Orientador: Washington Luiz Pacheco de Carvalho / Banca: Rodolfo Langhi / Banca: Alexandre Cesar Dourado Neves / Banca: Sérgio Mascarello Bish / Banca: Roberto Nardi / Banca: Elói Teixeira César / Banca: João José Caluzi / Resumo: O ensino da astronomia e astronáutica no Brasil, referente à formação de professores, extensão universitária e currículo do ensino básico, pode ter um novo enfoque e uma nova ênfase dada dos seus conteúdos e abordagens. Desde a década de sessenta, currículos de ensino de ciências com ênfase em CTSA - ciência, tecnologia, sociedade e ambiente - vêm sendo desenvolvidos no mundo inteiro. Tais currículos apresentam como objetivo central preparar os alunos para o exercício da cidadania e caracterizam-se por uma abordagem dos conteúdos científicos no seu contexto social. O estudo crítico do tema astronomia e astronáutica, com ênfase nesta perspectiva, nos permitiu analisar sua aplicação em um curso de formação de professores, com o intuito de problematizar o assunto e promover discussões em sala de aula, de forma a relacionar as questões sociais, científicas, tecnológicas, éticas e ambientais do tema. Deste estudo, baseado em documentos internacionais de fóruns de discussão sobre o uso do espaço e das tecnologias espaciais e da área de direito espacial, enumeramos algumas questões sociocientíficas que podem ser identificadas como ponto de partida para o desenvolvimento de uma educação crítica da área. Esta pesquisa também procurou investigar fatores relevantes para o desenvolvimento de processos formativos em uma amostra de dezoito professores do ensino básico durante um curso de curta duração em astronomia. A pesquisa pretendeu interpretar, através da análise dos dados obtidos a partir das discussões em sala de aula e de suas respostas aos questionários, suas predisposições em trabalhar o tema sob este novo aspecto, suas necessidades formativas em conteúdos e metodologias de ensino em astronomia para que tal trabalho seja viabilizado. Buscamos a resposta ao questionamento central:... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The astronomy and astronautics education in Brazil, relating to teacher training, university extension and basic education curriculum, may have a new focus and a new emphasis given to its content and approches. Since the sixities, science education currícula with emphasis on STSE - science, technology, society and environment - are being developed worldwide. The main objective of such currícula is to prepare students for citizenship and they are characterized by and approach of scientific content in their social context. The critical study of astronomy ans astronautics theme, emphasizing this perspective, allows us to analyze their applicability in a training course for teachers, in order to discuss the subject and to promote discussion in the classroom, aiming to relate its social, scientific, technological, ethical and environmental issues. From this study, based on international documents of forums discussion on the space technologies and space law area, we listed some socioscientific issues that can be identified as a starting point for developing a critical education in the area. This research also had sought to investigate relevant factors to the development of formative processes in sample of eighteen elementary school's teachers during a short astronomy course. The research intended to interpret, through the data's analysis obtained from the discussions in the classroom and their answers to the questionnaires, their predispositions to work under the theme of this new aspect, their training needs in contend and teaching methodologies in astronomy so that work can be made possible. We seek to answer the mean question: how and why an astronomy course proposal, limited by some critical principles, can contribute to the conception of astronomy education of the teachers, interfering with the meaning that they have about the topic? What... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Horatiu Stefan Nastase / Banca: Rogério Rosenfeld / Banca: Victor Rivelles / Resumo: Nesta dissertação estudamos o mecanismo atrator e a função entropia para buracos negros. Depois de revisarmos alguns aspectos de Relatividade Geral e buracos negros do tipo Schwarzschild, Reissner-Nordstrom e Kerr-Neumann demonstraremos detalhadamente como são deduzidas a lei zero e a primeira lei das chamadas Leis da Termodinâmica de Buracos Negros. Apresentaremos também a segunda e a terceira destas leis e discutiremos a relação entre as Leis da Termodinâmica e as Leis da Termodinâmica de Buracos Negros. Após isso, apresentaremos um exemplo para demonstrar como ocorre o chamado fenômeno atrator, que faz com que todos os campos escalares admitam o mesmo valor sobre o horizonte de eventos do buraco negro, fazendo-os então perder toda a memória de suas condições iniciais no infinito. Finalmente, apresentaremos a dedução da chamada função entropia de Sen, e demonstraremos sua importância no que se refere ao estudo dos campos escalares de um buraco negro para a geometria próxima ao horizonte de eventos, ou seja, para o mecanismo atrator. Demonstraremos a validade deste formalismo através da solução de Reissner-Nordstrom usual em 4 dimensões e de uma teoria correspondendo à parte bosônica de uma ação da supergravidade à baixas energias / Abstract: In this Master Thesis we study the attracto rmechanism and the entrop yfunction for black holes. After reviewing some aspects of General Relativity and black holes solutions of the Schwarzschild, Reissner-Nordstrom and Kerr-Newmann type, we give a detailed derivation of the zeroth and first of the so-called Laws of Black Hole Thermodynamics. We will also present the second and third laws and discuss the relation between The Laws of Thermodynamics and The Laws of Black Hole Thermodynamics. Then we will present an example of how the so-called attractor phenomena occurs, which makes all the scalar fields assume the same value on the black hole event horizon, forcing them to lose all the memory of their initial conditions at the infinity. Finally, we will present the derivation of the so-called Sen's entropy function, and we will show its importance concerning the study of scalar fields of a black hole for the near horizon geometry, or in other words, for the attractor mechanism. We will show the validity of this formalism through the usual Reissner-Nordstrom solution in 4 dimensions and a theory corresponding to the bosonic part of a low energy supergravity action / Mestre

O presente trabalho, inserido no âmbito da disciplina terminológica, tem como principal objetivo a observação de dois fenômenos linguísticos no domínio da Astronomia: a neologia e a variação terminológica. Para tanto, o corpus da pesquisa é constituído por textos de diferentes graus de especialização: obras de Astronomia geral, obras de divulgação científica, teses e dissertações recém-defendidas na área. O termo neológico é tratado sob um enfoque social, assumindo-se a dinamicidade inerente às línguas de especialidade, particularmente às áreas científicas que mais dependem dos avanços tecnológicos, tal como a Astronomia. Ao mesmo tempo, observou-se que a variação terminológica é notável em todos os níveis do corpus de análise e que mesmo os termos neológicos surgem, muitas vezes, ao lado de variantes. Para determinar o caráter da neologicidade dos termos, baseou-se nos critérios tradicionalmente seguidos na pesquisa neológica, como o corpus de exclusão, e em outros critérios propostos, como as marcas metalinguísticas. Em um viés paralelo, levantou-se, a partir do corpus de Astronomia geral, uma árvore do domínio trilíngue, estabelecendo-se as equivalências, em português, inglês e francês, entre aproximadamente 500 termos de oito subdomínios da área. Assim, os estrangeirismos de origem inglesa, em particular os decalques, mostraram-se predominantes no que concerne à criação lexical na área; por sua vez, a variação sintática é a forma mais produtiva de variantes. Por fim, com base nas particularidades da linguagem do domínio, propomos, então, uma classificação tipológica para cada um desses fenômenos na terminologia da Astronomia. / The present study, within the context of Terminology, aims at investigating two linguistic phenomena in the field of Astronomy: neology and terminological variation. Therefore, the corpus is composed of texts of different degrees of specialization: General Astronomy books, popular science magazines, theses and dissertations recently defended in this area. Neological unity is treated under a social focus, assuming the dynamics which is inherent to specialized languages, especially to the scientific areas that are closely related to technological advances, such as Astronomy. At the same time, it was observed that the terminological variation is remarkable at every level of the corpus, and that even the neological terms often come up along with variants. In order to determine the neological character of terms, the analysis was based on criteria traditionally followed in neological research, such as the corpus of exclusion, and other proposed criteria, such as metalinguistic elements. Tangentially, a trilingual conceptual structure was organized, based on the general Astronomy corpus, establishing equivalences, in Portuguese, French and English, among about 500 terms in eight subdomains of the domain. Thus, English foreign words, especially calques, were shown to be predominant with regard to neologisms in this field; in turn, syntactic variation is the most productive form of variants. Finally, based on the specifications of the language of the domain, we propose, then, a typological classification for each of these phenomena in the terminology of Astronomy.

Experimentos modernos com observações das posições e redshifts de galáxias em grandes áreas do céu representam uma poderosa ferramenta para a investigação de modelos cosmológicos. Entretanto, estas observações trazem consigo novos desafios práticos e teóricos para a extração da informação contida nos dados. Esta dissertação faz uma revisão da interpretação teórica da aglomeração de galáxias e dos efeitos de lenteamento gravitacional fraco por estruturas em largas escalas no Universo, no contexto de modelos cosmológicos FLRW. Esta interpretação e geral, na medida em que os efeitos da curvatura espacial são apropriadamente considerados, sendo portanto verdadeiros para Universos FLRW com conteúdos arbitrários de matéria e energia escura. Neste contexto, consideramos a estatística de dois pontos no espaço de configurações e no espaço harmônico, obtendo formulas gerais para a função de correlação de dois pontos no espaço real e no espaço de redshifts. Incluímos ainda efeitos de grandes ângulos e consideramos a aproximação de observador distante de forma apropriada. Uma característica importante de levantamentos fotométricos de galáxias e a de que eles vão ganhar em área e profundidade, em troca de uma pior determinação das posições radiais. Neste contexto, uma técnica padrão para extração de informação cosmológica dos dados consiste em dividir as galáxias em bins de redshift, de forma a assim usar a função de correlação angular (ACF) w() e o espectro de potencias angular (APS) C. Nesta dissertação também tratamos o problema de vincular parâmetros cosmológicos usando técnicas de inferência estatística Bayesiana a partir das medidas da ACF e do APS em grandes escalas. Diferentes técnicas computacionais são discutidas e um modelo detalhado para a ACF em grandes escalas ´e apresentado, incluindo todos os efeitos relevantes, como não-linearidades gravitacionais, o bias, distorções no espaço de redshift, e incertezas nas estimativas de redshifts (photo-zs). Apresentamos uma analise da ACF em grandes escalas para galáxias do CMASS, um catalogo de redshifts fotométricos baseado no Data Release 8 do Sloan Digital Sky Survey- III, mostrando que a ACF pode ser eficientemente aplicada para vincular cosmologia em levantamentos fotométricos do futuro. Também apresentamos uma analise similar em dados simulados do Dark Energy Survey, mostrando que no futuro próximo tal analise nos permitira vincular modelos cosmológicos com precisão ainda maior. Finalmente, apresentamos um trabalho preliminar sobre correlações angulares de posição e shear no espaço harmônico para as simulações Onion. / Modern wide-area multi-color deep galaxy redshift surveys provide a powerful tool to probe cosmological models. Yet they bring new practical and theoretical challenges in order to exploit the information contained in their data. This dissertation reviews the theoretical interpretation of clustering of galaxies and shear/convergence weak lensing effects by the large scale structure of the Universe in the context of FLRW cosmological models. This interpretation is general in the sense that the effects of the spatial curvature are properly taken into account, thus holding for FLRW Universes with arbitrary content of matter and dark energy. In this context, we consider two-point statistics both in configuration and harmonic spaces, providing general formulae for the two-point correlation function in real and redshift space. We further include wide angle effects and consider the proper distant observer approximation. One main characteristic of photometric galaxy surveys is that they will gain in area and depth, in exchange for a poorer determination of radial positions. In this context splitting the data into redshift bins and using the angular correlation function (ACF) w() and the angular power spectrum (APS) C constitutes a standard approach to extract cosmological information. This dissertation also addresses the problem of constraining cosmological parameters using Bayesian inference techniques from measurements of the ACF and the APS on large scales. Different computational approaches are discussed to accomplish this goal and a detailed model for the ACF at large scales is presented including all relevant effects, namely nonlinear gravitational clustering, bias, redshift-space distortions and photo-z uncertainties. We present an analysis of the large scale ACF of the CMASS luminous galaxies, a photometric-redshift catalogue based on the Data Release 8 (DR8) of the Sloan Digital Sky Survey-III, showing that the ACF can be efficiently applied to constrain cosmology in future photometric galaxy surveys. We also present a similar analysis on simulated data from the Dark Energy Survey (DES), showing that in the near future such analysis will allow us to constrain cosmological models with even high precision. Finally, we also present preliminary work on the position and shear angular correlations in harmonic space for the Onion simulations.

Resumo: Este trabalho é fruto de uma investigação em um curso de extensão em astronomia, destinado a professores, e realizado no formato à distância. As ferramentas do curso foram analisadas em sua função para o aprendizado, e em sua coerência com a proposta pedagógica declarada pelos coordenadores do curso como construtivista. Concomitante a isso, foram analisadas as movimentações de três cursistas pelo Ambiente Virtual de Aprendizagem (AVA), quantitativamente ao longo de todo o curso e mais pormenorizadamente ao longo de 4 das 30 semanas-aulas. Para complementar os dados quantitativos, foi feita uma entrevista semi-estruturada com os cursistas ou coletados dados a partir de uma apreciação do curso, que eles redigiram. Como resultados, foram apontadas principalmente duas ferramentas que, da forma como foram utilizadas pelos elaboradores do curso, promoveram problematização, conexão com as ideias iniciais do aprendiz, incentivo à interação e à autonomia no aprendizado: o roteiro de estudos e o quiz. Com respeito à movimentação dos cursistas, foi possível verificar que tanto em seu discurso como em seus dados de movimentação pelo AVA, eles valorizaram bastante as duas ferramentas destacadas e se movimentaram pelo AVA de modo a acessar a grande maioria das ferramentas disponibilizadas na semana-aula, e que a movimentação dos cursistas era consistente e frequente ao longo das semanas. Não houve correlação entre picos de acesso e vésperas de provas ou semanas mais difíceis, tampouco houve relação entre maior intensidade de acessos e melhor desempenho (em se tratando de cursistas aprovados no curso). Comparando a quantidade de cliques com a quantidade de acessos de cada cursista e toda a movimentação realizada dentro do AVA, podemos afirmar que o cursista acessa as ferramentas de uma forma compatível com as orientações do curso, ou seja, de um modo como os elaboradores do curso planejaram tais ferramentas. / This work is a product of an investigation within a distance education course on Astronomy designed for school teachers. The course tools were analysed in their function to learning and coherence with the declared pedagogical proposal of the course, declared by the course coordinators as construtivist. In addition to that, we have analysed the movements of 3 students within the Virtual Learning Environment (VLE) of the course. This was done quantitatively through the whole course and more detailed for 4 of the 30 weekly classes. To complement the quantitative data, we have also interviewed those students or taken data from a course appreciation they wrote and that was available in the online environment. As results, we point out two main tools that, in the way they were used by the course elaborators, promoted problematization, connection with the initial ideas of the learners, interaction and growing autonomy: the study guide and the quiz. Analysing the learners movement in the VLE, we could verify that they valued those tools and accessed all tools made available for each class, some more than once. The learners access was consistent and frequent, and no correlation was observed between intensity of access and proximity to final exams, nor marks (emphasizing that all 3 learners succeeded in the course). Comparing the quantity of clicks and quantity of accesses of each student and all movement inside the VLE, we can state that the learner accesses the tools in a way that is consistent with the way the course elaborators planned the tools to be used.

The dynamics of formation of the observed large-scale structures, along with dark matter, dark energy, the accelerated expansion of the universe and their inter-connections remain as some of the biggest puzzles of modern cosmology and have been extensively investigated over the last years. In particular, understanding the nature of cosmic acceleration foresees important implications for Cosmology, Gravitation and Particle Physics, among others. Complementary cosmological probes from large photometric and spectroscopic galaxy surveys, such as DES and eBOSS, represent a powerful approach to these problems, while simultaneously offering new practical and theoretical challenges for exploiting the information contained in observed data. In this work, we present three analyses of the large scale structure of the universe in the context of two galaxy surveys, the DES and the eBOSS, by measuring clustering signal of tracers for the matter distribution using different approaches to their two-point correlation function and power spectrum. In the context of BOSS-eBOSS, we present contributions to some of the first analyses of the clustering signal in configuration space of ELGs and LRGs with early eBOSS data and their interpretation and comparison with previous data and theoretical models. In the context of DES, we present measurements of the galaxy angular power spectrum of galaxies using data from the first year of observations and use these measurements to search for the BAO feature in harmonic space. This work is part of the DES effort for the analysis of the BAO feature in Y1 data. / A dinâmica da formação de estruturas em larga escala no universo, assim como a matéria escura, a energia escura, a expansão acelerada do universo e suas inter-relações permanecem atualmente como grandes desafios da cosmologia moderna e tem motivado numerosos estudos na última década. Em particular, a compreensão da aceleração cósmica prenuncia implicações importantes que podem revolucionar as teorias da cosmologia, gravitação e física de partículas elementares, entre outras. Testes cosmológicos complementares em grandes levantamentos de galáxias óticos e espectroscópicos, como o DES e o eBOSS representam uma abordagem poderosa para estes problemas e, ao mesmo tempo, oferecem novos desafios práticos e teóricos para extrair a informação contida nos dados. Neste trabalho, apresentamos análises da estrutura de larga escala do universo no contexto de dois levantamentos de galáxias, o DES e o eBOSS, medindo o sinal de aglomeração de traçadores para a distribuição de matéria usando diferentes abordagens para sua função de correlação de dois pontos e espectro de potências. No contexto do BOSS-eBOSS, apresentamos contribuições para algumas das primeiras análises do sinal de clustering no espaço de configuração de ELGs e LRGs com dados tempranos do eBOSS e sua interpretação e comparação com dados anteriores e modelos teóricos. No contexto do DES, apresentamos medições do espectro de potência angular de galáxias usando dados do primeiro ano (Y1) de observações e utilizamos estas medidas para estudar o sinal de BAO no espaço harmônico. Este trabalho faz parte do esforço do DES para a análise do sinal de BAO em dados Y1.

Orientador: Angel Fidel Vilche Peña / Banca: Celso Xavier Cardoso / Banca: Agda Eunice de Souza Albas / Banca: Renivaldo José dos Santos / Resumo: A visão de um céu estrelado numa noite límpida tem fascinado a Humanidade desde os tempos pré-históricos. O homem começou a "fazer ciência" a partir do momento em que se perguntou o que eram as estrelas e porque estavam ali, desenhando a aparência do céu e tentando predizer os fenômenos celestes. A partir do momento em que Galileu apontou sua luneta para o céu, iniciou-se uma estreita relação entre a evolução dos instrumentos astronômicos, a tecnologia, a história e a ciência. Seu ato deu suporte às ideias de Nicolau Copérnico, que nos tirou da idade das trevas e nos guiou ao Renascimento, culminando com a teoria da Gravitação Universal de Newton. Atualmente, muitas pesquisas têm sido realizadas dentro da temática da melhoria do ensino de Ciências. No entanto, a História da Ciência ensinada nos Ensinos Fundamental e Médio, e até no superior, apresenta problemas, como erros factuais e conceituais. A fim de proporcionar melhor compreensão do fenômeno, este trabalho pretende-se explorar a utilização de uma caixa de experiências através da utilização de um material didático para a Astronomia, chamado de Caixa Experimentoteca, relacionado com a teoria da Astronomia que é ensinada no Ensino Médio / Abstract: The sight of a starry sky on a clear night has fascinated humanity since prehistoric times. The man began to "do sciense" from the moment we wondered what were the stars and why they were there, drawing the appearance of the sky and trying to predict the celestial phenomena. From the time when Galileo pointed his telescope to the sky, began a close relationship between the evolution of astronomical instruments, technology, history and science. His act gave guided us to the Renaissance, culminating in the theory of universal gravitation Newton. Currently, many researches have been conducted within the theme of improving the teaching of science. However, the History of Science taught in Elementary and High School, and even on top, presentes problems as factual and conceptual errors. In order to provide better understanding of the phenomenon, this study intends to explore the use of a box of experiences through the use of educational material for Astronomy, called Experimentoteca case, related of astronomy that is taught in high school / Mestre

Orientador: Angel Fidel Vilche Pena / Banca: Agda Eunice de Souza Albas / Banca: Elton Aparecido Prado dos Reis / Resumo: O Ensino de Física teve sua importância enfatizada, no cenário educacional, nos últimos anos, contribuindo com várias pesquisas e trabalhos, que perpassam desde a Educação Básica ao Ensino Superior, principalmente em cursos de Licenciatura em Física ou Ciências e afins. Neste cenário, o ensino de astronomia, que está entre os temas abordados no Ensino Médio, tem-se mostrado aquém de sua relevância e significado em sua apresentação. Mediante este contexto, este trabalho elucidou a elaboração, construção e aplicação de dois equipamentos que apresentem de forma experimental a relação orbital entre o Sol e a Terra e seus fenômenos. O primeiro equipamento, um simulador Sol-Terra, ilustra de forma externa os fenômenos pertinentes à correlação entre os dois astros, e o segundo, um simulador do movimento relativo solar relaciona ao cotidiano os fenômenos existentes nesta relação. Como complemento e não menos importante, o presente trabalho apresenta roteiro de aplicação e questionários para verificação do nível de conhecimento dos alunos do Ensino Médio e Superior em dois momentos, antes e após a aplicação do mesmo, objetivando averiguar a eficácia do equipamento, possíveis melhorias e modificações, visando a utilização dos professores na Educação Básica. / Abstract: The teaching of physics had its importance with emphasis, without educational subordination, in the last years, contributing with the several researches and works, that passed the Basic Education to Higher Education, mainly in Degree courses in Physics or Sciences and related. In this scenario, the teaching of astronomy, which is among the topics addressed in basic education, has as its priority its relevance, importance and meaning in its presentation. This study context is this paper in an development, construction and application of two devices that functional for experimental the between the Sun and the Earth and their phenomena. The first equipment, a Sun-Earth simulator, is an illustration of an external system for the interaction between the two body, and the second, a simulator of movement relative to the solar relation with the daily life of the female carriers in this relation. As a complement and not less important, the present paper presents an application script and questionnaires to verify the level of knowledge of high school and graduate students before and after an application of the equipment, aiming to ascertain the student's ability to make improvements and modifications, aiming at a use of teachers in Basic Education. / Mestre

Com o advento dos satélites artificiais, o estudo sobre micro-gravidade ganhou importância fundamental face a grande utilidade desta em diversas áreas. Norte-americanos, soviéticos e em breve europeus, se destacam como os mais avançados em estudo desta natureza graças as estações orbitais e veículos reetráveis que possuem. A China conseguiu entrar neste pequeno circulo de pesquisas sobre micro-gravidade através de seu satétite recuperável, o BIO-SATELLITE. Nele, experimentos são desenvolvidos enquanto em órbita e analisados em terra graças ao retorno deste por meio de controladores automáticos, aterrissando em pontos previamente estabelecidos. Este trabalho está voltado para a análise da dinâmica de reentrada atmosférica, onde os parâmetros essenciais desta missão são discutidos de maneira genérica tais como janela de reentrada, desceleração, aquecimento aerodinâmico, empuxo nescessário para efetuar uma reentrada que atenda aos níveis de limitação física, ponto de aterrissagem e análise das dimensões do paraquedas para um freamento em altitudes próximas ao ponto de ímpacto. Apesar de ser um trabalho com abordagem genérica, procura-se nele uma relação o mais próximo possível da realidade, mostrando a viabilidade deste como projeto.

Este trabalho trata do movimento translacional-rotacional de um satélite imerso em um meio gasoso e sujeito a atração gravitacional de um corpo central esférico e homogêneo, o satélite esférico e triaxial e são adotados dois modelos de força do arrato. As equações do movimento são obtidas utilizando se o formalismo hamiltoniano com um termo dissipativo, onde as variáveis de Delaunay o movimento translacional. São obtidas as equações médicas do movimento, preservando se os termos seculares e ressonantes. Estuda se o movimento próximo à ressonância spin-órbita 1 : 1 , analisando o sistema ressonante para cada modelo de arrasto.