Universums uppkomst

Universums uppkomst
1
Mål för kursen
Eleven skall


ha kunskap om den naturvetenskapliga
världsbildens framväxt samt universums och
jordens historia
kunna förstå skillnaden mellan påståenden
grundade på fakta och värderande
ståndpunkter inom naturvetenskapen
Skolverket
2
Världsbild förändras …

Varje tro har sitt sätt att förklara världens /universums uppkomst
–
Egypten (för 5000 år sedan)

–
Grekland (600-100 f.Kr.)

–


3
Heliocentriska modell - Solen. i centrum . Planeterna satt fast på klotrunda kristallsfärer och rör sig i
cirkelformade banor runt solen. (präst och astronom Nikolaus Kopernikus)
Tyskland (1600 talet)


Geocentriska modell – Orörliga, runda Jorden ligger i universums centrum(astronomen Ptolemaios)
Polen (1500-talet)

–
Jorden är rund (sjöfararens observationer, Aristoteles observationer vid månförmörkelse)
Grekland (150 e.Kr. )

–
Jorden är platt skiva med kupol ovanför, där solen, månen, planeterna och stjärnorna fästade.
Heliocentriska modell utvecklas av Johannes Kepler (matematiker och astronom)– ellipsformade
planetbanor
Galileo Galilei använde första gånger teleskop för sina observationer av planeter.
Isaac Newton förklarade planeternas rörelse som en följd av gravitation
Vetenskapen idag: BigBang - teori
Allt har en början…
 En
enorm
explosion
 Expansion
(utvidgning)
4
Big Bang – Den stora smällen
 Snabb
utvidgning från koncentrerat
tillstånd
 Mycket som talar för denna teori
 Ingenting som talar emot!
5
Big Bang
 Skedde
för ca 15 miljarder år sedan
 Före smällen – Ej materia, ej tid
 Endast en het soppa av strålning
(Energi)
 Energin expanderade och
temperaturen sjönk… så småningom!
6
Efter Big Bang




7
Precis efter Big Bang växte universum explosivt!
Inom loppet av 10-35 sekunder blev universum upp
10100 gånger större
Universum består endast av laddade partiklar:
protoner och elektroner
Efter ca 380 000 år börjar dessa att rekombinera till
neutrala atomer av typ väte och helium
Universums uppkomst
 Efter
ytterligare 400 miljoner år uppstod
de första stjärnorna
 Stjärnor har samlats i galaxer och
galaxer i galaxhoppar
 Universum fick långsamt den form som
det har i dag med sina miljarder
galaxer
 Vintergatan, vår galax ca 12 miljarder år
gammal
8
Väteatom
Heliumatom
-
+ +
-
9
Belägg för Big bang-teorin
•
Universum utvidgas (expanderar)


•
10
Detta kan man mäta med rödförskjutning
(en form av Doppler-effekt)
Genom att ”räkna baklänges” kan man få
fram att universum är ungefär 14 miljarder
år gammalt (14 000 000 000 år)
Temperaturen i universum minskat
Belägg för Big bang-teorin
Universum expanderas (utvidgas)
–lagt fram teori att universum kan
inte vara statiskt!
 I slutet av 1920-talet, Hubble stärkte denna
teori
 Alla galaxer avlägsnar sig från varandra
 Einstein
11
Cern skapar Big Bang i mikroformat

2010-12-07

Den stora partikelkrossaren LHC (Large
Hadron Collider ) vid Cern i Schweiz har
nu åstadkommit vad som beskrivs som
ett Big Bang i miniatyr
Ett återskapande av förutsättningarna vid
universums tillkomst.
Det har man gjort genom att låta blyjoner
(Pb+4) kollidera i superfart, varvid man
uppnår en temperatur på 10 triljoner
grader C.
I det läget förvandlas blyjonerna till en så
kallad kvark-gluonplasma med
egenskaper som motsvarar universum
någon miljondels sekund efter den stora
ur-smällen



12
Solens ursprung
Solen är en stjärna
 En
stjärna bildas genom att stoftrika
gasmoln dras samman
 Solen bildades för ca 5 miljarder år sedan
 Solen är lysande och avger värme –
VARFÖR?
13
Solens ursprung



Inuti solen/stjärnor vid
extrema temperatur
(15000000 oC) och tryck
kolliderar väteatomer
Kärnreaktioner startas
Vätekärnor förenas till tyngre
kärnor - heliumatomer (He)
Detta kallas för FUSION
14
Solens ursprung
 Den
frisatta energin avges då som
strålning och värme
 Vår sol omvandlar varje sekund ca 4
miljoner ton väte till energi!
15
Solens ursprung
 Födelse
av solen tog 60 miljoner år
 Utan denna energi, inget liv på
jorden
 Kan solen någon gång slockna?
Svar: Ja! Väteförrådet beräknas räcka
i ytterliggare 5 miljarder år….
16
En stjärna slocknar
 Så
småningom tar vätebränslet slut
 Stjärnan drar sig samman och
heliumkärnor slås samman
 Kol, syre & kväve bildas
 Stjärnan exploderar, s.k. supernova
 Grundämnena kastas ut och kan ingå som
material i nya stjärnor och planeter
17
Jordens utveckling
Runt solen fanns fasta partiklar kvar i den s.k.
protoplanetära skivan. Dessa klumpade så
småningom ihop sig till planeter
 Jorden bildades för ca 4,6 miljarder år sedan
 Ogästvänlig plats med kollisioner med kometer,
vulkanutbrott, jordskalv m.m.
 Kometer för med sig vatten, koldioxid, metangas.
 Dessa ämnen bildar den första atmosfären

18
Kometer
 Består
mestadels av
frusen gas, is och
stoft
 Möjligen härstammar
vatten och kol från
just dessa
kometnedslag
Bilden visar en komet som upphettas av
solens strålning
19
Jordens utveckling
Sjön Siljan i Dalarna


20
En nedslagskrater som
är cirka 377 miljoner år
gammal
Kom till genom kollision
med rymdmaterial
(komet)
Jordens utveckling

Jorden är varm, halvsmält!
•
•
•
•
•

21
Krockarna med kometer frigör värmeenergi
Radioaktiva reaktioner i planetens centrum frigör
också värmeenergi
Differentiering (uppdelning) sker
Tunga grundämnen (Fe, Ni, U) sjunker in mot mitten
Lättare grundämnen (Ca, Al) kvar på ytan
Så småningom sjunker temperaturen tillräckligt
för att det skall bildas en jordskorpa
Jordens utveckling
I
takt som Jorden svalnade övergick
(kondenserade) vattenånga till vatten
 Ständiga regn pågått i miljontals år
 Sjöar och hav bildas
 Efter ca 2 miljarder år jordskorpan svalnar
och når så småningom över vattennivån
 Kontinentalplattor börjar formeras
22
Jordens utveckling
 Superkontinent
”Pangea” bildas 250
miljoner år sedan
 Plattorna rör sig idag mellan 9 – 90 mm
per år och orsakar jordbävningar världen
över
I Sverige?
 Ja, vanligt men under 4 på richterskalan (ej
märkbart)
23
Pangea –till- Idag
24