Μελετώντας τα κείμενα των αρχαίων αστρονόμων ειδικά στην Ελλάδα, την Αίγυπτο και τη Μέση Ανατολή μένουμε έκπληκτοι από τις λεπτομερείς περιγραφές του νυχτερινού ουρανού και των αστερισμών. Ο Ερατοσθένης περιγράφει πλήρως και με λεπτομέρεια τον αστερισμό της Ύδρας, ενώ ο Άρατος περιγράφει τους αστερισμούς του Ωρίωνα, τη μικρή και μεγάλη Άρκτο, τον δράκοντα και τον Κηφέα. Η ικανότητά τους να παρατηρούν μεγάλο αριθμό αστέρων οφειλόταν κυρίως στη χαμηλή «φωτορύπανση”. Στις μέρες μας, τα αστέρια είναι μερικώς μόνο ορατά δια γυμνού οφθαλμού, ειδικά στις μεγάλες πόλεις, εξαιτίας του υψηλού επιπέδου «φωτορύπανσης”. Στη παρούσα εργασία συγκρίναμε τον αριθμό των αστεριών που είχαν παρατηρηθεί από αρχαίους αστρονόμους σε σχέση με τον αριθμό των αστεριών που παρατηρούμε σήμερα, αποκαλύπτοντας έτσι πληροφορίες σχετικά με την «φωτορύπανση» ανά στους αιώνες. Θα χρησιμοποιήσουμε μεθόδους πειραματισμού, μετρήσεις, την εφαρμογή Stellarium και ένα plug-in της Google για την ανίχνευση φωτορύπανση για κάθε τόπο.

1. Φωτορύπανση:
Ιστορική προσέγγιση ενός σύγχρονου
προβλήματος...
Ξανθή Θεοδωσίου, Σεβαστή Μαλάμου, Νικόλαος Μεταξάς, Γεωργία Μιχαλοπούλου
Γιάννης Μίχας, Χρήστος Μουρατίδης, Κωνσταντίνος Νάκος, Μαρία Σουργιαδάκη,
Σεραφείμ Σπανός, Αναστάσιος Τσαμούρης, Ιωάννης Χιωτέλης

2. Εισαγωγική ενότητα και προπαρασκευαστική φάση
• Σύντομη περιγραφή: Μελετώντας τα κείμενα των αρχαίων αστρονόμων ειδικά
στην Ελλάδα, την Αίγυπτο και τη Μέση Ανατολή μένουμε έκπληκτοι από τις
λεπτομερείς περιγραφές του νυχτερινού ουρανού και των αστερισμών. Ο
Ερατοσθένης περιγράφει πλήρως και με λεπτομέρεια τον αστερισμό της Ύδρας,
ενώ ο Άρατος περιγράφει τους αστερισμούς του Ωρίωνα, τη μικρή και μεγάλη
Άρκτο, τον δράκοντα και τον Κηφέα. Η ικανότητά τους να παρατηρούν μεγάλο
αριθμό αστέρων οφειλόταν κυρίως στη χαμηλή «φωτορύπανση”. Στις μέρες μας,
τα αστέρια είναι μερικώς μόνο ορατά δια γυμνού οφθαλμού, ειδικά στις μεγάλες
πόλεις, εξαιτίας του υψηλού επιπέδου «φωτορύπανσης”. Στη παρούσα εργασία
συγκρίναμε τον αριθμό των αστεριών που είχαν παρατηρηθεί από αρχαίους
αστρονόμους σε σχέση με τον αριθμό των αστεριών που παρατηρούμε σήμερα,
αποκαλύπτοντας έτσι πληροφορίες σχετικά με την «φωτορύπανση» ανά στους
αιώνες. Θα χρησιμοποιήσουμε μεθόδους πειραματισμού, μετρήσεις, την εφαρμογή
Stellarium και ένα plug-in της Google για την ανίχνευση φωτορύπανση για κάθε
τόπο.
• Λέξεις-κλειδιά: Φωτορύπανση, Αστερισμοί, αστέρια, αρχαίοι αστρονόμοι.
• Ακροατήριο: Μαθητές Λυκείου με ενδιαφέρον στις Φυσικές Επιστήμες.
• Ηλικιακή ομάδα: 13-18 ετών
• Πλαίσιο Δράσης: Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών, Σχολικό εργαστήριο
Υπολογιστών, Σύνδεση με διαδίκτυο.

3. Εισαγωγική ενότητα και προπαρασκευαστική φάση
• Τεχνικές απαιτήσεις: Σύνδεση με διαδίκτυο (Internet), κατάλληλο λογισμικό:
Stellarium, η προσθήκη στο Google Earth, Microsoft Office, Microsoft Windows,
υπολογιστές, βιντεοπροβολέας, θα ήταν χρήσιμος.
• Υπόβαθρο του συντάκτη: Γνώσεις Φυσικής, γνώσεις Αστρονομίας,
Αστερισμοί, Αστέρια. Stellarium, Google+, Διαδίκτυο, χρήση της προσθήκης
Google Earth. Αρχαίοι αστρονόμοι, περιγραφές αστέρων και αστερισμών (χρήση
της Wikipedia μπορεί να είναι χρήσιμη).
• Σύνδεση με το αναλυτικό πρόγραμμα σπουδών: Έντονη σχέση με Φυσική.
Σχέση με Γεωγραφία- Αστρονομία και Τεχνολογία. Προτεινόμενο σενάριο για το
μάθημα της Ερευνητικής Εργασίας Εν μέρει σχετίζεται με την φιλοσοφία, τις
ιδέες και τις απόψεις των αρχαίων φιλοσόφων-αστρονόμων (Ερατοσθένης,
Ίππαρχος ο Ρόδιος, Άρατος) για το σύμπαν και τον κόσμο που μας περιβάλλει.
• Μαθησιακοί στόχοι: Εκτέλεση πειράματος (hands on), Διερευνητική μάθηση,
ΤΠΕ στην εκπαίδευση, χρήση ελεύθερων-ανοικτών επιστημονικών πόρων,
ομαδοσυνεργατική μέθοδος, δράση μαθητών ως ερευνητές.
• Καθοδήγηση για την προετοιμασία: Αναζήτηση στη βιβλιογραφία, το
διαδίκτυο και άλλες πηγές, πληροφορίες για τις λεπτομερείς περιγραφές των
αστέρων και των αστερισμών από αρχαίους αστρονόμους. Εγκατάσταση στον
υπολογιστή του plug-in GaN2013.kmz για το Google Earth. Εγκατάσταση το
Stellarium. Τόσο το Stellarium και το Google Earth GaN2013.kmz είναι δωρεάν
στο διαδίκτυο.

4. Διδακτική φάση 1: Πριν το πείραμα / παρατήρηση
Ερωτήσεις εκμαίευσης δραστηριοτήτων – πρόκληση περιέργειας
Ο καθηγητής εισάγει τους μαθητές στην
«Eratosthenica», ένα βιβλίο που γράφτηκε
από τον Ερατοσθένη και περιγράφει
λεπτομερώς τον αστερισμό της Ύδρας.
http://www.wilbourhall.org/pdfs/Eratosthen
ica.pdf Στη συνέχεια ζητά από τους
μαθητές να βρουν πόσα αστέρια, μπόρεσε
να παρατηρήσει και να περιγράψει ο
Ερατοσθένης.
Ο καθηγητής παρουσιάζει επίσης στους μαθητές το βιβλίο του
Αράτου, «Phaenomena» που αναφέρετε επίσης σε περιγραφές
αστερισμών:http://www.theoi.com/Text/AratusPhaenomena.html
Στη συνέχεια επισημαίνει στους μαθητές του την λεπτομερή
αναφορά του Αράτου στα αστέρια των αστερισμών.
Τελικά ο εκπαιδευτικός ζητά από τους μαθητές να βρούνε και να
συλλέξουν αντίστοιχες αναλυτικές περιγραφές αστερισμών από
αστρονόμους ανά τους αιώνες, κυρίως εστιάζοντας στον αριθμό
των αστεριών που αναφέρονται (Wikipedia).

5. Διδακτική φάση 1: Πριν το πείραμα / παρατήρηση
Ερωτήσεις που στηρίζονται σε προϋπάρχουσες γνώσεις
• Πόσα αστέρια μπορείτε να δείτε από το σπίτι
σας; Συγκρίνετε το νυχτερινό ουρανό που
παρατηρείτε με μία από τις διπλανές εικόνες.
• Επισκεφθείτε την ιστοσελίδα “Globe at Night”
http://www.globeatnight.org/ και ανακαλύψτε
μια πλήρη κλίμακα «φωτορύπανσης».
• Θα βλέπατε περισσότερα αστέρια στην
ύπαιθρο, μακριά από τα φώτα της πόλης;
• Γιατί συμβαίνει αυτό;
• Που είναι η κύρια αιτία της «φωτορύπανσης»;
• Ψάξτε στη Wikipedia πληροφορίες σχετικά με
την φωτορύπανση: τις αιτίες, τις συνέπειες κα
τις επιπτώσεις στην αστρονομία:
http://en.wikipedia.org/wiki/Light_pollution

6. Διδακτική φάση 2: Πριν το πείραμα / παρατήρηση:
Ενεργή διερεύνηση – Προκαταρκτική εξήγηση και αρχικές υποθέσεις
• Ζητείται από τους μαθητές να χρησιμοποιούν το λογισμικό Stellarium και να
δοκιμάσουν διαφορετικές τιμές της φωτορύπανσης όπως φαίνεται στην
εικόνα.
• Επίσης οι μαθητές καλούνται να μελετήσουν την επιρροή της ατμόσφαιρας
στις αστρονομικές παρατηρήσεις, μεταβάλλοντας τον αντίστοιχο παράγοντα
όπως φαίνεται στην εικόνα.
Φωτορύπανση
Ατμόσφαιρα

7. Διδακτική φάση 2: Πριν το πείραμα / παρατήρηση:
Ενεργή διερεύνηση – Σχεδιασμός και εκτέλεση αρχικής έρευνας
• Στη συνέχεια ζητούμε από τους μαθητές
να βρούνε τον αστερισμό της Ύδρας στο
Stellarium και να συγκρίνουν με την
περιγραφή του αστερισμού από τον
Ερατοσθένη. Επίσης, τους ζητούμε να
παρατηρήσουν οι ίδιοι τον αστερισμό τη
νύχτα από τη δική τους περιοχή.
• Ζητούμε από τους μαθητές να
καταγράψουν πόσα αστέρια παρατηρούν
από το τόπο τους και να συγκρίνουν τον
αριθμό των παρατηρούμενων αστεριών
με τον αντίστοιχο αριθμό αστεριών που
παρατηρούσε ο Ερατοσθένης.
• Στη συνέχεια ενθαρρύνουμε τους μαθητές
να βρούνε περιγραφές αστερισμών και
άλλων αρχαίων αστρονόμων και πάλι να
συγκρίνουν τις παρατηρήσεις τους.

8. Διδακτική φάση 2: Πριν το πείραμα / παρατήρηση:
Ενεργή διερεύνηση – Σχεδιασμός και εκτέλεση αρχικής έρευνας
• Εγκαθιστούμε το ειδικό plug-in για το Google-Earth GaN2013 που
παρέχει πληροφορίες σχετικά με τη φωτορύπανση κάθε τόπου
(κίτρινες κουκίδες στο χάρτη).
• Οι μαθητές ενθαρρύνονται να εντοπίσουν τις αρχικές θέσεις
παρατήρησης από τους αρχαίους αστρονόμους. Κατόπιν καλούνται
να ορίσουν στο Stellarium τις αντιπροσωπευτικές τιμές της
φωτορύπανσης και να παίξουν το ρόλο των αρχαίων αστρονόμων.

9. Διδακτική φάση 3: Πείραμα / παρατήρηση –:
Καταγραφή πειραματικών δεδομένων-μετρήσεις-παρατήρηση
• Αν οι αρχαίοι αστρονόμοι παρατηρούσαν σήμερα το νυχτερινό ουρανό,
πόσα αστέρια θα μπορούσανε να δούνε;
• Οι μαθητές καταγράφουν του αρχικές θέσεις παρατηρήσεις των αρχαίων
αστρονόμων και πόσο ακριβείς ήταν οι παρατηρήσεις τους (πόσα αστέρια
ανά αστερισμό καταμέτρησαν):
Έτος
παρατήρησης
Όνομα
ιστορικού
αστρονόμου
Αριθμός αστέρων
που καταγράφηκε
ανά αστερισμό, ανά
ιστορικό αστρονόμο
Αριθμός
αστέρων ανά
αστερισμό
που είναι
ορατά
σήμερα.
Σύγχρονη
φωτορύπανση σε
κάθε συγκεκριμένο
τόπο
(από το
plug-in)
• Στη συνέχεια, ζητείται από τους μαθητές να κάνουν υποθέσεις για την
φωτορύπανση στην αρχαιότητα, και πώς αυτή αλλάζει την όψη του
νυχτερινού μας ουρανού.

10. Διδακτική φάση 3: Πείραμα / παρατήρηση –:
Καταγραφή πειραματικών δεδομένων-μετρήσεις-παρατήρηση
Για μεγαλύτερη ακρίβεια μπορούμε να
χρησιμοποιήσουμε ένα σωλήνα αντί για έναν
κύκλο, αποφεύγοντας έτσι δονήσεις χεριών.
Στη συνέχεια ζητείται από τους μαθητές
να συγκεντρώσουν πειραματικά
δεδομένα με τη χρήση ιδιοκατασκευής
όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Οι μαθητές καταγράφουν των αριθμό
των αστεριών εντός του κυκλικού
ανοίγματος .

11. Διδακτική φάση 3: Πείραμα / παρατήρηση –:
Καταγραφή πειραματικών δεδομένων-μετρήσεις-παρατήρηση
http://physcool.web.auth.gr/images/teyxos_5/5%CE%BF%20%CE%A4%CE%95%CE%
A5%CE%A7%CE%9F%CE%A3.pdf
Θέση Τοποθεσία 1 Συνολικός
αριθμός
αστέρων 1140
Μέσος Όρος 11,4
Εύρος τιμών 6-16
Θέση Τοποθεσία 2 Συνολικός
αριθμός
αστέρων 660
Μέσος Όρος 6,6
Εύρος τιμών 5-8
Θέση Τοποθεσία 3 Συνολικός
αριθμός
αστέρων 890
Μέσος Όρος 8,9
Εύρος τιμών 5-13
Αναμένουμε αποτελέσματα όπως αυτά του ΠΙΝΑΚΑ:
Ωστόσο, όλα τα αστέρια δεν είναι ορατά, έτσι πρέπει να πολλαπλασιάζουμε τα
παρατηρούμενα αστέρια με έναν πολλαπλασιαστή.
Ζητούμε από τους μαθητές να προσδιορίσουν αυτόν τον πολλαπλασιαστή.
Μπορούν να βρούνε αναλυτικές και λεπτομερείς οδηγίες στην παρακάτω
ηλεκτρονική διεύθυνση:

12. Διδακτική φάση 4: Πείραμα / παρατήρηση
Συζήτηση – επεξήγηση με βάση τα πειραματικά δεδομένα
Ζητούμε από τους μαθητές να κάνουν συγκρίσεις με σχολεία από άλλες
πόλεις. Να οργανώσουν ένα δίκτυο ηλεκτρονικής αδελφοποίησης
σχολείων με σκοπό την ανταλλαγή μετρήσεων με άλλα σχολεία.
Καλό θα ήταν να επικεντρωθούμε σε δύο ή περισσότερων σχολείων από περιοχές
διαφορετικών χαρακτηριστικών. Ένα σχολείο από αστική και ένα από αγροτική
περιοχή, ή ένα σχολείο κοντά στη θάλασσα και ένα ορεινό. Αυτές οι μετρήσεις
μπορούν να αποκαλύψουν τις διαφορές της φωτορύπανση σε διαφορετικές
γεωγραφικές περιοχές.

13. Διδακτική φάση 4: Πείραμα / παρατήρηση
Συζήτηση – επεξήγηση με βάση τα πειραματικά δεδομένα
• Οι μαθητές καλούνται να επιβεβαιώσουν ή να αναθεωρήσουν τις αρχικές
απόψεις τους για την φωτορύπανση. Τους ρωτάμε αν αρχικά είχαν
αντιληφθεί πόσο κρίσιμη είναι η φωτορύπανση για τις αστρονομικές
παρατηρήσεις.
• Επειδή, πολλοί αρχαίοι αστρονόμοι είχαν παρατηρήσει το νυχτερινό ουρανό
από διαφορετικά μέρη (Ελλάδα, Αίγυπτος, Ιταλία) ζητούμε από τους μαθητές
για την καταγραφή σε τοπικό επίπεδο τις τιμές της φωτορύπανσης:
Περιοχή ιστορικής παρατήρησης
Φωτορύπανση αρχαίων-ιστορικών
χρόνων
Φωτορύπανση σήμερα
• Ζητούμε από τους μαθητές να συσχετίσουν τη φωτορύπανση με
γεωγραφικούς ή κοινωνικούς-πολιτιστικούς παράγοντες. Για παράδειγμα:
φωτορύπανση στις ανεπτυγμένες και αναπτυσσόμενες χώρες.

14. Διδακτική φάση 4: Πείραμα / παρατήρηση
Συζήτηση – Παράλληλες θωρήσεις - προεκτάσεις
Επιπλέον ζητούμε από τους μαθητές
να παρατηρήσουν τις λάμπες στο πλάι
των οδών κατά τη διάρκεια της νύχτας.
Τους προτρέπουμε να συνδυάσουν τη
διάχυση του φωτός με τη ρύπανση και
πόσο καθαρός είναι ο νυχτερινός
ουρανός.
Πώς μπορεί να επηρεάσει η
φωτορύπανση την άγρια ζωή στα
περιαστικά πάρκα;
Ζητείται από τους
μαθητές να προβλέψουν
αντίστροφα τη
φωτορύπανση ή και τη
ρύπανση της
ατμόσφαιρας απλά
παρατηρώντας τη
διάχυση του φωτός
στους οδικούς φανούς.

15. Διδασκαλία φάση 5: Μετά το πείραμα / παρατήρηση
Αντανάκλαση – Διάχυση γνώσης
• Οι μαθητές μπορούν τώρα
να εξηγήσουν γιατί τα
αστέρια δεν είναι πια
ορατά στις μεγάλες πόλεις.
• Ακόμη περισσότερο οι μαθητές
μπορούν να συνδυάσουν τη
χαμηλή ορατότητα με την
ατμοσφαιρική ρύπανση, λόγω
αερίων, όπως CO2. Η μολυσμένη
ατμόσφαιρα εντείνει περαιτέρω
το πρόβλημα καθώς, το σκεδαζόμενο φως στην ατμόσφαιρα επεκτείνει το
πρόβλημα ακόμα και σε μεγάλες αποστάσεις από τις κυριες πηγές φωτός.

16. • Ως μετα-δραστηριότητα προτείνουμε οι μαθητές να συνεχίσουν
την καταγραφή των η φωτορύπανση του πλανήτη.
Διδακτική φάση 5: Μετά το πείραμα / παρατήρηση
Αντανάκλαση – Δραστηριότητες και υλικά μετα-δεδομένων
• Τους ενθαρρύνουμε να ενταχθούν στο διεθνές
εκπαιδευτικό πρόγραμμα “Globe at Night” και
να αποτελέσουν μέρος μιας παγκόσμιας
ερευνητικής κοινότητας.

17. Bibliography
• http://www.wilbourhall.org/pdfs/Eratosthenica.pdf
• http://www.theoi.com/Text/AratusPhaenomena.html
• http://www.globeatnight.org/
• http://en.wikipedia.org/wiki/Light_pollution
• http://physcool.web.auth.gr/images/teyxos_5/5%CE%BF%20%CE%
A4%CE%95%CE%A5%CE%A7%CE%9F%CE%A3.pdf
• Spanos S. and Xenakis, C. (2013). Learning Astronomy through
Inquiry and by means of Self-Constructions. Published by Astronomy
and Space Society & Ellinogermaniki Agogi, Athens pp 191.
• Richard G. Stevens , Yong Zhu,Electric light, particularly at night,
disrupts human circadian rhythmicity: is that a problem?
Philosophical Transactions B, The Royal Society. DOI:
10.1098/rstb.2014.0120, 16 March 2015.
• Kevin J. Gaston, Marcel E. Visser and Franz Hölker ‘The biological
impacts of artificial light at night: from molecules to communities’, The
Royal Society , 05 May 2015; volume 370, issue 1667.