[/fusion_text]

Kosmologi

Tidsskalaer: Universet er ca. 13,8 mia. år gammelt og består af milliarder af Galakser, som igen består af milliarder af solsystemer. Vores solsystem er kun 1/3 så gammel – ca. 4,6 mia. år. Hele universet er dannet af det samme stof. For at sætte perioden i et tidsperspektiv, kan man sammenligne universets alder med et år på 365 dage. I så fald er:

  • 1 dag = ca. 38 mio. år
  • 1 time = 1,6 mio. år
  • 1 min. = 26.500 år
  • 1 sek. = 450 år
  • Galakserne blev dannet i marts.
  • Vores solsystem med planeterne i sep.
  • Flercellede væsner opstod 15. dec.
  • Pattedyrene opstod 26. dec.
  • Første aber opstod 31. dec. kl. 10.00
  • Mennesket (homo sapiens) opstod 31. dec. kl. 23.52
  • Det anatomisk moderne menneske den 31. dec. kl. 23.59.00
  • Historisk tid (skriftsprog) den 31. dec. kl. 23.59.48
  • Naturvidenskabelig tid den 31. dec. kl. 23.59.59
Kosmologisk tidslinje

Kosmologisk kalender/tidsskala.

Hvis solsystemets og jordens alder på 4,6 mia. år sammenlignes med et døgn på 24 timer, så er:

  • 1 time = 192 mio. år
  • 1 min. = 3,2 mio. år
  • 1 sek. = 53.000 år
  • Menneskets (homo sapiens) historie = 4 sekunder.
  • Det anatomisk moderne menneske = ½ sekund.
  • Historisk tid (skriftsprog) = 1/10 sekund.
  • Naturvidenskabelig tid = 1/100 sekund.
  • Rumfartsperioden = 1/1000 sekund.

Løvbakke Astronomisti er 2,3 km lang. Hvis denne længde omsættes til en tidsskala, vil hver meter på ruten svare til, at man har bevæget sig 6 mio. år på Universets tidsskala eller 2 mio. år på Solsystemets/Jordens tidsskala. Vi kan også sige, at 1 mm på Løvbakke Astronomisti svarer til 2000 år af Jordens alder på 4,6 mia. år. – Det giver noget at tænke over.

Historiske tidsspring

  • Geocentrisk verdensbillede frem til 1600 tallet.
  • Heliocentrisk verdensbillede fra 1600 til 1900 tallet.
  • Moderne universelle verdensbillede fra 1900 tallet.

Liv i universet

Er der liv derude? Et af videnskabens største spørgsmål er, om der er liv andre steder i universet. Lige siden det gik op for mennesket, at de lysende prikker på nattehimmelen var stjerner som Solen, har folk spekuleret på, om der er liv derude.

Her på Jorden ser vi i dag en mangfoldighed af liv, med næsten uendelige variationer af meget komplekse skabninger. Men livet opstod formentligt i en langt mere simpel form.

Vi ved ikke, hvordan livet opstod på Jorden, men i eksperimenter har man skabt organiske molekyler, samt andre molekyler, der kræves for at skabe DNA og RNA. Forsøg viser altså, at det er forholdsvist let at skabe bygge-stenene til liv.

Tre ting er nødvendige for at liv kan opstå: Grundstoffer, Energi og Tid.

Grundstoffer er der masser af i universet. Energi har vi i rigelige mængder i form af stjerner og tid kræves, for at livet kan nå at udvikle sig. Dertil kommer flydende vand, som vi også mener, er en forudsætning, da det er afgørende for livet på Jorden, men vi ved ikke, om livet kan optræde i andre former, end det gør her på vores planet. På Jorden er alt liv bygget op omkring grund-stoffet kulstof, men måske kan liv også baseres på andre grundstoffer, som for eksempel silicium? Vi kender ikke svaret, vi kan kun spørge.

Der findes et utal af jordlignende planeter i universet, og man antager derfor, at liv på andre planeter vil opstå, når de rette fysiske, kemiske og biologiske betingelser er til stede.

Astrofysiske faktorer

Bevægelseshastighed

  • Månen bevæger sig med 3.700 km/t rundt om Jorden – ca. 1 km/s.
  • Jorden bevæger sig med 108.000 km/t rundt om Solen – 30 km/s.
  • Solsystemet bevæger sig med 846.000 km/t rundt om Mælkevejens centrum.
  • Undvigelseshastighed: Jorden, 11 km/s (ca.  40.000 km/t) Solsystemet, 42 km/s (ca. 150.000 km/t)

Størrelsesforhold

Rundt om Jorden kredser Månen i en afstand på ca. 385.000 km. Månens bane har derfor en diameter på 770.000 km. Jorden har en diameter på 12.760 km. Størrelsesforholdet er 770.000/12.760 = 60 gange. Nedenfor er angivet størrelsesforholdet mellem forskellige objekter.

  • Månens bane / Jorden                                       60 gange
  • Jordens bane / Solen                                       214 gange
  • Neptuns bane / Solen                                    6428 gange
  • Dværgplanternes bane / Solen                  10.000 gange
  • Atom / atomkerne                                       10.000 gange

Solsystemet

Løvbakke Solsystem og Astronomisti ved Herning Naturskole har et målestoks-forhold på 1:100 millioner. Det betyder, at Solen er symboliseret med en diameter på 14 m. Solsystemet har med de ydre småplaneter i Kuiperbæltet en diameter på ca. 30 mia. km. I det valgte målestoksforhold svarer det til en diameter på 300 km.

Brintatomet

  • Protonens størrelse:                                   ca. 3·10-15 m
  • Elektronens størrelse:                                 ca. 1·10-18 m
  • Afstand fra protonen til elektronen:          ca. 5·10-11 m

Hvis protonens forstørres 1.000.000.000.000.000 gange, til en diameter på 3 m, vil elektronen være 1 mm og befinde sig i en afstand af 50 km.   Ovennævnte fortæller noget om, hvor ufattelig små dimensionerne er på det atomare niveau og hvor ufattelig store dimensionerne er i hele universet. Ser vi på tiden, så er forholdene også ufattelig forskellige. På atomart niveau er en tusindedel af et sekund en meget lang tid, hvorimod tusind år i astronomisk tid, er en meget kort tid.

Naturkræfter

Flere har gennem tiderne været inde på, at der er nogle fundamentale naturkræfter, som universet er styret af. I dag kender vi følgende fire:

Tyngdekraften (massetiltrækning):

  • Den svageste af de fire naturkræfter.
  • Langtrækkende, uendelig.
  • Tiltrækkende. Bestemmer æblers, planeters, stjerners og galaksers bevægelse.

Den Elektromagnetiske Kraft:

  • (Elektriske + Magnetiske): 1036 gange stærkere end tyngdekraften.
  • Langtrækkende, uendelig.
  • Både tiltrækkende og frastødende. Virker mellem ladninger og binder atomer og molekyler sammen til stof.

Den Svage Kernekraft:

  • 1025 gange stærkere end tyngdekraften.
  • Kortrækkende 10-18 m.
  • Frastødende. Skaber den ustabilitet i atomkerner, som forårsager radioaktive henfald.

Den Stærke Kernekraft:

  • Virker mellem kernepartiklerne/kvarkerne: ca. 100 gange stærkere end den elektromagnetiske kraft (1038).
  • Kortrækkende 10-15 m.
  • Tiltrækkende. Binder atomkernerne sammen.

Naturstørrelser og naturkonstanter

Protonens masse 1,67 · 10-27 kg
Elektronens masse 0,91 · 10-30 kg
Elementarladning 1,60 · 10-19 Coulomb
1 Elektronvolt (eV) 1,60 · 10-19 Joule
1 Ampere 6,25 · 1018 elektroner pr. sek.
Avogadros konstant 6,02 · 1023 mol-1
Plancks konstant h 6,63 · 10-34 Joulesekunder
Gravitationskonstant 6,67 ∙ 10-11 N·m2/kg2
Hubble konstanten H 72 (+/- 8)    km/s/Mpc
1 Parsec (pc) 3,26 lysår