Astronomibok 2005

Nedanstående innehåll är skapat av Mimers Brunns besökare. Kommentera arbete

Innehåll:

Kända Astronomer (tidslinje)
Kort om :
Nikolaus Kopernikus (Polen 1473-1543)
Tycho Brahe (Danmark 1546-1601)
Galileo Galilei (Italien 1564-1642)
Isaac Newton (1642-1727)
Edwin Hubble (USA 1889-1953)


Big bang teorin och expansionen
En enkel förklaring på hur allting började

Bland dvärgar, jättar och novor
En stjärna från födsel till död

Svarta hål
Där tiden stannar och rymden kollapsar
Einstein-Rosen-bryggan


Galaxer
Vintergatan är bara en av många

Vårt solsystem
Solen, vår närmsta stjärna, nebulosor, och alla Solens planeter,
gravitationen ,och planeternas ständiga bana. Månen.

Ordförklaringar

Källor

Prolog:

Människan har, under mer eller mindre all sin existens, skådat upp mot skyn.
Det finns någonting där som alltid har intresserat oss, något vi aldrig fått riktigt nog av. I många år trodde människorna på jorden att solen och månen var gudar, som styrde över dem från himlen.
De uppoffrade människoliv, för att tillfredsställa dem.
Något senare börjar människorna istället tro på liv på månen.
Utomjordingar, små gröna män, som vakar över dem.
Därför är det både en besvikelse och en tröst när Neil Armstrong, tar sina första steg på månens yta (även om det finns dem som vägrar tro på månfärden än idag).
Det var de gamla grekerna, som tog astronomin till en hög nivå, när kända astronomer som Aristoteles hade sin storhetstid.
När grekerna ”dog ut” fanns det en stor risk att deras kunskaper skulle glömmas för alltid, om det inte hade varit för araberna, som på 600-talet hittat grekernas böcker, och snabbt översatt dem till sitt eget språk.
Här i Europa var intresset för astronomi (på den tiden) mycket litet.
Men det kom senare att utvecklas även här.
I väst byggde Mexicos urbefolkning tempel åt Venus guden, och skapade almanackor genom att studera himlens regelbundna rörelser.
Och efter en tid ser kineserna i öst, det de tror är en nyfödd stjärna (det visar sig senare vara en supernova).
Detta händer år 1054, och härmed motbevisar kineserna de gamla grekernas teori om att rymden aldrig förändras.
Nutidens människa vet en hel del om rymden, men fortfarande är 90 % oupptäckt och en hel del frågor står kvar obesvarade.

• Kommer universum någonsin att sluta expandera?
• Roterar universum också?
• Är vårt universum det enda?
• Finns det liv på fler planeter än jorden?


Kanske kommer att jorden gå under innan vi ens besvarat hälften av dessa frågor.
Allt vi vet är att den lilla kunskap vi har, bara är början på vårt försök att lösa universums gåta.

Universum:

Big bang teorin:

Du har säkert någon hört talas om att det hela började med en stor smäll, Universum, stjärnorna, planeterna och allt det där andra i rymden. Och även om ingen kan vara riktigt säker, är det den teorin som är mest trolig.
Teorin brukar indelas i 9 faster, från och med de första sekunderna, och fram till den expandering som fortsätter än idag.
I början var universum lika litet som ett knappnålshuvud. Men så helt plötslig, utan någon som helst förvarning började knappnålshuvudet att svälla, och på otroligt kort tid (mindre är en mikro sekund) blev det lilla knappnålshuvudet en fotboll som också fortsatte svälla och svälla precis som vårt Universum gör än idag. Nu vet vi att punkten som innehöll gas (knappnålshuvudet) växte och bara blev större och större medan gasen (som bestod av elektroner, neutroner och protoner) bara blev kallare och kallare och efter 3000 000år har gasen blivit tillräckligt sval, och atomer kan börja blidas. Atomerna ”klumpar ihop sig” efter cirka 100 000 år, och vårt Universum bildas.
Detta hände enligt teorin för ungefär 15 miljarder år sedan.
Det finns en del olika teorier om vad som kommer hända i framtiden.
En är att Universum kommer att svälla i all framtid, en annan att det tillslut kommer att bli en implosion (motsatsen till en explosion) som kommer att suga ihop allt till ett ”knappnålshuvud” igen.
Men ingen vet säkert.
Vi vet bara att Universum har expanderat länge, och förmodligen kommer att göra det ett bra tag till.

Bland dvärgar och jättar:
(En stjärna från födsel till död)

Födseln:

Fas 1.
En stjärna föds ur ett moln av gaser,
bestående till större delen av väte och stoft.
Molnet krymper samman p.g.a. att gravitationen
drar ihop alla dess partiklar.
Molnet hettas upp och börjar nu glöda. Fas 2.
Molnet roterar snabbare, och krymper
mer samtidigt som det lyser starkare.
Tillslut formas molnet till ett glödande
klot, omgivet av en ring bestående av
gaser och stoft.
Fas 3.
Molnets centrum krymper och krymper ända tills
den enorma värmen längst in sätter igång en
kärnreaktion som ger stjärnan dess energi.
Den platta skivan roterande kring stjärnan kan
sedan formas till planeter, som kommer kretsa i
samma riktning kring stjärnan.

Stjärnan åldras:

En vanlig stjärna förändras inte speciellt
mycket under större delen av sitt liv.
Tyngdkraften och gas strålningen
uppväger varandra, så att den varken
krymper eller vidgas.


När stjärnans liv går mot sitt slut, börjar stjärnan svälla.
Bränslet är nu förbrukat, och ”atombranden” läcker ut ur stjärnan.


Alla stjärnor bryts samman på samma
sätt, i alla fall till och börja med.
Tyngdkraften pressar inåt, och stjärnan
krymper till ett massivt klot.
Det är början på slutet för stjärnan.

Supernovor:

Supernova är vad vi kallar en enorm exploderande stjärna.
De kan lysa så klart att vi ser dem mitt på ljusa dagen.
Oftast tar det ett par månader för dem att ”släckas”.
Inte alla stjärnor blir supernovor, bara de som är minst
tre gånger större än vår sol.
Efter den stora explosionen finns det två alternativ om
vad som kommer hända med stjärnan.
Den kan dels krympa ihop till en neutronstjärna, men
också bli ett svart hål.

Vita dvärgar:

Tänk dig en vanlig glaskula, som u brukade spela med när du var liten.
Om den vore en vit dvärg, skulle den väga över åtta ton.
En vit dvärg, är en stjärna som pressats ihop så mycket att den tillslut
blivit en pytteliten otroligt tung partikel.
Ju mindre en vit dvärg är, desto mer väger den.
Om en stjärna pressas ihop mer en till en vit dvärg blir den en pulsar
(en neutronstjärna), och om den gör det ytterligare, kommer den så småningom
sluka allt i sin närhet.
Då har den blivit ett svart hål.


Vad kommer hända med solen?

Om många miljoner år, kommer även vår sol att dö.
Den kommer att bli en s.k. röd jätte, och sluka Merkurius, Venus,
Jorden och till och med Mars.
Solen kommer alltså istället för att krympa bli
200 gånger större.
Enligt vissa, kommer den ända planeten passande för liv
vara lilla Pluto.

Svarta hål:
Där tiden stannar och rymden kollapsar.


Tänk dig ett ställe, där tid och rum inte existerar.
Där vänster och höger inte finns, och upp och ner är bortglömda.
Ingenting undanslipper ett svart hål, inte ens ljuset, det bara sugs in och hålls kvar där.
Men då kan man ju undra hur vi vet att de existerar. Det finns ju inte en människa som sett ett svart hål, så hur kan vi vara så säkra på att de verkligen finns där?
Jo, som alltid är det Einstein (och en del andra personer), som genom ekvationer fått fram att den här teorin är den mest troliga.
Svarta hål används ofta i science fiction filmer, och det kan verka otroligt att det finns ”jätte dammsugare” i rymden, men så är det.
Man har bevisat teorin genom röntgenstrålning, och det ”bästa” beviset man har för dess existens är Cygnus X-1. Man upptäckte att Cygnus ”följestjärna” (som var 3 ggr större än vår egen sol) sände ut ett par röntgenstrålar, men sedan bara försvann, som om den blivit osynlig.
Det var alltså Cygnus som sugit upp stjärnan (på grund av dess starka gravitation), och därmed bevisas teorin om svarta hål.
Skulle man inte kunna resa genom ett svart hål? Och komma ut på en annan plats i rymden?
Det har det faktiskt forskats mycket kring, och Albert Einstein har faktiskt tillsammans med sin kollega Isaac Rosen bevisat att om man kan skapa ett vitt hål på andra sidan det svarta skulle detta vara mycket möjligt.
Den så kallade Einstein-Rosen-bryggan eller –bron (som finns avbildad längre ner) kunde enligt deras teori, ta dig från en plats i rymden till en annan plats i rymden på en bråkdels sekund. Ett vitt hål på en annan plats i rymden skulle istället för att suga in materia, spotta ut den, så det hade varit som om det svarta hålet vänt sig ut och in.
Men deras teori bygger på att Universum kan vara krökt på mitten, och efter en tid har forskare lyckats motbevisa detta.
Den nya teorin om de så kallade Maskhålen verkar stämma bättre.
Det skulle vara som att veckla ut brygga, och göra en tunnel istället för ett hål (Maskhålet finns också avbildat längre ner).
Det finns som alltid problem med att få detta att fungera.
Det vita hålet skulle lätt kunna bli instabilt och inte permanent så att de som reser inte kan återvända igen. Men efter ytterligare grundliga efterforskning har forskare hittat ett sätt att fixa även detta. Man har upptäckt att om man skulle ”ladda” hålet med så kallad ”exotisk materia” som har en slags negativ laddning, skulle man kunna få hålet att vara längre.

Ännu en nackdel, eller fördel beroende på hur man ser på detta är tiden.
Om den ena av två tvillingar beger sig på en lång resa i ett rymdskepp, medan den andra stannar kvar på jorden, kommer tiden ombord på rymdskeppet att gå mycket långsammare än tiden på jorden. När rymdskeppet återvänder till jorden, har den ena tvillingen blivit gammal, medan den andra knappt har åldrats. Denna effekt brukar kallas tvillingparadoxen. Föreställ dig att man skapar ett maskhål, och sedan skickar iväg den ena änden av det på samma sätt som med tvillingarna. Tiden i de olika ändarna skulle gå olika fort, och när rymdskeppet landade på jorden igen skulle det vara en tidsskillnad mellan dem. Om man gick in i den ena änden, skulle man komma ut i en annan tid på den andra sidan. Man har alltså skapat sig en tidsmaskin.
Det enklaste sättet att skapa ett maskhål genom vore att öppna två hål i rymden och sy ihop dem, hur tokigt det än låter. Då skulle de fungera både för att åka framåt i tiden och bakåt. Detta finns det många som är kritiska mot att det skulle funka.
Stephen Hawking menade att tidsmaskiner skulle förstöra sig själva, ögonblicket innan det börjar funka. Fast det kommer vi inte få redan på, förrän någon testar det.

Vintergatan, en av många galaxer:

Om man tittar upp på himlen så kan man se molnliknande fenomen bland alla stjärnor. Det är en galax. Från jorden syns tre galaxer; Andromedagalaxen, Stora Magellanska molnet och Lilla Magellanska molnet. Galaxen är ett stjärnsystem med rymdstoft mellan stjärnorna. Den hålls ihop av gravitationen och består ofta av 100 miljoner stjärnor och materia som mest består av gas och stoft. Man tror att det finns ett nästan oändligt antal galaxer i rymden, men endast 1-2 miljoner har blivit upptäckta.
Vintergatan, kan både vara stjärnorna vi ser på himlen och namnet våran galax. Men det finns en viktig skillnad, när vintergatan stavas med litet v så menas stjärnhimlen, när det står med stort V så menas våran galax.
Vi är en del av galaxen Vintergatan och kan därför bara se andra delar av galaxen.

Man delar in alla Universums galaxer efter utseende i 3 huvudgrupper: spiraler, elliptiska och irreguljära.
Galaxer har också en tendens att klumpa ihop sig i stora hopar, galaxhopar. Vintergatan ingår i en galaxhop som kallas "den lokala gruppen" tillsammans med ca 30 andra galaxer. De största medlemmarna av den här gruppen är Vintergatan och Andromedagalaxen.
Alla galaxer förflyttar sig dessutom på två sätt. För det första så snurrar de runt sig själva. Ett varv kan ta hundratals miljoner år. För det andra så förflyttar sig nästan alla galaxer bort från varandra med höga hastigheter. Detta beror på att universum håller på att expandera (Big bang).
Galaxer kan också kollidera med varandra.
Ett exempel på en kollision som ännu inte har skett är Andromedagalaxen och Vintergatan. Vår galax och den andra är långsamt men säkert på väg mot varandra. Fast som tur är kommer de inte krocka på flera miljarder år så vi har många år kvar att oroa oss.
Här kommer lite mer fakta om vår galax (Vintergatan).

Vår galax Vintergatan är en spiralgalax. Den innehåller mer än 100 miljarder stjärnor, har en diameter på 100 000 ljusår och en tjocklek på 1 000 ljusår.
Ut från centrum sträcker sig fyra spiralarmar som har en stor koncentration av stjärnor.
Mest stjärnor finns det i Vintergatans kärna som har en radie på cirka 12000 ljusår.
Man kan inte se Vintergatans centrum från den plats i galaxen vi befinner oss; det finns för mycket gas och stjärnor i vägen, men man har vissa teorier om att det ska finnas ett svart hål där.
De vanligaste ämnena här i Vintergatan är väte och helium.
Trots att ingen vet exakt hur gammal Vintergata är, gissar man på att den är lika gammal som Universum (cirka 15 miljarder år)

Solsystemet:

I början fanns det bara ett stort moln bestående av gas och stoft i form av väte och helium, men också ämnen som kol, kväve, järn, silver och guld.
Det molnet var en så kallad nebulosa.
När en stjärna dör, kvarstår bara en nebulosa, och ur dens tyngre ämnen föds alltså nya stjärnor. Nebulosan delade sig så småningom i mindre gasmoln och ett av de gasmolnen skapade hela vårt solsystem.
Gasmolnet pressades ihop, och krympte, och krympte, medan det snurrade fortare och fortare. Och snart bildades ett lysande hett klot i mitten.
Det klotet var vår sol.
All gas och stoft som blivit över, bildade en skiva kring den nyfödda solen.
Den bestod också till mestadels av väte och helium. Efter en tid klumpade detta ihop sig till olika stora klot.
Dessa klot är de vi kallar planeter, månar och kometer. Detta är den enkla odetaljerade berättelsen om hur vårt solsystem bildades.
Men varför roterar planeterna i banor kring solen?
Detta är mycket enkelt att förklara på ett hyfsat sätt.
Solens dragningskraft har olika förhållanden till varje planet. Den roterar själv, och tar alltså planeterna med sig i sin omloppsbana.
Ifall att det skulle komma en större sol med starkare dragningskraft, skulle planeterna kretsa kring den istället.
Här kommer en liten bild på vårt solsystem, ej utsatt på bilden är det lilla bälte av asteroider mellan Mars och Jupiter.

Det finns olika kännetecken för var och en av planeterna.
Merkurius är närmast solen. Venus är varmast.
Jorden är den ända planeten med levande varelser (i vårt solsystem).
Mars är röd. Jupiter är störst. Saturnus har ringar.
Uranus rullar framåt. Neptunus är den yttersta gas planeten.
Och Pluto är minst.
Solen har också många kännetecken.
Här kommer lite snabbfakta om vår sol.

Solen:

Vår sol, är faktiskt ingen sol, utan en stjärna. Den ensam täcker 99 % av hela vårt solsystem. Utan den hade ingenting kunnat leva på vår jord, eftersom det är solens strålar som ser till att växter och djur kan leva här. Det tar solens strålar cirka 8 minuter att nå vår jord, så att om solen sänder en stråle nu, möts vi inte av den förrän om 8 minuter. På detta sätt kan man lätt räkna ut att avståndet mellan solen och jorden är 480 (8 minuter i sekunder) x 297 000 km (ljusets hastighet).
Vår sol är i medelåldern nu, och har levt i cirka 4,5 miljarder år.
Om så många år till, kommer vår sol bli en röd jätte.
Den kommer att sluka ett par planeter innan den slutligen (efter ännu ett par miljarder år) svalnar. Om jordens människor inte kommer på ett sätt att rädda sina liv (eller så kanske allt liv redan är utplånat till dess) kommer de dö, eftersom jorden antingen kommer slukas av solen, dö i hettan av den röda jätten, eller bli en kal frusen planet när solen dör.
Varje sekund (alltså just nu) förlorar solen cirka 4,5 miljarder ton av sin vikt.
Och även solen roterar runt hela vintergatan, och tar alla sina planeter och månar med sig.

För länge sedan dyrkade människorna solen.
De gav solen namn som Re (egyptiska), Amaterasu (japanska), och Lugh (Celtiska).
Solen kommer aldrig bli ett svart hål, eftersom det endast är stjärnor minst tre gånger så stora som solen som bli det.
Samma gravitation som håller planeterna på plats runt solen finns på vår jord.
Vetenskapsmannen Isaac Newton, skrev tre ”lagar” om just denna gravitation.

Lag 1: Tröghetslagen.
En kropp förblir i vila/ likformig rörelse (konstant hastighet) om den inte påverkas av yttre krafter


Lag 2: Accelerationslagen:
En kropp med konstant massa (m) som påverkas av en yttre kraft (F) får en acceleration (a) så att: F= m-a

Lag 3: Reaktionslagen:
Om en kropp påverkar en annan med en given kraft, återverkar den senare kroppen på den första med en lika stor men motsatt riktad kraft (minns Newtons vagga).


Newtons vagga:

Vår måne:

På kvällen ser du oftast månen lysande störst av alla stjärnor.
Det här är dock inte sant eftersom månen är större endast eftersom den är så nära.
Egentligen är månen inte ens i närheten av så stor som stjärnorna.
Månen kretsar runt jorden precis som jorden kretsar runt solen, på grund av gravitation. Men det är inte bara vi som har en måne, ett flertal av planeterna har månar, och ständigt upptäcks nya. Jupiter har mer än 30 egna månar.
Men hur började månen kretsa kring solen?
Ingen vet säkert, men här kommer de tre grundteorierna.

Teori nummer ett påstår att månen bildats av en så småningom stelnad vätskeklump,
som v räktes ut ur jorden på den tiden då jorden var en roterande boll av flytande materia.


Nästa teori hävdar att månen en gång var en självständig planet, som kommit för nära jorden så att dess ytterskikt slitits loss, och den hamnat (på grund av jordens dragningskraft) i en omlopps bana runt jor...