UEM 2018 (Verão, Conhecimentos Específicos) — questão 12 de Física

Enunciado em texto

A partir de medidas de desvio para o vermelho no espectro da luz proveniente de nebulosas extragalácticas, Hubble afirmou que esse fenômeno poderia ser interpretado devido ao movimento radial dessas nebulosas em relação à Terra. Ele estabeleceu uma relação de proporcionalidade entre a velocidade radial $v$ de nebulosas extragalácticas e a distância $d$ em que elas se encontram em relação à Terra. Hoje em dia, essa relação é conhecida pelo nome de Lei de Hubble e pode ser escrita na forma $v = Hd$, em que $H \approx 71\ \frac{\text{km/s}}{\text{Mpc}}$ é chamada de constante de Hubble. Em um de seus livros, ele escreveu: “Os espectros das nebulosas são peculiares pelo fato de as linhas não estarem nas posições usuais encontradas nas fontes de luz próximas. Elas estão deslocadas em direção à extremidade vermelha de suas posições normais, como é indicado por espectros de comparação apropriados. Os deslocamentos, denominados desvios para o vermelho, aumentam, na média, com a tenuidade aparente da nebulosa sob observação. Como a tenuidade aparente mede a distância, segue-se que os desvios para o vermelho aumentam com a distância. Uma investigação detalhada mostra que a relação é linear.” (Adaptado de NEVES, M. C. D.; SILVA, J. A. P. Evoluções e revoluções: O mundo em transição. 2ª edição. Maringá: Massoni, 2010, p. 219). Em relação a esse assunto e sabendo que $1\ \text{Mpc} \approx 3 \times 10^{19}$ km, assinale o que for correto.

(01) Tanto a velocidade de afastamento das nebulosas quanto suas distâncias em relação à Terra são inferidas a partir de desvios para o vermelho e tenuidade aparente, respectivamente.

(02) De acordo com o efeito Doppler luminoso, a luz proveniente de uma fonte luminosa afastando-se do observador chega com uma frequência maior.

(04) Um deslocamento para a extremidade violeta das raias espectrais da luz proveniente de uma fonte luminosa pode ser interpretado como uma aproximação entre a fonte e o observador.

(08) A luz proveniente das nebulosas mencionadas no texto chega à Terra com um comprimento de onda menor em comparação com o comprimento de onda da luz proveniente de fontes de luz próximas.

(16) Por meio de análise dimensional da Lei de Hubble, conclui-se que a constante de Hubble pode ser interpretada como uma grandeza física com dimensão de frequência.

(Enunciado: Vestibular UEM 2018 (Verão), Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).