Obilježavanje Svjetskog tjedna svemira 2022. uz temu Svemir i održivost u Srednjoj školi Novska.
Učenici 4. razreda opće gimnazije napravili su istraživanja i prezentacije o svemiru koje su prezentirali 6. listopada 2022. u školskoj knjižnici.
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
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!
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
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
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
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
27.
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
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
36.
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
38.
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
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
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,…
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
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
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