Universums uppkomst

1. Universums uppkomst

2. 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

3. Världsbild förändras … • Varje tro har sitt sätt att förklara världens /universums uppkomst • Egypten (för 5000 år sedan) • Jorden är platt skiva med kupol ovanför, där solen, månen, planeterna och stjärnorna fästade. • Grekland (600-100 f.Kr.) • Jorden är rund (sjöfararens observationer, Aristoteles observationer vid månförmörkelse) • Grekland (150 e.Kr. ) • Geocentriska modell – Orörliga, runda Jorden ligger i universums centrum(astronomen Ptolemaios) • Polen (1500-talet) • 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) • 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

4. Allt har en början… • En enorm explosion • Expansion (utvidgning)

5. Big Bang – Den stora smällen • Snabb utvidgning från koncentrerat tillstånd • Mycket som talar för denna teori • Ingenting som talar emot!

6. 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!

7. Efter Big Bang • 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

8. 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

9. Väteatom Heliumatom - + + -

10. Belägg för Big bang-teorin • Universum utvidgas (expanderar) • 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

11. Belägg för Big bang-teorin Universum expanderas (utvidgas) • Einstein –lagt fram teori att universum kan inte vara statiskt! • I slutet av 1920-talet, Hubble stärkte denna teori • Alla galaxer avlägsnar sig från varandra

12. 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

13. 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?

14. 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

15. Solens ursprung • Den frisatta energin avges då som strålning och värme • Vår sol omvandlar varje sekund ca 4 miljoner ton väte till energi!

16. 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….

17. 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

18. 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

19. 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

20. Jordens utveckling Sjön Siljan i Dalarna • En nedslagskrater som är cirka 377 miljoner år gammal • Kom till genom kollision med rymdmaterial (komet)

21. Jordens utveckling • Jorden är varm, halvsmält! • 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

22. 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

23. 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)

24. Pangea –till- Idag