VÝVOJ VESMÍRU

11. května 2013 VY_32_INOVACE_170316_Vyvoj _vesmiru_DUM

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Miroslava Víchová.Obchodní akademie a Střední odborná škola logistická, Opava, příspěvková organizace.

Materiál byl vytvořen v rámci projektu OP VK 1.5 – EU peníze středním školám,registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0809.

Poznávání vesmíru

Vznik vesmíru

Tělesa a tělíska

Soustavy těles

Astronomie• se zabývá jevy, které probíhají za hranicemi zemské atmosféry

• zkoumá vesmírná tělesa, soustavy, děje ve vesmíru, vesmír jako celek a vývoj vesmíru

Součásti astronomie• Astrometrie

• rozvíjela se jako první• zabývá se měřením polohy hvězd a planet na obloze• zavádí souřadnice a body na nebeské sféře• má velký význam pro navigaci

• Nebeská mechanika• zkoumá pohyby těles v gravitačním poli• vychází z Keplerových a Newtonových zákonů

Poznávání vesmíru

dále

Historie pozorování vesmíru

340 př. n.l. – Aristoteles• dokazoval, že Země musí být kulatá, neboť stín Země na Měsíci při zatmění je kulatý

2. st.n.l – Ptolemaios• popisoval naši sluneční soustavu tak, že Země tvoří střed a kolem ní obíhají ve sférách objekty: Měsíc, Merkur, Venuše, Slunce, Mars, Jupiter a Saturn

1514 – Mikuláš Koperník• navrhl model, ve kterém střed soustavy tvořilo Slunce a po kruhových drahách obíhaly planety

Poznávání vesmíru

dále

1609 – Galileo Galilei• demonstroval svůj dalekohled před benátskými kupci• objevil čtyři měsíce Jupitera a fáze Venuše

1609 – Johanes Kepler• publikoval ve své práci první dva ze svých zákonů o pohybu planet (o rychlosti a o tvaru jejich drah)

1687 – Isaac Newton• vydal knihu o poloze těles v prostoru a čase a popsal zákon všeobecné

gravitace

1929 – Edwin Hubble• studoval vzdálené galaxie a objevil rudý posuv, který je důkazem

rozpínavosti vesmíru

Poznávání vesmíru

dále

1905 - 1915 – Albert Einstein• napsal teorii relativity, kde uvedl konečnou rychlost a relativitu prostoru a

času

Začátek 20. století• vznikla kvantová teorie o chování elementárních částic

Poznávání vesmíru

dále

Edwin Hubble na Wikipedii Albert Einstein na Wikipedii

Astronomická pozorování• zdrojem informaci vesmíru je elektromagnetické záření

Obory astronomie při pozorování využívají různé vlnové délky záření:

• optická astronomie - využívá světlo a přináší nejvíce informací

• radioastronomie - získává informace pomocí radiových vln

Další obory: infračervená, rentgenová, mikrovlnná a gama astronomie

Poznávání vesmíru

dále

Poznávání vesmíru

dále

Hubbleův vesmírný dalekohled Radioastronomická observatoř VLA, Nové Mexiko, USA

Obr.1 Obr.2

Astrofyzika• fyzikální obor, který se vyčlenil z astronomie

• studuje fyziku vesmíru, tedy vlastnosti (hustotu, svítivost, teplotu, chemické složení,…) hvězd, galaxií, mezihvězdné hmoty a jejich vzájemné interakce

Poznávání vesmíru

další kapitolazpět na obsah

• vznik a vývoj vesmíru studuje kosmologie• pohled na vývoj vesmíru se v průběhu lidského poznání měnil• dnes existuje několik teorií vývoje vesmíru• pozorování astronomů a kosmologů nejvíce potvrzují tzv. „teorii velkého

třesku“

Teorie velkého třesku• anglicky: Big Bang Theory• jako první tuto teorii zveřejnil americký fyzik, biolog a astronom George

Gamow v roce 1948• byla nazvána posměšně podle odpůrců této teorie• podle této teorie vznik vesmír v několika etapách• dnes podle současných fyzikálním modelů vznikl vesmír před 13,7 mld. let

(odhad podle pozorování rozpínání vesmíru u supernov)

Vznik vesmíru

dále

Vznik vesmíru

dále

Obr.3

• raný vesmír byl homogenní a vyplněný vysokou energetickou hustotou

• začal se exponenciálně zvětšovat

• začala klesat teplota a z původního kvark – gluonového plazmatu se začaly vázat kvarky a gluony (elementární částice)

• vesmír se dále zvětšoval a jeho teplota klesala, začaly vznikat elementární částice z nich pak atomy vodíku a hélia

• od hmoty se odštěpilo záření, které můžeme ještě dnes pozorovat jako reliktní záření

Vznik vesmíru

dále

• toto oddělení nastalo 379 000 let po velkém třesku za teploty 3000K

• později vznikaly hustší oblasti, vytvořila se oblaka plynu, galaxie, hvězdy a kosmické smetí

Tuto teorii potvrzují 3 důkazy: • Hubbleův zákon rozpínání, který vznikl z pozorování rudého

posuvu galaxií

• měření reliktního záření

• četnost lehkých prvků

Vznik vesmíru

dále

Vznik vesmíru

Obr.4

Snímek reliktního záření

další kapitolazpět na obsah

Ve vesmíru existuje mnoho objektů, které se liší velikostí a vlastnostmi.

1. Zrna hvězdného prachu• velikost 0,1μm

Tělesa a tělíska

dále

• jsou tvořena uhlíkem, křemíkem nebo dalšími zmrzlými látkami

• pohlcují energii, ohřívají se a vyzařují infračervené záření, mohou se spojovat ve větší tělesa

Obr.5

2. Tělíska• velikost od μm po km

• jsou tvořena horninami nebo zmrzlými látkami

3. Tělesa• velikost větší než km

• lze je přímo pozorovat ve sluneční soustavě (planetky, satelity)

• drží u sebe díky elektromagnetické interakci, u těles větších rozměrů převažuje gravitační interakce

Tělesa a tělíska

dále

Obr. 6

4. Planety• velikost (průměr) 1000 – 100 000 km

• obíhají kolem centrální hvězdy

5. Hnědí trpaslíci• mají hmotnost 10 – 80x větší než je

hmotnost Jupitera

• vnitro je zahřáté na několik miliónů stupňů

• neprobíhají v nich termonukleární reakce, a proto postupně chladnou

• mají poloměr srovnatelný s poloměrem Jupitera

Tělesa a tělíska

dále

Saturn

Obr. 7

6. Hvězdy• jsou viditelné díky svému záření

• ve vnitru hvězd je vysoký tlak a teplota (přes 10 mil °C)

• probíhají zde termonukleární reakce, při těchto reakcích vznikají jádra těžších prvků a uvolňuje se zářivá energie a neutrina

7. Kvasary• jsou velmi vzdálené objekty

• mají hmotnost řádově 109 násobku hmotnosti Slunce

• mají průměr 1010 km

• mají proměnlivou jasnost

• zdrojem energie není termonukleární reakce

Tělesa a tělíska

další kapitolazpět na obsah

Vesmírná tělesa tvoří soustavy, ve kterých jsou vázána tělesa gravitační silou. Pohyb těles v rámci soustavy se řídí Newtonovým zákonem setrvačnosti.

1. Naše Sluneční soustava• tvoří ji Slunce a 8 planet, desítky satelitů, statisíce planetek, 1014

kometárních jader a velké množství meteorických tělísek

• dne 24.8.2006 byla změněna Mezinárodní astronomickou unií definice planety a Pluto bylo označeno za trpasličí planetu

2. Dvojhvězdy a vícenásobné hvězdy• jsou skupiny hvězd, které obíhají kolem společného těžiště

Soustavy těles

dále

3. Otevřené hvězdokupy• jsou skupiny s několika sty hvězd

• vznikly společně a jsou stejně staré

• většinou mladé hvězdy (1 000 000 – 100 000 000 let)

Soustavy těles

dále

Obr. 8

Plejády (kuřátka), otevřená hvězdokupa v souhvězdí Býka.

4. Kulové hvězdokupy

• obsahují řádově milióny hvězd a mají pravidelný tvar daný gravitační silou

• jsou tvořeny starými hvězdami (10 mld. let)

Soustavy těles

dále

Obr. 9

5. Galaxie• jsou tvořeny různými vesmírnými objekty

• naše Sluneční soustava patří do galaxie Mléčná dráha

6. Vícenásobné galaxie, skupiny galaxií, kupy galaxií a nadkupy galaxií

Soustavy těles

dále

Soustavy těles

Obr. 10

koneczpět na obsah

POUŽITÁ LITERATURA

ŠTOLL, Ivan. Fyzika pro netechnické obory SOŠ a SOU. Praha: Prometheus, 2003. ISBN 80-7196-223-6

CITACE ZDROJŮ

Obr. 1 RUFFNAX. Soubor:HST-SM4.jpeg: Wikimedia Commons [online]. 19 May 2009 [cit. 2013-05-11]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3f/HST-SM4.jpeg

Obr. 2 USER:HAJOR. Soubor:USA.NM.VeryLargeArray.02.jpg: Wikimedia Commons [online]. 8 august 2004 [cit. 2013-05-11]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/63/USA.NM.VeryLargeArray.02.jpg

Obr. 3 MISOH. Soubor:Universe expansion sk.png: Wikimedia Commons [online]. 15 March 2005 [cit. 2013-05-11]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/88/Universe_expansion_sk.png

Obr. 4 NASA. Soubor:WMAP 2008.png: Wikimedia Commons [online]. March 2008 [cit. 2013-05-11]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/28/WMAP_2008.png

Obr. 5 W:EN:USER:DMCDEVIT. Soubor:Murchison-meteorite-stardust.jpg Skočit na: Navigace, Hledání: Wikimedia Commons [online]. 16 September 2007 [cit. 2013-05-11]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/ff/Murchison-meteorite-stardust.jpg

Obr. 6 NASA. Soubor:Galileo Gaspra Mosaic.jpg: Wikimedia Commons [online]. 29 October 1991 [cit. 2013-05-11]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9a/Galileo_Gaspra_Mosaic.jpg

CITACE ZDROJŮ

Obr. 7 VOYAGER 2. Soubor:Saturn (planet) large.jpg: Wikimedia Commons [online]. 4 August 1981 [cit. 2013-05-11]. Dostupné pod licencí Crative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b4/Saturn_%28planet%29_large.jpg

Obr. 8 otevrena hvezdokupa - Plejady VEDRON. File:M45 filip.jpg: Wikimedia Commons [online]. 22 September 2007 [cit. 2013-05-11]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/23/M45_filip.jpg

Obr. 9 kulova hvezdokupa NASA. File:NGC 2808 HST.jpg: Wikimedia Commons [online]. 2 May 2007 [cit. 2013-05-11]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/38/NGC_2808_HST.jpg

Obr. 10 mlečná dráha ESO/H.H. HEYER. File:360-degree Panorama of the Southern Sky edit.jpg: Wikimedia Commons [online]. 1 April 2010 [cit. 2013-05-11]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/86/360-degree_Panorama_of_the_Southern_Sky_edit.jpg

Pro vytvoření DUM byl použit Microsoft PowerPoint 2010.

Děkuji za pozornost.

Miroslava Víchová