UNIVERZA VM ARIBORU - DOC by B29390f

VIEWS: 13 PAGES: 15

									                               UNIVERZA V MARIBORU
                                  Pedagoška fakulteta
                                   Oddelek za fiziko




                          VESOLJE KOT CELOTA


                                      Branko Beznec


Pri opazovanju vesolja nas zanima, kje v prostoru ležijo opazovani objekti. V nobenem
planetariju nimamo razstavljenega modela vesolja, kjer bi si lahko ogledali naše Osončje,
njegov položaj v naši Galaksiji, lego naše Galaksije, Krajevno jato, druge jate in nadjate,
skratka celotno vesolje. Takšen model je nemogoče izdelati, še več, nemogoče si ga je celo
predstavljati. Razsežnosti v vesolju so težko predstavljive. Prispevek želi približati
osnovnošolcem razsežnosti Osončja z modelom, ki temelji na Soncu, velikem kot košarkaška
žoga in umestiti ta model v vesolje, hkrati pa prikazati razvoj vesolja.




Mentor: doc. dr. Mitja Slavinec
Vodja seminarja: doc. dr. Nataša Vaupotič




                                     24. marec, 2002
Vsebina:

1. Uvod ...................................................................................................................................... 3

2. Sonce ..................................................................................................................................... 4

3. Sončev sistem ........................................................................................................................ 4
   3.1   Nastanek Osončja ....................................................................................................... 4

4. Zvezde - prve sosede ............................................................................................................. 6
   4.1   Življenje zvezd ........................................................................................................... 6
   4.2   Oddaljenosti zvezd ..................................................................................................... 7

5. Galaksije ................................................................................................................................ 8
   5.1   Naša galaksija ............................................................................................................. 8
   5.2   Druge galaksije ......................................................................................................... 10

6. Časovni razvoj vesolja ......................................................................................................... 11
   6.1   Širjenje vesolja ......................................................................................................... 11
   6.2   Kozmični koledar ..................................................................................................... 13
   6.3   Razsežnosti v vesolju v km ...................................................................................... 14

7. Zaključek ............................................................................................................................. 14




                                                                       2
1. Uvod

Astronomija je najstarejša znanost. Ljudje so se spraševali, zakaj Sonce vzhaja in zahaja,
zakaj se Luna in zvezde navidezno gibljejo tako, kakor se. Podobno je še danes astronomija
predmet človekovega zanimanja. Kaj je tam daleč v vesolju? Kako se je vse začelo? Kam gre?
Kakšna bo usoda Zemlje? Ali smo edina živa bitja v vesolju? Astronomija nam daje odgovore
na tovrstna vprašanja.
Prvi astronomski zapisi so nastali pri Kitajcih pred dobrimi 4500 leti. Največji astronomi
starega sveta pa so bili stari Grki. Hiparh (190 – 120 pr. n. š.) je za določanje položaja zvezd
uporabil trigonometrijo in napravil pregleden seznam zvezd, ki jih je glede na navidezni sij
razvrstil v šest razredov. Zadnji veliki grški astronom Ptolemej (120 – 180 n. š.) je Zemljo
postavil v središče vesolja. Poljski astronom Nikolaj Kopernik (1473 – 1543) je končno
dognal, da Zemlja kroži okoli Sonca. Sodobna astronomija se je začela po letu 1609, ko je
Johannes Kepler (1571 – 1630) objavil prva dva od treh zakonov o gibanju planetov, Issac
Newton (1634 – 1727) je odkril splošni gravitacijski zakon.
Iznajdba astronomskega daljnogleda ali teleskopa je pomenila prelomnico v astronomiji.
Teleskop je astronomom omogočil veliko natančnejša in bolj načrtna opazovanja, ki se jih je
prvi lotil Galileo Galilei (1564 – 1642).
Vesolje je zelo prostrano v primerjavi z razdaljami, ki smo jih navajeni iz vsakdanjega
življenja. Razdalje v Sončevem sistemu običajno merimo s povprečno oddaljenostjo Zemlje
od Sonca, ki znaša približno 150 milijonov kilometrov ali 150 106 km. Ta razdalja se
imenuje 1 astronomska enota (1 a. e.).
Razdalje v vesolju pa izražamo v svetlobnih letih. To je razdalja, ki jo v enem letu prepotuje
svetloba in znaša 9,5 bilijona km ali 9,5.1012 km. Zvezde, ki so nam bližje, so oddaljene nekaj
svetlobnih let. Večja enota za razdaljo je parsek, ki znaša približno 3,26 svetlobnih let (slika
1).




Slika 1: Parsek je razdalja, iz katere bi videli 1 a. e. pod zornim kotom 1 ločne sekunde. En
parsek (1 pc) je 3,26 svetlobnih let ali 30,9.1012 km. [1]


Vesolje je sestavljeno iz zvezd. V seminarju bom najprej opisal Sonce, našo zvezdo, Sončev
sistem in njegove razsežnosti predstavil z modelom. Odpravil se bom do zvezd, prvih sosed,
in opisal njihovo življenje. Predstavil bom oddaljenosti nekaterih najbližjih in nekaterih
znanih zvezd. V nadaljevanju bom predstavil našo galaksijo, položaj Sonca v naši Galaksiji in
opisal postopke merjenja razdalj do galaksij. V drugem, krajšem delu seminarja, pa bom
prikazal časovni razvoj vesolja. Širjenje vesolja bom predstavil z modelom napihujočega
vesolja. Koliko predstavlja človeški trenutek v razvoju vesolja, bom predstavil tako, da bom
stisnil razvoj vesolja v čas enega leta.




                                               3
2. Sonce

Sonce je naša najbližja zvezda, ki s svojo energijo hkrati omogoča življenje na Zemlji. Je
povprečna zvezda s polmerom približno 100 -krat večjim od Zemlje.
Maso Sonca (Ms) lahko izračunamo iz tretjega Keplerjevega zakona, če poznamo maso
Zemlje (Mz), obhodni časa Zemlje okrog Sonca (to) in srednjo oddaljenost Zemlje od Sonca
(d). Velja:
      d 3 GM s
         2
                 ,                                                                    (1)
      to     4π 2
kjer je G gravitacijska konstanta. Iz enačbe (1) ob upoštevanju d  150 109 m in
t0  31536000 s dobimo, da je masa Sonca M s = 2 1030 kg = 330 000 Mz.

Gostota svetlobnega toka s Sonca na Zemlji je j0  1370Wm -2 . Če upoštevamo, da je Sonce
od Zemlje oddaljeno za d  1a.e. , lahko izračunamo energijo, ki jo Sonce vsako sekundo odda
v okolico (P0):

      P0 = j0S = j04d2 = 3,8.1020 MW.                                                         (2)

Vidimo, da je to približno 4 1017 -krat več, kot je moč povprečne jedrske elektrarne, čeprav na
Zemljo pade le majhen del te energije. Razmerje med energijo Ez, ki jo prejema Zemlja s
Sonca in Es energijo, ki jo oddaja Sonce, je:

      Ez R 2     1
         2          ,                                                                        (3)
      Es d    46 103

kjer je R polmer Sonca.

3. Sončev sistem

    3.1 Nastanek Osončja

Naše Osončje je nastalo pred približno petimi milijardami let iz oblaka plinov in prahu,
velikega nekaj svetlobnih let, ki je bil v začetku redek in nepravilne oblike. Zato je tudi
najmanjša razdalja med zvezdami nekaj svetlobnih let. Podobne oblake plinov in prahu lahko
s teleskopi opazimo vsepovsod v naši Galaksiji. Glavna sestavina oblaka je bil vodik. Zaradi
lastne gravitacije se je oblak krčil in proti središču postajal vedno bolj gost in vroč. V središču
oblaka, kjer je bila gostota največja, je najhitreje od vseh rasla protozvezda, zametek
današnjega Sonca. Sčasoma je začelo Sonce intenzivno sevati energijo, ki se je sproščala ob
počasnem krčenju. Čim bolj je Sonce svetilo, tem bolj neenakomerna je postajala porazdelitev
snovi v oblaku. Okoli največjih zgostitev se je kopičilo vedno več snovi. Tako so nastali
protoplaneti.
Protoplaneti so nenehno rasli, saj so zaradi svoje privlačne sile pritegnili vedno več snovi iz
okolice in na ta način čistili prostor okoli sebe. Tudi sami so se podobno kot Sonce, zaradi
lastne gravitacije krčili in postajali vedno bolj gosti in vroči. Temperature v njihovih sredicah
pa zaradi njihove manjše mase niso nikoli dosegle tako visokih vrednosti kot v Soncu. Ko so
vir energije v Soncu postale jedrske reakcije, je Sonce v svojem razvoju doseglo stabilno fazo.
Prenehalo se je krčiti, njegov izsev in površinska temperatura sta se ustalila.


                                                4
Sončev sistem se sestoji iz Sonca, devetih planetov in 61 lun. Med Marsom in Jupitrom kroži
več kot 2000 planetoidov, v Sončevem sistemu pa najdemo še meteorje ali utrinke, komete,
medplanetarni prah in pline.
V preglednici 1 je prikazan model Osončja, v katerem je prikazana primerjava med
razsežnostmi v vesolju s primerljivimi telesi in razdaljami na Zemlji.

                   podatki                                    primerjave
                              razdalja od
 nebesno       velikost
                                Sonca                    velikost           na razdalji
   telo          [km]
                             [milijon km]
Sonce         1400 000                      košarkaška žoga
Merkur           4 480         57,9         ½ bucikine glavice                  13 m
Venera          12 104        108,2         jabolčno seme                       25 m
Zemlja          12 742        149,6         jabolčno seme                       34 m
Mars             6 794        227,9         majhno jabolčno seme                52 m
Jupiter        142 790        778,0         žogica za golf                     180 m
Saturn         120 000       1427,0         žogica za namizni tenis            320 m
Uran            50 800       2870,0         frnikola                           650 m
Neptun          48 600       4496,0         frnikola                         1 000 m
Pluton           3 000       5940,0         majhno jabolčno seme             1 300 m

najbližja
                               4,3 sv. l.   košarkaška žoga                  9 300 km
zvezda

Preglednica 1: Model Osončja

Če vzamemo, da nam velikost Sonca predstavlja košarkaška žoga, potem je velikost Merkurja
enaka polovici bucikine glavice na razdalji 13 m od Sonca. Zemlja ima velikost jabolčnega
semena na razdalji 34 m od Sonca, planet velikan Jupiter ima velikost žogice za golf na
razdalji 180 m, Pluton, najbolj oddaljeni planet Osončja, je velik kot majhno jabolčno seme in
oddaljen 1300 m od Sonca.
Razdalja do najbližje zvezde bi pomenila razdaljo od Maribora do Vladivostoka v Rusiji.

V preglednici 2 so v svetlobnih letih izražene razdalje od Zemlje do nekaterih teles. Z Lune,
Zemlji najbližjega telesa, svetloba potuje do Zemlje približno 1 sekundo, s Sonca približno 8
minut, s Plutona že približno 5 ur. Z našemu Osončju najbližje zvezde, potuje svetloba že 4
leta. Podatki kažejo, da je vesolje zelo prazno.

Vesoljsko telo                                    Razdalje z Zemlje
Luna                                              1 svetlobna sekunda
Sonce                                             8 svetlobnih minut
Pluton                                            5 svetlobnih ur
najbližja zvezda                                  4 svetlobna leta

Preglednica 2: Razdalje do vesoljskih objektov z Zemlje




                                              5
4. Zvezde - prve sosede

   4.1 Življenje zvezd

V vesolju so velike meglice, ki se vrtijo okoli svoje osi. Redka snov v meglici se naključno
zgoščuje. Nastanejo temne mase, ki jih imenujemo globule (slika 2a). V meglicah zastirajo
svetlobo zvezd, ki so za njimi. Zaradi težnosti se globule krčijo, se pri tem grejejo, in ko
temperatura dovolj naraste, začnejo žareti. Nastane protozvezda (slika 2b, 2c).




     a                           b                 c


Slika 2: Rojstvo zvezde; a) sesedanje oblaka snovi v meglici, b, c) sredi oblaka se
temperatura začne dvigovati in nastajati začnejo zvezde [7]

Ko začnejo svetiti, začne sredica oddajati plin, ki odpihne plin (slika 3a), v katerega so ovite
in nastane zvezdna kopica (slika 3b). Ta kopica počasi razpade, saj zvezde niso več močno
gravitacijsko vezane (slika 3c).
Nadaljnji razvoj zvezde je odvisen predvsem od začetne mase zvezde. Zvezdi, ki ima začetno
maso 0,1 Sončeve mase, se jedro nikoli ne segreje dovolj, da bi se začele jedrske reakcije,
zato zvezda dolgo časa šibko žari preden ugasne.
Zvezda z maso med 0,1 in 0,4 Sončeve mase se naprej krči. Ko temperatura v jedru doseže 10
milijonov stopinj, se sprožijo jedrske reakcije. Začne se postopek zlivanja vodika v helij (slika
3d). To traja približno 10 milijard let, kar je dvakrat več, kot je staro naše Osončje. Zvezdi
začne zmanjkovati goriva, zato mora spremeniti svojo zgradbo (slika 3e). Proti koncu svojega
življenja se spremeni v rdečo orjakinjo (slika 3f), potem pa njen ovoj eksplodira. Zvezdo še
nekaj časa ovija prosojna planetarna meglica (slika 3g), potem pa postane bela pritlikavka
(slika 3h). Ta se hladi in postane črna pritlikavka.
Masivnejša zvezda zelo hitro »pokuri« svoje gorivo (slika 3i) in se razvije v rdečo
nadorjakinjo (slika 3j), ki lahko eksplodira kot supernova (slika 3k). Z eksplozijo skoraj v
celoti razpade, nastane pa majhna zvezdica, ki se zelo hitro vrti. Imenujemo jo pulzar (slika
3l). Če pa je bila orjakinja na začetku še večja, nastane iz nje črna luknja (slika 3m).




                                               6
                                  c

                                         d

                     b


       a
                                                                           i




                                                                       j




                                                                      k



                                   e
                                                      l

                           f
                                                                m
      h       g


Slika 3: Življenje in smrt zvezde; a) zvezdi odpihne plin, b) zvezdna kopica, c) razpad
zvezdne kopice, d) zvezda, podobna Soncu se priključi glavni veji, e) zvezdi začne
zmanjkovati vodika, f) rdeča orjakinja, g) planetarna meglica, h) bela pritlikavka, i) obdobje
masivnejše zvezde na glavni veji je kratko, j) zvezda postane rdeča nadorjakinja, k) zvezda
lahko eksplodira kot supernova, l) nevtronska zvezda ali pulzar, m) še masivnejša zvezda
lahko postane črna luknja [7]


   4.2 Oddaljenosti zvezd

Oddaljenost bližnjih zvezd lahko določimo z metodo paralakse. Metodo paralakse lahko
uporabimo za določanje razdalje do zvezd, ki niso dlje od 100 svetlobnih let.
Oddaljenost do zvezd lahko določimo tudi, če vemo, koliko energije izseva zvezda v prostor
in vemo, kako svetla se nam zdi. K sreči imamo v vesolju standardne svetilnike, ki nam z
znanimi podatki močno olajšajo določanje razdalj. Te standardne svetilnike imenujemo
kefeide. Pri zelo oddaljenih galaksijah ne moremo ločiti posameznih zvezd, zato določamo
oddaljenost z rdečim premikom.
Iz preglednice 3 je razvidno, da so najbližje zvezde oddaljene nekaj svetlobnih let, zvezda
Rigel, ki jo najdemo v ozvezdju Orion, pa nekaj 100 svetlobnih let.


                                               7
                                           Oddaljenost        Oddaljenost
         Zvezda             Ozvezdje
                                            [parsek]        [svetlobno leto]
Proksima Kentavra        Kentaver           1,31               4,2
Rigil Kentavra           Kentaver           1,34               4,3
Barnardova zvezda        Kačenosec          1,81               5,9
Wolf 359                 Lev                2,33               7,6
Lalande 21185            Veliki medved      2,49               8,1

Sirij                    Veliki pes          2,65             8,5
Arktur                   Volar                  11           36,0
Vega                     Lira                  8,1           26,5
Kapela                   Voznik                 14           45,6
Rigel                    Orion                250           815,0

Preglednica 3: Oddaljenosti najbližjih in nekaterih znanih zvezd


5. Galaksije

Zvezde niso brez reda razmetane po vesolju. Združujejo se v galaksije. To so orjaški otoki
zvezd. Prostornino, ki jo pokriva zvezda v galaksiji, si predstavljamo kot kocko z robom reda
velikosti približno svetlobno leto. Volumen galaksije je torej približno 1011 krat večji, iz česar
ocenimo, da je tipična dimenzija galaksije reda velikosti nekaj deset tisoč svetlobnih let, kar
povsem ustreza meritvam.
Večina galaksij ima obliko leče (slika 4b), iz središča katere se odvijajo značilni spiralni
zvezdni rokavi. Eliptične galaksije (slika 4a) pa so podobne zvezdnim gručam, le da so
mnogo večje ter dostikrat precej sploščene. Ostanek pa tvorijo majhne galaksije nepravilnih
oblik (slika 4d).


   5.1 Naša galaksija

Sonce je le ena od 100 milijard zvezd v naši Galaksiji. Vse zvezde, ki jih vidimo s prostim
očesom, spadajo v našo Galaksijo. Velikost galaksij je zares "astronomska", saj so njihove
mere nepojmljivih razsežnosti. Premer naše Galaksije je okoli 100 000 svetlobnih let. Premer
galaktične leče znaša najmanj 80 tisoč svetlobnih let, debelina vsaj 15 000 svetlobnih let,
premer celotne, torej tudi prostora izven galaktične leče, pa znaša približno 150 000
svetlobnih let. Masa galaksije je ocenjena na 150 milijard mas Sonca.
Človek si prave slike vesolja ne more predstavljati. Ne samo, da ne vemo, kolikšno je, tudi
njegovo razsežnost si težko predstavljamo. Vesolje je posejano z galaksijami, od katerih so
nekatere nad milijardo svetlobnih let oddaljene od našega Sončnega sistema, in zato tudi
nevidne in neizmerljive.
Vse zvezde, ki jih vidimo na nočnem nebu, pripadajo naši Galaksiji - Rimski cesti. To je
ogromen vrtinec zvezd, plinov in prahu, ki se počasi vrtinči v vesolju.




                                                8
                    a)                                               b)




                    c)                                               d)

Slika 4: Tipi galaksij; a) eliptična galaksija M 87; b) lečasta galaksija NGC 5866;     c)
spiralna galaksija NGC 2977; d) spiralna galaksija s prečko NGC 1265 [9]




Slika 9: Pogled na jedro Rimske ceste, posnet iz Avstralije [3]

Naše Sonce je navadna zvezda z družino planetov (slika 10). Oddaljena je okoli dve tretjini
razdalje od središča Galaksije. Galaksija se sestoji iz raznih vrst zvezd, kroglastih zvezdnih
kopic ali gruč, odprtih zvezdnih kopic, oblakov medzvezdnega prahu in plinov, planetov in
njihovih naravnih satelitov, planetoidov - asteroidov, kometov ...
S paralakso so izmerili razdaljo do bližnje zvezdne kopice Hijade. S primerjavo zvezd z
glavne veje v tej kopici, z zvezdami v drugih kopicah znotraj Galaksije, lahko izmerijo
razdalje med posameznimi deli naše Galaksije.




                                               9
    Sonce
                                           D
               L

                        R


Slika 10: Lega Sonca v Galaksiji. Premer naše galaksije je 100 000 svetlobnih let, debelina
15 000 svetlobnih let, Sonce je od središča Galaksije oddaljeno 25 000 sv. l. [7]


   5.2 Druge galaksije

Do leta 1924 so mnogi astronomi mislili, da so diskasti in spiralni objekti na nebu le meglice
ali ostanki plina. Tega prelomnega leta pa so z novim 2,5 metrskim teleskopom opazili, da so
meglice takih oblik sestavljene iz šibkih zvezd in ne iz plina. S pomočjo kefeid so opazili, da
so ti objekti veliko bolj oddaljeni od ostalih objektov v naši galaksiji. Zaradi prvotnega
napačnega mišljenja so imena galaksij povezana s poimenovanjem meglic (M, NGC, IC).
Osnovno klasifikacijo galaksij je določil Hubble.
S severne poloble vidimo s prostim očesom Andromedino galaksijo. Andromedina galaksija z
oznako M 31 v ozvezdju Andromeda je kot meglena lisa ovalne oblike. Je spiralna galaksija.
Od nas jo loči razdalja 2,2 milijona svetlobnih let.




Slika 12: Andromedina galaksija [12]

Poglavitna metoda, s katero merimo razdaljo od naše do drugih galaksij, je metoda kefeid.
Ime imajo po zvezdi  Kefeja. So izredno svetle zvezde, saj izsevajo od 1000 do 30 000-krat
več svetlobe kot Sonce. Kefeide v Magelanovih oblakih so od nas približno enako oddaljene,
zato se njihov navidezni sij razlikuje od absolutnega samo za konstanto. Torej je potrebno
poznati pravo oddaljenost vsaj za eno kefeido z znano periodo, da imamo umerjen meter za
medzvezdne razdalje. Kefeide so postale pomembni indikatorji velikih razdalj tudi zunaj naše
Galaksije. Tako so določili oddaljenosti nekaterih znamenitih galaksij, kot sta Andromedina
galaksija M31 in M33, kjer so Kefeide s periodo okrog 60 dni vidne kot zvezde 18.
magnitude.



                                               10
Naša Galaksija, Veliki in Mali Magelanov oblak, galaksija M31 in nekaj bližnjih galaksij,
skupaj 17, tvorijo krajevno jato s premerom okoli 3 milijone svetlobnih let. V jato jih veže
gravitacija. Nekatere druge jate so še številnejše. Naši jati najbližja jata ima premer 7
milijonov svetlobnih let in je oddaljena 50 milijonov svetlobnih let. V njej je več kot 1000
galaksij in jo najdemo v ozvezdju Device. Jate galaksij sestavljajo večje skupine, ki jim
pravimo superjate. Naša krajevna jata je članica Krajevne superjate.


6. Časovni razvoj vesolja
Za konec povejmo še nekaj besed o tem, kako je vesolje sploh nastalo. V dvajsetem stoletju
sta nastali dve glavni teoriji o nastanku vesolja. Teorija velikega poka pravi, da se je vesolje
začelo pred kakšnimi 15 milijardami let z veliko eksplozijo v eni sami točki vesolja. V tej
točki je bila nakopičena energija, tako da je začela nastajati snov. Snov je bila predhodnik
snovi, iz katere so pozneje nastale zvezde, planeti, galaksije.
Stacionarna teorija pa trdi, da velikega poka ni bilo. V tem primeru je stanje stacionarno in bi
moralo biti vesolje pred milijoni let takšno, kakor je zdaj. Toda astronomi so ugotovili, da
včasih vesolje ni bilo takšno. V zgodnjem obdobju vesolja so galaksije bile drugače
razporejene po prostoru. Leta 1948 so znanstveniki izračunali, da bi se toplotno sevanje, če bi
se vesolje začelo z velikim pokom, moralo ohladiti na približno tri stopinje K (-270° C).
Dvajset let pozneje so res odkrili to sevanje. V prid teoriji prapoka govori še eno opažanje, ki
ga velikokrat pri uspehih standardnega modela izpuščajo. Najbolj oddaljene galaksije so od
Zemlje oddaljene približno 12 milijard svetlobnih let. Če je ocenjena starost vesolja približno
15 milijard let, to pomeni, da so svetlobo, ki jo vidimo, izsevale v času, ko je bilo vesolje
staro le 5 % svoje sedanje starosti. S Hubblovim teleskopom so uspeli pogledati v vidnem
delu svetlobnega spektra dlje kot kdajkoli prej.


   6.1 Širjenje vesolja

Kakšna prihodnost čaka vesolje? Se bo še naprej širilo ali se bo ustalilo? Mogoče se bo celo
začelo krčiti? Pogled v nočno nebo nam daje vtis o nespremenljivosti vesolja. Vendar se
zvezde gibljejo s hitrostjo do 100 km/s.
Sploh se ves čas po velikem poku vesolje širi. Poenostavljeno sliko širjenja vesolja lahko
predstavimo z modelom napihovanja balona, na katerega prilepimo etikete, ki predstavljajo
jate galaksij. Ko se vesolje širi, se vsaka jata odmika od vsake druge jate. Čeprav se
opazovalcu na neki jati zdi, da se vse jate oddaljujejo od njega, to ne pomeni, da je v središču.
Površje balona predstavlja prostor, na katerem so galaksije. Zaradi napihovanja se razdalje
med galaksijami večajo, čeprav se glede na opno sploh ne premikajo.
Galaksije se oddaljujejo druga od druge. Če je snov v vesolju dovolj gosta, bo gravitacijska
sila širjenje zaustavila in vesolje se bo začelo krčiti. To bo lahko privedlo najprej do velike
črne luknje in potem morda do ponovnega velikega poka in nastanka novega vesolja.




                                               11
Slika 13: Širjenje vesolja si predstavljamo z modelom napihujočega se balona [15]

Prihodnost vesolja je torej odvisna od tega, kako gosto je. Ocena trenutne gostote je veliko
pod kritično gostoto, ki bi vesolju preprečila večno širjenje. Seveda obstaja verjetnost, da je v
vesolju še veliko snovi, ki je nismo našli. Znanstveniki trdijo, da je takšne temne snovi lahko
do 90 %. Črne luknje so nevidne, vendar jih lahko zaradi njihove velike težnosti odkrivamo
prek ukrivljanja svetlobe, ki prihaja k nam z oddaljenih galaksij.




Slika 14: Slika najbolj oddaljenih galaksij [14]

Slika 14 predstavlja slike najbolj oddaljenih galaksij. Posnel jo je Hubblov vesoljski teleskop,
Hubble deep field, ko je bil leta 1996 deset dni neprekinjeno usmerjen v en sam kotiček
vesolja v bližini ozvezdja Velikega medveda, za katerega so pred tem mislili, da je
popolnoma temen, saj tam pred tem niso opazili ničesar.
Razdalje do najbolj oddaljenih galaksij merimo z rdečim premikom. Ko poznamo rdeči
premik, lahko določimo hitrost oddaljevanja galaksij. Hubblov zakon pravi, da je hitrost
oddaljevanja galaksij premosorazmerna z njihovo oddaljenostjo. Če uporabimo Hubblov
zakon in poznamo Hubblovo konstanto, lahko izračunamo oddaljenost galaksij. Težava je le v
tem, da vrednost Hubblove konstante ne poznamo dovolj natančno, zato je tudi rezultat v
mejah natančnosti te konstante.




                                               12
   6.2 Kozmični koledar

Razvoj človeštva predstavlja v razvoju vesolja le majhen trenutek. V preglednici 4 je
prikazana zgodovina razvoja vesolja, če bi jo stisnili v eno samo leto.

1. januar                                       veliki pok
1. april                                        oblikovanje naše Galaksije
9. september                                    oblikovanje našega Osončja
po 15. decembru                                 Darwinov razvoj vrst
19. december                                    prve ribe in vretenčarji
20. december                                    prve rastline
21. december                                    prve žuželke
23. december                                    prvi plazilci
24. december                                    prvi dinozavri
26. december                                    prvi sesalci
27. december                                    prvi ptiči
28. december                                    izginotje dinozavrov
31. december ob 22 h 30 min                     prvi ljudje
31. december ob 22 h 59 min                     Stonehenge
31. december ob 23 h 59 min 50 s                egipčanska civilizacija
31. december ob 23 h 59 min 56 s                Kristusovo rojstvo
31. december ob 23 h 59 min 59 s                renesansa v Evropi
31. december polnoč                             teorija velikega poka in osvajanje vesolja

Preglednica 4: Kozmični koledar




                                              13
   6.3 Razsežnosti v vesolju v km


                           1024 rob znanega vesolja

                           1021 najbolj oddaljene še vidne galaksije

                                 3,26 milijona svetlobnih let

                           1018 premer naše Galaksije

                           1015 3260 svetlobnih let

                                 oddaljenost najbližjih zvezd

                           1012 3,26 svetlobnih let

                           109   polmer Plutonovega tira

                                 1 astronomska enota

                           106   polmer Sonca

                           103   polmer Zemlje

Preglednica 5: Razsežnosti v vesolju


7. Zaključek

V seminarski nalogi sem predstavil razsežnost vesolja oziroma vesolje kot celoto. Vesolje je
sestavljeno iz zvezd, ki so posejane v vesolju. Zvezde so zelo različne. Nekatere imajo
planetne sisteme, druge ne, nekatere so orjakinje, nekatere pritlikavke. Zvezde se združujejo v
skupine, najpreprostejše so dvojne zvezde, zvezdne kopice. Vse to skupaj z medzvezdnim
plinom in prahom tvori galaksije. Takšna je naša Galaksija. Skupina galaksij sestavlja
Krajevno jato. Te pa se združujejo v še večje sisteme. Z modeli sem prikazal razdalje v
vesolju, ki bi osnovnošolcem pomagale pri primerjavah s predstavljivimi razdaljami na
Zemlji.




                                              14
Literatura in viri
   1. Branko Beznec, Branko Cedilnik, Boris Černilec, Tatjana Gulič, Jerica Lorger, Danica
       Vončina, Moja prva fizika 2, (Modrijan, Ljubljana, 1998).
   2. Vitalij L Ginzburg, Sodobni problemi fizike in astrofizike (Državna založba Slovenije,
       Ljubljana, 1978).
   3. Ian Graham, Astronomija, (Slovenska knjiga, Ljubljana, 1997).
   4. Gerhard Hartl, Planeten, Sterne, Welteninseln, (Franckh Kosmos, Stuttgart, 1993).
   5. Nigel Henbst, Vesolje v eksploziji, (ČGP Delo, Ljubljana, 1983).
   6. Milutin Milanković, Kratka zgodovina astronomije (Društvo, matematikov, fizikov in
       astronomov. Ljubljana, 1982).
   7. Patrick Moore, Atlas vesolja, (Mladinska knjiga, Ljubljana, 1999).
   8. Marijan Prosen, Utrinki iz astronomije, (Mladinska knjiga, Ljubljana, 1980).
   9. Mario Rigutti, Astronomija, (Mladinska knjiga, Ljubljana, 1991).
   10. Vladis Vujnović, Astronomija 2, (Školska knjiga, Zagreb, 1994).
   11. Steven Weinberg, Prve tri minute, (Društvo, matematikov, fizikov in astronomov,
       Ljubljana, 1991).

   12. http://kiss.uni-lj.si/~k4fg0152/devetplanetov/slike/sonce.html, december, 20001
   13. http://home.pia.si/adg/edu/images/Orion-ozvezdje.jpg, december, 20001
   14. http://hubblesite.org/discoveries/hstexhibit/, december, 20001
   15. http://www.kvarkadabra.net/?/vprasanja/teksti/kozmoloski_modeli.htm, december,
       20001




                                            15

								
To top