Svemir i održivost.pdf
0 likes394 views
Dokument objašnjava pojam svemira kroz razne aspekte poput njegovog nastanka, strukture i održivosti, s naglaskom na svjetski tjedan svemira 2022. godine. Uključuje informacije o različitim vrstama sila u prirodi, razvoju svemira nakon velikog praska, te detalje o sunčevom sustavu i njegovim planetima. Također se razmatraju problemi svemirskog otpada i moguća rješenja za njihovo upravljanje.
Svemir i održivost.pdf
- 1. SVEMIR I ODRŽIVOST Svjetski tjedan svemira 4.-10.10.2022. Srednja škola Novska - učenici 4.g razreda - mentorica: Gordana Divić, prof. savjetnik
- 2. SVEMIR I ODRŽIVOST Svjetski tjedan svemira – obilježava se od 4. do 10. listopada, posljednje 23 godine 4. 10.1957. – lansiran Sputnjik – prva letjelica 10. 10.1967. – potpisan Ugovor o načelima upravljanja aktivnostima država u istraživanju i mirnom korištenju svemira uključujući Mjesec i druga nebeska tijela Tema za 2022. godinu: „Svemir i održivost” Zašto? Otkrijmo!
- 3. Sateliti (umjetne letjelice lansirane sa Zemlje) kruže u niskoj orbiti oko Zemlje Niska orbita: od 100 km do 2000 km iznad površine Zemlje Pratimo: Aktivne satelite: 6 500 / od toga 2 000 od Starlink-a (Elon Musk) neaktivne satelite i odbačene dijelove raketa: oko 5 000 neidentificirane leteće objekte veće krhotine: oko 21 000 Ne možemo pratiti (podaci iz 2020.): leteće objekte nešto veće od 10 cm: 34 000 krhotine veličine od 1 do 10 cm: 900 000 krhotine manje od 1 cm: 128 000 000 18 000 tona svemirskog otpada
- 4. TRENUTNI POLOŽAJ SVEMIRSKIH OBJEKATA U NISKOJ ZEMLJINOJ ORBITI http://astria.tacc.utexas.edu/AstriaGraph/
- 5. • https://www.youtube.com/watch?v=eeQnv_IWttw // 19.8.2021.
- 6. KAKO MOŽEMO RIJEŠITI PROBLEM SVEMIRSKOG OTPADA? 1. Mehaničko hvatanje (mehaničkom rukom) 2. Magnetsko hvatanje 3. Hvatanje mrežom (ispucavanjem harpuna) 4. Ispucavanje laserske zrake sa Zemlje prema objektu veličine 1 do 10 cm (zagrijavanje objekta, njegovo usporavanje i dovođenje u Zemljinu atmosferu kako bi u njoj sagorjelo) neaktivnih objekata većih veličina i njihovo transportiranje ili dublje u svemir (a možda i na Mjesec) ili natrag na Zemlju
- 7. SLIJEDE PREZENTACIJE O SVEMIRU – NAŠEM JEDINOM DOMU • Kako je nastao? • Što ga održava? • Kako izgleda? • … • Odgovorit će učenici 4.g razreda!
- 8. ČETIRI OSNOVNE SILE U PRIRODI • Matej Čavlović • Luka Milinković • Daniel Šneperger • 4.g
- 9. Četiri osnovne sile • sva međudjelovanja u prirodi mogu se svesti na četiri osnovne sile: gravitacijsku, elektromagnetsku, jaku (nuklearnu) i slabu (nuklearnu) silu • sve ostale poznate sile su posljedica te četiri osnovne sile • sve sile osim gravitacijske imaju zajedničko ishodište • međudjelovanja elementarnih čestica danas su opisana standardnim modelom -> 3 temeljne sile prirode: elektromagnetska, slaba i jaka
- 10. Gravitacijska sila • najsabije međudjelovanje - nema praktički nikakav vidljiv učinak na ljestvici sićušnih čestica, postajući relevantna samo na višoj kozmičkoj razini • samo ona ima svojstvo da između svakih dviju čestica djeluje privlačno • djeluje na sve čestice koje imaju masu • beskonačnog dosega • primjer: gibanje Zemlje oko Sunca zbiva se zbog gravitacijskog međudjelovanja
- 11. Isaac Newton • Gravitacija je osnovno svojstvo mase
- 12. Elektromagnetska sila • privlačna i odbojna sila između čestica sa svojstvom zvanim naboj, koji dolazi u dva stanja - pozitivan i negativan • beskonačnog dosega • određuje građu elektronskih omotača u atomima • omogućuje spajanje pojedinačnih atoma u različite materijale • slaba i elektromagnetska sila ujedinjene čine elektroslabu silu
- 13. Jaka (nuklearna) sila • najjače međudjelovanje • postoji između nukleona u atomskim jezgrama • drži na okupu jezgre atoma • ograničenog dometa (10-15m) • djeluje na kvarkove i gluone • što gluon treba dalje putovati, nuklearna sila postaje jača • veže čitave protone i neutrone jedne na druge • iznos jake sile smanjuje se kad energija čestica raste
- 14. Slaba (nuklearna) sila • puno slabija od jakog i elektromagnetskog međudjelovanja • djeluje među kvarkovima i leptonima (elektron) • ograničenog dometa (10-17 m) • zbog slabog međudjelovanja u procesu beta-raspada u jezgri dolazi do "promjene" čestica • neutron se može pretvoriti u proton • neutrino se može pretvoriti u elektron • silu nose čestice koje se nazivaju W i Z bozoni
- 15. VELIKI PRASAK nastanak svemira SREDNJA ŠKOLA NOVSKA 2022./2023. Elena Poklečki, 4.g
- 16. VELIKI PRASAK svemir u prošlosti imao veću temperaturu i gustoću naziv dodijelio Sir Fred Hoyle prije 13.8 milijardi godina svemir se počeo širiti iz točke neizmjerne gustoće, te se nastavio širiti do danas
- 17. EPOHE NASTANKA SVEMIRA: epoha elektroslabe sile (kvarkovska epoha) epoha velikog ujedinjenja fotonska epoha leptonska epoha epoha formiranja galaktika nakon koje nastupa sadašnja faza razvoja svemira epoha u kojoj svemir postaje proziran
- 18. EPOHA VELIKOG UJEDINJENJA nastavlja se na epohu kvantne gravitacije Oko sekundi nakon nastanka svemira, pri temperaturi od K, temeljna međudjelovanja jako, slabo i elektromagnetsko mogla su biti ujedinjena nastaje mala asimetrija između materije i antimaterije, koje će se kasnije uglavnom poništiti, no mali višak materije stvorit će današnji svemir
- 19. pri temperaturi od svemira od K i starosti s EPOHA ELEKTROSLABE SILE (KVARKOVSKA EPOHA) jako međudjelovanje se počinje odvajati od preostala dva koja zajedno tvore elektroslabu silu Kvarkovi i antikvarkovi se međusobni poništavaju, a spomenuta asimetrija odgovorna je za postojanje materije u svemiru
- 20. Leptonska epoha počinje pri starosti svemira od sekundi i pri temperaturi od K razdvajnje elektromagnetske i slabe sile Oko 1 sekundu nakon nastanka svemira nastaje fotonska epoha LEPTONSKA EPOHA
- 21. GALAKSIJE milijardu godina nakon Velikog praska, počinje epoha formiranja galaksija - temp. na 18K preteče protogalaksija- početne nehomogenosti tijekom milijarde godina prouzročile nakupljanje tvari od najgušćih područja nastaju prve zvijezde najmasivnije vrlo brzo eksplodiraju kao supernove Svemir se nastavlja hladiti sve do današnje temperature od 2.7 K. U jezgrama zvijezda koje su nastale od jezgara vodika i helija, stvaraju se teže atomske jezgre ugljik, kisik, dušik i željezo stvoreni nukleosintezom u zvijezdama raspršuju se svemirom eksplozijama supernovih - čine osnovu za zvijezde nove generacije
- 22. KOZMIČKO MIKROVALNO POZADINSKO ZRAČENJE jedan od dokaza teorije Velikog praska difuzno izotropno zračenje čiji spektar odgovara spektru zračenja crnog tijela pri temperaturi od 2.73 K Spektar zračenja se nalazi u mikrovalnom dijelu spektra, van optičkog prozora- moguće ga detektirati samo radio- teleskopima spektar zračenja koji odgovara spektru zračenja crnog tijela Arno A. Penzias i Robert W. Wilson
- 23. HUBBLEOV ZAKON Edwin Hubble otkrio 1929. proporcionalnost između udaljenosti pojedine galaktike i brzine kojom se ona udaljava od nas - Hubbleov zakon navodi na zaključak da je svim galaksijama trebalo podjednako vremena za pomak od početne pozicije do današnjeg položaja svemir je jednom bio sažet u točku i od tada se širi
- 24. Sunčev sustav Lucija Mokri, Veronika Muraja I Marija Šarić 4.G 2022/2023
- 25. PODRIJETLO TVARI SUNČEVA SUSTAVA • pri katastrofalnoj eksploziji zvijezde, tvar obogaćenog kemijskog sastava raspršila se svemirom • mjestimičnim zgušnjavanjem plina i prašine poslije nastaju nova svemirska tijela raznovrsnijeg kemijskog sastava nego prvotne zvijezde • zvjezdana prašina je ugrađena i u Sunčev sustav, dakle i u Zemlju, pa i ljudsko tijelo • smatranja znanstvenika - u dijelu svemira gdje je prije pet milijardi godina nastao Sunčev sustav, neposredno prije toga eksplodirala je supernova
- 26. OPĆENITO • sastoji se od Sunca i manjih svemirskih tijela povezanih gravitacijskom silom koji orbitiraju na određenoj udaljenosti • osam glavnih planeta, pet patuljastih planeta • nalazi se u galaksiji Mliječni put, u rukavu Oriona
- 28. • mnoštvo manjih tijela - kometi, asteroidi, meteoridi, međuplanetarne tvari, Kuiperov pojas, Oortov oblak • Sunčeva plazma ispunjava heliosferu, a sunčev vjetar širi se u svim smjerovima do rubova sustava gdje se nalazi područje Oortova oblaka
- 29. KUIPEROV POJAS • područje u obliku diska na kojem ima mnogo ledenih tijela • smješteno izvan orbite Neptuna, Pluton, Arrokoth, Iksion itd.
- 30. OORTOV OBLAK • smješten oko Sunčevog sustava i Kuiperovog pojasa • sferni oblak koji čine kometi i slična tijela okružujući Sunce • Jan Hendrik Oort - pretpostavio da taj oblak čini svojevrsnu granicu Sunčeva sustava
- 32. SUNCE • u središtu sustava • sastoji se od helija i vodika • temperatura na njegovoj površini je oko 6000⁰ C • veličina sfere mnogo je veća od ostalih objekata koji se nalaze u području njegove privlačnosti • zvijezda pripada žutom patuljku - glavni niz zvijezda G-tipa
- 33. • privlači predmete na udaljenosti od dvije svjetlosne godine - otprilike 18,9 bilijuna km • Sunčeve pjege • na različitim udaljenostima nalaze se planeti koje su znanstvenici podijelili u dvije skupine: zemaljske i plinske
- 34. PLANETI ZEMALJSKE SKUPINE - unutarnji planeti -
- 35. MERKUR • planet najbliži Suncu • najmanji u sustavu • okreće se oko Sunca u najmanjoj orbiti • godina na njemu traje 88 dana • ime dobio u čast boga trgovine Merkura
- 37. VENERA • drugi planet po udaljenosti od Sunca • najsjajniji na nebu • nosi naziv u čast drevne rimske božice ljubavi • vanjski izgled Venere predstavlja kuglu mliječne boje
- 39. ZEMLJA • treći planet po udaljenosti od Sunca • najveći među unutarnjim planetima • prosječno je od Sunca udaljena 149,6 milijuna km, što se uzima kao astronomska jedinica • Zemljin prirodni satelit – Mjesec
- 40. • Zemljina atmosfera je pretežno građena od dušika (77%), kisika (21%) i vodene pare (1%) • građa - jezgra, plašt i kora • obiđe Sunce za vrijeme sideričke (zvjezdane) godine, trajanje od 365 d 6h 9min i 9.5 s
- 41. MARS • četvrti po udaljenosti od Sunca • “crveni" planet • pripada unutarnjoj skupini • vidljiv sa Zemlje golim okom • nazvan po bogu rata iz rimske mitologije • crvenkastonarančaste boje (albedo)
- 42. • podloga se sastoji uglavnom od pjeskovitih i zemljanih reljefa, podijeljenih u svijetla i tamna područja • ima dva satelita: Phobos i Deimos • atmosfera rijetka i prašnjava - sastoji se od ugljikova dioksida (više od 90%), argona, dušika, vodene pare i ostalih smjesa
- 43. PLANETI PLINSKE SKUPINE - vanjski planeti -
- 44. JUPITER • peti planet po udaljenosti od Sunca • najveći planet Sunčevog sustava • obiđe Sunce za 11,86 zemaljskih godina • ne može se točno odrediti sastav planeta • poznato je da ima više ksenona, argona i kriptona nego na Suncu
- 45. • ima oko 79 satelita, od kojih su neki po veličini slični nekim planetima • u atmosferi se primjećuju tamnije (pojasi) i svjetlije (zone) pruge paralelne ekvatoru u bijelim, ružičastim, narančastim, smeđim, žutim, a ponekad i plavim nijansama
- 46. SATURN • šesti planet po udaljenosti od Sunca • poznat po svojim prstenovima, koji se sastoje od ledenih i kamenitih meteoroida • nije detaljno proučen sastav površine • sadrži gotovo iste kemijske elemente kao i Sunce • u okolici Saturna postoje 83 satelita
- 47. • obiđe Sunce za 29,46 zemaljskih godina prsten se dijeli na 3 glavna dijela: 1. prsten A (vanjski) unutar kojega je Enckeova pukotina 2. prsten B (srednji) između kojih je Cassinijeva pukotina 3. prsten C (unutarnji)
- 48. URAN • sedmi planet po udaljenosti od Sunca • treći najveći planet Sunčevog sustava • najhladniji planet ( - 230⁰ C ) • jedinstveno svojstvo: os rotacije nalazi se pod kutom od 97,8⁰ zbog čega pri kretanju ostavlja dojam kotrljajuće kuglice
- 49. • jednolične plave boje • površina se sastoji uglavnom od leda • 27 prirodnih satelita koji su nazvani prema likovima iz djela Williama Shakespearea i Alexandera Popea
- 50. NEPTUN • osmi planet po udaljenosti od Sunca • otkriven matematičkim proračunima • ima unutarnji izvor topline koji temperaturi njegove površine pridonosi više nego Sunčevo zračenje • magnetsko polje mu je slabije od polja drugih divovskih planeta
- 51. • površinom sličan Uranu • ima najjače vjetrove u cijelom Sunčevom sustavu • 14 prirodnih satelita - nazvani prema vodenim božanstvima u grčkoj mitologiji • pet odvojenih tamnih prstena
- 52. RAZVOJ ZVIJEZDA Nika Baić i Klara Moguš, 4.g Srednja škola Novska 2022./2023.
- 53. PRVA FAZA gravitacijsko stezanje nuklearna fuzija protonsko-protonski ciklus vodik i helij 4 protona, 2 antielektrona, 2 neutrina 1 1 𝐻 + 1 1 𝐻 → 1 2 𝐻 + +1 0 𝑒 + 0 0 ν 1 2 𝐻 + 1 1 𝐻 → 2 3 𝐻𝑒 + 𝛾 2 3 𝐻𝑒 + 2 3 𝐻𝑒 → 2 4 𝐻𝑒 + 1 1 𝐻 + 1 1 𝐻
- 54. Nakon što se u središnjem dijelu zvijezde iscrpi vodik pretvorivši se u helij- 4, nastupa druga faza. Iz fuzija helija-4 nastaju kisik-16 te neon-20. Fuzija triju jezgara helija-4 u jezgru ugljika-12. DRUGA FAZA 3𝐻𝑒 → 6 12 𝐶 + 2𝛾 6 12 𝐶 + 1 4 𝐻𝑒 → 8 16 𝑂 8 16 𝑂 + 1 4 𝐻𝑒 → 10 20 𝑁𝑒
- 55. • treća faza- nakon potrošnje ugljika-12 i porasta temperature • magnezij-24 i silicij-28 • nuklearna fuzija prestaje nastankom željeza-56 • sporo upijanje neutrona- beta-minus raspad jezgre • bijeli i crni patuljak • supernova TREĆA FAZA, ČETVRTA FAZA,…
- 56. Završna faza eksplozije supernove snimljene 2002. pomoću rendgenskih zraka Eksplozija supernove opažene 1987. godine
- 57. Neutronske zvijezde i tipovi zvijezda Ivano Markić, Ivan Katavić, Gabriel Prelesnik, 4.g
- 58. Tijela koja se sastoje od samih neutrona Nastaju kao posljedica eksplozije supernove (samo ako je središnje tijelo mase između jedne, tri i četiri Sunčeve mase) Neutronska zvijezda mase poput Sunca – polumjera samo 20 km, izvanredne gustoće Što su neutronske zvijezde? Neutronska zvijezda
- 59. Otkriće neutronskih zvijezda • 1969. britanska studentica Jocelyn Bell – lokacija u svemiru s izvorom vrlo pravilnih radiopulseva (puls svake 1,33 sekunde) • Kasnije otkriveno mnogo drugih pulsirajućih izvora radiovalova – pulsari • Pulsari – rotirajuće neutronske zvijezde Vrlo brzo rotiraju oko osi Period rotacije ~ 1 s Snažno magnetsko polje emitiraju uski snop radiovalova
- 60. Zanimljivosti • Pretpostavlja se da najveći dio unutrašnjosti neutronskih zvijezda ispunjava suprafluidna neutronska tvar, neutronski degenerirani plin • Neutronske se zvijezde često u početku vrte velikom brzinom, ali se s vremenom, kako gube energiju, usporavaju • Najbliža neutronska zvijezda, tj. pulsar je PSR J0108-1431 (period rotacije 0,808 sekunde, udaljen od Zemlje 424 svjetlosne godine) Ilustracija pulsara PSR J0108-1431
- 61. Tipovi zvijezda • Svi tipovi zvijezda imaju neka zajednička svojstva • Nastale stezanjem oblaka međuzvjezdanog materijala Pri tome stječu dovoljno mase i zagrijavaju se u središtu do temp. termonuklearnih reakcija • Barem u jednoj fazi razvoja zvijezde imaju termonuklearni izvor, tj. Pretvaraju jednostavnije elemente u složenije Svijetle Sastoje se od ioniziranog plina
- 62. Tipovi zvijezda • Osnovni spektralni tipovi zvijezda – O, B, A, F, G, K i M • Svaki spektralni tip podijeljen je u 10 podgrupa • Označavaju se indeksom od 0 do 9 (indeks 0 obuhvaća zvijezde najviše površinske temp. nekog spektralnog tipa) • Iznimka je spektralni tip O koji ima podgrupe od 5 do 9,5
- 63. Hertzprung-Russelov dijagram • Zvijezde ucrtane obzirom na temperaturu (na os x), te obzirom na luminoznost/sjaj (na os y)
- 64. Srednja škola Novska, 2022./2023. LEDA BIELIĆ I IDA FIJAČKO, 3.G
- 65. O CRNIM RUPAMA velika masa zbijena u malu točku čija je sila toliko jaka da ju ništa, pa čak niti svjetlost ne može napustiti crne rupe otkrivaju se proučavanjem njihova utjecaja na zvijezde i međuzvjezdanu tvar koji kruže oko njih jedna od teorija koja opisuje crne rupe je i Einsteinova Opća teorija relativnosti
- 66. Đ Đ • površina područja iz kojega svjetlost ne izvire • unutar horizonta događaja prostor i vrijeme su jako poremećeni • fizička svojstva crne rupe se svode na masu,kutnu veličinu gibanja i električni naboj
- 67. govori da gravitacija prouzrokovana masom zakrivljuje prostor-vrijeme, što je veća masa nekog tijela,gravitacije je veća crne rupe se smatraju najgušćim objektima u svemiru, stoga imaju i najveću gravitaciju EINSTEINOVE JEDNADŽBE POLJA
- 68. VRSTE CRNIH RUPA • Zemlji najbliža crna rupa Cygnus X-1 uočena je zbog snažne emisije rendgenskoga zračenja • emitira ga disk oblikovan od tvari zvjezdanoga vjetra vrlo bliske zvijezde • nastale su urušavanjem zvijezda velike mase
- 69. VRSTE CRNIH RUPA milijun ili milijardu puta veće mase od Sunčeve, vjerojatno se nalaze u središtima galaktika supermasivna crna rupa, mase oko četiri milijuna puta veće od Sunčeve nalazi se u središtu sjajnog izvora radiovalova Sagittarius A
- 70. • američka znanstvenica Katie Bouman bila je član tima Event Horizon Telescope koji je snimio prvu sliku crne rupe • Katie je vodila razvoj algoritma za slikanje crnih rupa • istraživanje je bilo testiranje teorije opće relativnosti
- 71. Slijedi nagradni kviz Imate li pitanja?
- 73. Literatura • https://www.galaksija.hr/tekst/Koje_su_cetiri_temeljne_sile_prirode/1373 • https://sh.wikipedia.org/wiki/Osnovne_sile • https://www.enciklopedija.hr/natuknica.aspx?ID=44376 • https://www.wikiwand.com/hr/Slaba_nuklearna_sila
- 75. LITERATURA • https://enciklopedija.hr/natuknica.aspx?ID=58787 • https://nationalgreenhighway.org/2435-solar-system-what-is-it- composition-planets-in-order.html# • Vladimir Paar, Anica Hrlec, Melita Sambolek, Karmena Vadlja Rešetar: FIZIKA OKO NAS 4 - udžbenik fizike u četvrtom razredu gimnazije, Školska knjiga
- 76. LITERATURA FIZIKA OKO NAS 4 - udžbenik fizike u četvrtom razredu gimnazije autori: Vladimir Paar, Anica Hrlec, Melita Sambolek, Karmena Vadlja Rešetar nastavna jedinica: razvoj zvijezda
- 77. Literatura Paar, V., Hrlec, A., Rešetar K. V., Sambolek, M. (2021.) Fizika oko nas 4 : udžbenik fizike u četvrtom razredu gimnazije. Zagreb : Školska knjiga https://chandra.harvard.edu/photo/2009/j0108/more.html https://enciklopedija.hr/natuknica.aspx?ID=43588 https://hr.mozaweb.com/sk/mblite.php?cmd=open&bid=HR-SKOL-FON4F- 2037&page=1