Budowa wszechświata Adam Tomaszewski TOŚ III rok Co to jest wszechświat? • Wszechświat – wszystko, co fizycznie istnieje: cała przestrzeń, czas, wszystkie formy materii i energii oraz prawa fizyki i stałe fizyczne określające ich zachowanie. Obserwacje astronomiczne pokazują, że Wszechświat istnieje od 13,75 ± 0,11 miliarda lat. Zgodnie ze współczesną wiedzą Wszechświat powstał z osobliwości w Wielkim Wybuchu. Wielki Wybuch • Model ewolucji Wszechświata uznawany za najbardziej prawdopodobny. Według tego modelu ok. 13,75 (±0,11) mld lat temu dokonał się Wielki Wybuch – z bardzo gęstej i gorącej osobliwości początkowej wyłonił się Wszechświat (przestrzeń, czas, materia, energia i oddziaływania). Potwierdzenie teorii • Prawo Hubble'a • Odkrycie mikrofalowego promieniowania tła • Obserwacje oraz pomiary satelity COBE, WMAP Z czego się składa wszechświat? Obiekty we wszechświecie • • • • • • • • • • • Galaktyki Mgławice Czarne dziury Kwazary Gwiazdy Planety Planety karłowate Naturalne Satelity Komety Planetoidy Meteroidy Galaktyki • Wyróżniamy galaktyki: – Spiralne – Nieregularne – Eliptyczne Eliptyczne Galaktyka Panna A ( M87) Zdjęcie: HST Spiralne Galaktyka Bodego ( M81) Zdjęcie: HST Nieregularne Galaktyka Cygaro ( M82) Zdjęcie: Chandra/HST/Spitzer Soczewkowate Galaktyka Wrzeciono ( NGC 5866) Zdjęcie: HST Mgławice • Mgławice – obłoki gazu i pyłu międzygwiazdowego lub bardzo rozległe otoczki gwiazd. • Wyróżniamy 4 typy mgławic: - ciemne - emisyjne - refleksyjne - planetarne Refleksyjne Mgławica Głowa czarownicy( IC 2118) Zdjęcie: HST Emisyjne Mgławica Ameryka Północna ( NGC 7000) Zdjęcie: HST Ciemne Mgławica Koński łeb( IC 434) Zdjęcie: HST Planetarne Mgławica Pierścień( M57) Zdjęcie: HST Gwiazdy • Gwiazda - kuliste ciało niebieskie stanowiące skupisko powiązanej grawitacyjnie materii w stanie plazmy bądź zdegenerowanej. Przynajmniej przez część swojego życia gwiazda w sposób stabilny emituje powstającą w jej jądrze w wyniku procesów syntezy jądrowej atomów wodoru energię w postaci promieniowania elektromagnetycznego, w szczególności światło widzialne. Gwiazdy zbudowane są głównie z wodoru i helu. Typy gwiazd • • • • • • • • • • Czerwony nadolbrzym Czerwony olbrzym Błękitny nadolbrzym Błękitny olbrzym Biały karzeł Czerwony karzeł Brązowy karzeł Czarny karzeł (hipotetycznie) Błękitny karzeł (hipotetycznie) Gwiazda neutronowa (pulsar) Cykl życiowy • protogwiazda → błękitny nadolbrzym → czarna dziura • protogwiazda → błękitny nadolbrzym → supernowa → czarna dziura • protogwiazda → błękitny nadolbrzym → czerwony olbrzym → supernowa → gwiazda neutronowa • protogwiazda → gwiazda ciągu głównego typu naszego Słońca → czerwony olbrzym → mgławica planetarna → biały karzeł → czarny karzeł* • protogwiazda → czerwony karzeł → błękitny karzeł • protogwiazda → brązowy karzeł → czarny karzeł Planety • Planeta - Zgodnie z definicją Międzynarodowej Unii Astronomicznej – obiekt astronomiczny okrążający gwiazdę lub pozostałości gwiezdne, w którego wnętrzu nie zachodzą reakcje termojądrowe, wystarczająco duży, aby uzyskać prawie okrągły kształt oraz osiągnąć dominację w przestrzeni wokół swojej orbity. W odróżnieniu od gwiazd świecących światłem własnym, planety świecą światłem odbitym. Planety karłowate • Planeta karłowata – rodzaj obiektu astronomicznego, pośredni między planetami a małymi ciałami niebieskimi. Ceres Pluton Zdjęcie: HST Zdjęcie: HST Komety • Kometa – małe ciało niebieskie poruszające się w układzie planetarnym, które na krótko pojawia się w pobliżu gwiazdy centralnej. Ciepło tej gwiazdy powoduje, że wokół komety powstaje koma, czyli gazowa otoczka. W przestrzeń kosmiczną jądro komety wyrzuca materię, tworzącą dwa warkocze kometarne – gazowy i pyłowy, skierowane pod różnymi kątami do kierunku ruchu komety. • • • • Najbardziej popularne komety: Helleya Hale’a-Boppa Kometa Kohoutka (jednopojawieniowa) Kometa inna niż wszystkie Kometa inna niż wszystkie Planetoidy • Planetoida ciało niebieskie o małych rozmiarach - od kilku metrów do czasem ponad 1000 km, obiegające gwiazdę centralną, posiadające stałą powierzchnię skalną lub lodową, bardzo często – przede wszystkim w przypadku planetoid o mniejszych rozmiarach i mało masywnych – o nieregularnym kształcie, często noszącym znamiona kolizji z innymi podobnymi obiektami. Meteroidy • Meteoroidy – okruchy skalne (mniejsze od planetoid), poruszające się po orbitach wokół gwiazdy centralnej. Meteoroidy mają zwykle masę od 10−9 kg do 103 kg (choć najczęściej nie przekracza ona 10−6 kg). Ich rozmiary wynoszą od 0,1 mm do 10 m. Bibliografia • Brian Greene, „Struktura kosmosu”, Wyd. Prószyński i S-ka, Warszawa 2005, ISBN: 83-7459-191-3 • Praca zbiorowa, red. Przemysław Rudź, „Niebo na weekend”, wydawnictwo Pascal, Warszawa 2003, ISBN: 83-7304-195-8 • G. Sparrow: „Tajemnice Wszechświata", Wydawnictwo Bellona, Warszawa 2010. ISBN: Numer ISBN: 9788311119451 • http://www.nasa.gov/