universo, o paradigma cósmico do século XXI. Palavras-chave: Cosmologia, Astronomia Extragaláctica, Expansão do Universo, Lei de Hubble.We are experiencing a period of extreme intellectual effervescence in the area of cosmology. A huge volume of observational data in unprecedented quantity and quality and a more consistent theoretical framework propelled cosmology to an era of precision, turning the discipline into a cutting-edge area of contemporary science. Observations with type Ia Supernovae (SNe Ia), showed that the expanding Universe is accelerating, an unexplained fact in the traditional decelerated model. Identifying the cause of this acceleration is the most fundamental problem in the area. As in the scientific renaissance, the solution will guide the course of the discipline in the near future and the possible answers (whether dark energy, some extension of general relativity or a still unknown mechanism) should also leverage the development of physics. In this context, without giving up a pedagogical approach, we present an overview of both the main theoretical results and the most significant observational discoveries of cosmology in the last 100 years. The saga of cosmology will be presented in a trilogy. In this article (Part I ), based on the articles by Einstein, de Sitter, Friedmann, Lemaître and Hubble, we will describe the period between the origins of cosmology and the discovery of Universal expansion (1929). In Part II we will see the period from 1930 to 1997, closing with the old standard decelerated model. The Part II...