Fysik og det moderne verdensbillede.pdf - Horsens HF og VUC

More documents

Recommendations

Info

Fysik og det moderne verdensbillede Af ME 2 r v M G Her er r afstanden fra centrum (i meter) v er rotationshastigheden af stjernen (målt i meter 3 11 m pr. sekund) og G er Newtons gravitationskonstant som er: G 6 , 67 10 . 2 s kg Denne metode til at veje en galakse giver galaksens sande vægt. Den første metode gav kun vægten af det lysende stof i galaksen. Laver man denne øvelse for en galakse, får man altid, at det synlige lys udgør en meget, meget lille del af den samlede masse, galaksen har. Dette giver os et stort og stadig uløst mysterium i den moderne astrofysik. Nemlig; hvad er al det stof, som ikke lyser, lavet af? Vi har i de sidste 30 år prøvet forskellige idéer af, til hvad dette ”mørke stof” kan være. Listen over mulige svar har været lang og har inkluderet sorte huller, neutrinoer, planeter, brune dværge og mange andre mulige kandidater. Én for én er de mulige svar vha. observationer blevet udelukket, og i dag er vi ikke kommet tættere på at finde ud af, hvad det mørke stof rent faktisk er. Vi ved dog, at det ikke er baryonisk (altså bestående af neutroner, protoner og elektroner, som alt det stof, vi kender, ellers er lavet af), og der er altså tale om, at ca. 95% af al stof i Universet består at et eller andet, vi ikke aner, hvad er! Opgave 50: M33 fra Figur 41 er en ”lille” galakse der indeholder ca. 5 milliarder stjerner. a) Udregn ud fra hastigheder aflæst på figuren den samlede masse af galaksen. 32 b) Hvis vi antager at en stjerne i gennemsnit vejer lige så meget som Solen ( 2 10 kg ), hvor stor en del af den samlede masse udgør stjernerne? Opgave 51: Nedenstående viser en graf over rotationshastigheden i den galakse, der er tættest på Mælkevejen nemlig Andromedagalaksen. Andromedagalaksen indeholder ca. 100 milliarder stjerner. a) Beregn ud fra ovenstående graf Andromedagalaksens samlede masse. b) Hvor stor en del af den samlede masse udgør stjernerne (antag igen at den gennemsnitlige stjerne har masse som Solen)? c) Kan du komme på en forklaring på, hvorfor du ikke får, at det mørke stof udgør 95% af galaksens masse? -47-
Fysik og det moderne verdensbillede Af ME 8.2 Opdagelsen af den kosmologiske konstant I 1998 fandt en gruppe astronomer et chokerende resultat. De målte på supernovaer af type 1a (se afsnit 6.1.4) for at finde afstandene til fjerne galakser. De fandt at supernovaerne i disse galakser var for svage i forhold til deres rødforskydning. Eller sagt på en anden måde så var galakserne for langt væk i forhold til deres alder. Disse observationer fortolkede astronomerne til, at der måtte være et eller andet udover den oprindelige udvidelseshastighed, som skubber galakserne væk fra hinanden. Dette var den eneste måde de kunne forklare deres resultater på. Deres idé var, at galakserne kun på denne måde ville kunne have nået at komme så langt væk, som de kunne se, at de var. Denne gruppes observationer var de første observationer, der indikerede, at vi havde en mærkelig frastødende kraft i Universet, som skubber galakserne længere væk fra hinanden og altså accelererer Universets udvidelse. Artiklen fra 1998 vakte i første omgang meget røre i astronomien, og man satte sig for at efterprøve deres resultater. Først efter satellitten WMAPS observationer af mikrobølgebaggrundsstrålingen i 2005 (se Figur 40), som bekræftede tilstedeværelsen af denne mystiske frastødende kraft, er den blevet accepteret af astronomerne. I 2006 gik nobelprisen i fysik netop til de to astronomer som var bagmænd for WMAPs resultater. Figur 41: Figuren der startede det hele. Den berømte figur fra artiklen som i 1998 genfødte ”den kosmologiske konstant”. Ud y-aksen er størrelsesklassen (husk at jo højere størrelsesklasse jo mindre lys) og ud af x-aksen er rødforskydningen. De øverste datapunkter er dem der ligger væk fra de fuldt optrukne linier (datidens modeller for Universet) og dermed indfører nødvendigheden af en kosmologisk konstant i modellerne for Universet. Vi har altså nu et verdensbillede, hvor vi tror på, at der er en kraft som skubber galakserne fra hinanden, eller man kan sige, at kraften accelererer udvidelsen, som vi ellers ville forvente foregik langsommere og langsommere på grund af tyngdekraftens træk i -48-
Page 1 and 2: Det moderne verdensbillede Af Mathi
Page 3 and 4: Fysik og det moderne verdensbillede
Page 13 and 14: 3.2 Stjernefødsel Fysik og det mod
Page 17 and 18: En supernovaeksplosion producerer e
Page 23 and 24: 4.3.2 Klima på Jorden: Fysik og de
Page 45 and 46: Det, at vi kun kan se ud til en hor
Page 47: Fysik og det moderne verdensbillede
Page 51: 8.3 Universets fremtid Fysik og det

Fysik og det moderne verdensbillede.pdf - Horsens HF og VUC

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?