Tutaj znajdą Pąństwo materiały i ćwiczenia związane z obserwacjami Wszechświata.
Jeśli korzystają Państwo w czasie zajęć szkolnych z naszych materiałów, prosimy o przeprowadzenie, opracowanie i przesłanie nam wyników specjalnej ankiety pozwalającej ocenić przydatność naszych propozycji. Bardzo interesuje nas opinia Państwa i Państwa uczniów!
Jeśli mają Państwo pytania czy wątpliwości, proszę kontaktować się z nami korzystając z adresu euhoupl@euhou.net.
Skąd wiemy, że Wszechświat się rozszerza? Zmierz sam stałą Hubble'a !!!
Jean-Christophe Mauduit & Pacôme Delva Université Pierre et Marie Curie Paryż, Francja
Agnieszka Pollo Instytut Problemów Jądrowych im. Andrzeja Sołtana Otwock-Świerk , Polska
Przedstawiamy Państwu ćwiczenie, dzięki któremu można osobiście przekonać się, że Wszechświat się rozszerza. Zmierzymy tu prędkości, z jakimi uciekają od nas inne galaktyki, co pozwoli nam ocenić, z jaką prędkością rozszerza się cały Wszechświat. To pozwoli nam wyznaczyć "własnymi rękami" stałą Hubble'a - jedną z podstawowych stałych, używanych przez kosmologów do opisu własności Wszechświata.
Do pomiaru prędkości oddalania się galaktyk posłużą nam ich widma - jak to przedstawione poniżej (zdjęcie typowej galaktyki spiralnej - ESO).
Sloan Digital Sky Survey otworzył nową stronę internetową, Galaxy ZOO 1, http://www.galaxyzoo.org, która pozwoli Ci na wzięcie udziału w badaniach naukowych projektu SDSS.
Projekt Sloan Digital Sky Survey zgromadził zdjęcia milionów galaktyk - to dużo więcej niż można sklasyfikować jeśli zlecić to zadanie jednej osobie. Komputery mają ciągle problemy z wiarygodnym rozróżnianiem kształtów. Klasyfikacja galaktyk na podstawie ich kształtu jest zadaniem dla ludzi - ale ilość galaktyk jest tak duża że żaden człowiek nie da sobie z tym rady pracując samotnie.
Program przeznaczony jest dla indywidualnych uczestników, ale zachęcamy także do wzięcia w nim udziału całe klasy szkolne i kółka astronomiczne!
Jest conajmniej kilka powodów, dla których warto odwiedzić Galaktyczne Zoo.
Po pierwsze, program wymaga znajomości języka angielskiego, wspomaga zatem praktyczną znajomość języków obcych.
Po drugie, aby wziąć udział w zabawie, należy przeczytać prostą instrukcję i na jej podstawie zaliczyć prosty test. Każdy przyzna ze są ta kluczowe umiejętności, przydatne w codziennym zyciu!
Po trzecie, zabawę w Galaktyczne Zoo mozna zacząć w kazdej chwili i także w kazdej chwili przerwać, aby powrócić do niej później. Każdy moze się bawić, wystarczy komputer i dostęp do internetu. Trudno o lepszy przykład udziału w Globalnej Wiosce, której na imię Ziemia!
Po czwarte, rzadko uczniowie mają możliwość udziału w autentycznym projekcie badawczym, takim jak Sloan Digital Sky Survey. Nie warto tracić takiej okazji!
Po piąte, przy okazji można obejrzec fantastyczne zdjęcia galaktyk i zobaczyć Wszechświat takim, jakim go nie znamy!
Wesołej zabawy!
Jordan Raddick, polski zespół EU-HOU i redakcja portalu Astronomia.pl .
PS. Jeśli masz pytania bądź wątpliwości, możesz wysłać maila na adres lub skorzystać z naszego Forum . Nasi eksperci, dr Waldemar Ogłoza z Akademii Pedagogicznej w Krakowie, Tomasz Skowron, nauczyciel fizyki z 7 ZSO w Szczecinie i Ariel Majcher, przedstawiciel redakcji portalu Astronomia.pl, odpowiedzą na Twoje pytanie i pomogą Ci wzišć udział w zabawie!
Alessandra Zanazzi, Marilena Spavone Suzanne i Michel Faye
Na język polski przełożyła:
Aleksandra Filar – Zielińska
X Liceum Ogólnokształcące w Toruniu
Poniższe ćwiczenie pozwala na obliczenie masy galaktyki spiralnej, widzianej z profilu, przy zastosowaniu metod używanych przez profesjonalnych astronomów.
Zaskakujące jest stwierdzenie, że kilka pomiarów oraz podstawowych praw fizyki wystarczy do zważenia obiektów największych i najbardziej oddalonych od naszego Wszechświata, (pomimo braku możliwości pomiarów bezpośrednich - bowiem jedyne informacje którymi dysponujemy pochodzą od kilku fotonów, które podróżowały podczas dziesiątek tysięcy lat). Jeszcze bardziej zaskakujący jest fakt, iż pomiar, relatywnie prosty, zaproponowany poniżej pozwala wykazać istnienie słynnej ciemnej materii.
Galaktyki spiralne zawierają duże ilości gazu, który emituje widmo liniowe.
Jeśli obserwujemy galaktykę z profilu (nie z naprzeciwka i nie prostopadle do linii obserwacji), i przyjmujemy, że galaktyka kręci się wokół własnej osi, więc w dwóch punktach diametralnie przeciwległych na galaktyce, zauważamy, iż z jednej strony gaz oddala się od nas podczas kiedy z drugiej strony, staje się nam coraz bliższy (ilustracja poniżej)
Linie emitowane przez gaz w ruchu w stosunku do obserwatora, są przesunięte w częstotliwości co stanowi efekt Dopplera – Fizeau.
Pomiar, który proponujemy opiera się na fakcie, że efekt Dopplera – Fizeau jest proporcjonalny do prędkości zgodnie, z którą gaz przybliża lub oddala się od nas. Otrzymujemy w ten sposób prędkość gazu w zależności od odległości w stosunku do centrum galaktyki. Krzywa reprezentująca prędkość podłużną obrotu v w zależności od odległości r do centrum galaktyki jest nazywaną krzywą rotacji.
Jeżeli założymy, że galaktyka jest w równowadze i poddaje się prawu powszechnego ciążenia, prędkość jest proporcjonalna do masy zawartej między centrum, a odległością r.
Ta metoda jest używana przez astronomów do obliczania masy dużej liczby galaktyk i jest szczególnie istotna, ponieważ ukazuje nieoczekiwaną i systematyczną prędkość poruszania się krzywych rotacji. Prędkość ta może być wytłumaczona jedynie przy założeniu, że masa zawarta w objętości określonej przez promień r, (daleko od centrum galaktyki) jest wyższa od masy widzialnej (rozumiejąc masę widzialną jako masę, która emituje widoczne promieniowanie). Jest to istotny problem ciemnej materii, a zarazem jedno z największych wyzwań dla astrofizyki.
W siedmiu krokach od efektu Dopplera do planet pozasłonecznych !!! Po drodze odkryjemy białego karła!
Ćwiczenie zaproponowane przez : Roger FERLET, Institut d’Astrophysique de Paris, France Michel FAYE, lycée Louis Le Grand , Paris , France Suzanne FAYE, Lycée Chaptal , Paris , France
Tłumaczenie:
Bogusław Malański, 26/47 LO Łódź Szymon Malański, Student PŁ
Siedem kroków :
CO TO JEST SPEKTROSKOPIA
TAŃCZĄCE LINIE WIDMOWE
JAK ZMIERZYĆ DłUGOŚĆ FALI λ LINII WIDMA OPTYCZNEGO
OBLICZENIE PRĘDKOŚCI RADIALNEJ GWIAZDY NA PODSTAWIE EFEKTU DOPPLERA
PRĘDKOŚĆ RADIALNA GWIAZDY W FUNKCJI CZASU
JAK WYZNACZYĆ MASĘ NIEWIDOCZNEGO SKŁADNIKA W UKŁADZIE PODWÓJNYM
ODKRYCIE PLANETY POZASŁONECZNEJ NA PODSTAWIE EFEKTU DOPPLERA
This activity consists in measuring the mass of a spiral galaxy, viewed edge-on, using the same procedure employed by astronomers. It is surprising how just a few measurements and the knowledge of a few fundamental laws of physics make it possible to weigh the largest and most distant objects in the Universe, despite the impossibility of carrying out direct measurements and the fact that the only information available to us derive from a few photons which have travelled for tens and tens of millions of years. What is even more surprising is the fact that the simple measurement proposed here makes it possible to obtain experimental evidence for the well-known dark matter. Spiral galaxies contain a large amount of gas; the gas emits a spectrum of lines; if the galaxy is viewed edge-on (and not directly facing the observer, not perpendicular to the line of sight) and given that it rotates on its own axis, on one side the gas goes away from us and on the other, with respect to the centre, it draws closer to us (cf. figure). The lines emitted by a gas which moves with respect to the observer undergo the so-called Doppler effect, which shifts the observed frequency.
Jean-Christophe Mauduit & Pacôme Delva 
Agnieszka Pollo 
Instrukcja do ćwiczenia (pdf)
Zdjęcia galaktyki NGC691
Alessandra Zanazzi, Marilena Spavone
Ćwiczenie zaproponowane przez :
