VESMR A NAE GALAXIE Michaela Dakov Brno 2018

VESMÍR A NAŠE GALAXIE Michaela Daňková Brno, 2018

Obsah • Motivace • Navázání • Základní číselné údaje • Hypotézy o vzniku a zániku vesmíru • Měření ve vesmíru • Pojmy • Opakování • Úkol na doma

Motivace Co se vám vybaví jako první, když se řekne vesmír? Co si pamatujete ze základní školy/nižšího gymnázia?

Navázání • Jistě jste již slyšeli pojmy jako kometa, hvězda, meteorit a další. Dnes se jim budeme věnovat blíže, abychom si je ujasnili a osvětlili. VS.

Základní číselné údaje • Přibližné stáří vesmíru • Vznikl před 13, 73 mld. let • Stáří sluneční soustavy • Před 4, 6 mld. let • Stáří Země • Před 4, 55 mld. let • Stáří Země se odhaduje poměrně přesně, o stáří sluneční soustavy a vesmíru se vedou rozsáhlé teorie a najdeme velké množství různých informací, které se stále s novými poznatky mění.

Hypotézy vzniku a zániku vesmíru • Biblická teorie – co víte? • Bible říká, že je jen jeden Bůh – Stvořitel vesmíru a Země. Každému musí být jasné, že vesmír nemohl vzniknout samovolně z ničeho. Vesmír byl stvořen a byl do něj vložen řád a složitost. Vesmír stvořil Bůh. Jen pro přečtení (nebude součástí testů) Na počátku Bůh stvořil nebe a zemi. Země pak byla pustá a prázdná, nad propastí byla tma a nad vodami se vznášel Boží Duch. Bůh řekl: „Ať je světlo!“ – a bylo světlo. Bůh viděl, že světlo je dobré, a Bůh oddělil světlo od tmy. Bůh nazval světlo „den“ a tmu nazval „noc“. Byl večer a bylo ráno, den první. Bůh řekl: „Ať je uprostřed vod obloha, aby oddělovala vody od vod!“ Bůh učinil oblohu a oddělil vody pod oblohou od vod nad oblohou – a stalo se. Bůh nazval oblohu „nebe“ a byl večer a bylo ráno, den druhý. Bůh řekl: „Ať se vody pod nebem shromáždí na jedno místo a ať se ukáže souš!“ – a stalo se. Bůh nazval souš „země“ a shromáždění vod nazval „moře“. A Bůh viděl, že je to dobré. Tehdy Bůh řekl: „Ať země zplodí zeleň: byliny nesoucí semeno a různé druhy plodných stromů nesoucích ovoce, v němž je jejich semeno na zemi!“ – a stalo se. Země vydala zeleň: různé druhy bylin nesoucích semeno a různé druhy stromů nesoucích ovoce, v němž je jejich semeno. A Bůh viděl, že je to dobré. Byl večer a bylo ráno, den třetí.

Bůh řekl: „Ať jsou na nebeské obloze svítilny, aby oddělovaly den od noci; budou znameními k určování období, dnů a let; budou na nebeské obloze svítilnami k osvětlování země!“ – a stalo se. Bůh učinil dvě veliké svítilny: větší, aby vládla dni, a menší, aby vládla noci; učinil rovněž hvězdy. Bůh je umístil na nebeské obloze, aby osvětlovaly zemi, aby panovaly nade dnem a nocí a aby oddělovaly světlo od tmy. A Bůh viděl, že je to dobré. Byl večer a bylo ráno, den čtvrtý. Bůh řekl: „Ať se vody zahemží množstvím živočichů a nad zemí pod nebeskou oblohou ať létají ptáci!“ Bůh tedy stvořil velké mořské obludy a všemožné druhy čilých živočichů, jimiž se zahemžily vody, i všemožné druhy okřídlených ptáků. A Bůh viděl, že je to dobré. Bůh jim požehnal a řekl: „Ploďte a množte se a naplňte vody v mořích; také ptáci ať se rozmnožují na zemi. “ Byl večer a bylo ráno, den pátý. Bůh řekl: „Ať země vydá různé druhy živočichů: různé druhy dobytka, drobné havěti i polní zvěře!“ – a stalo se. Bůh učinil různé druhy polní zvěře a dobytka i všemožné druhy zemské havěti. A Bůh viděl, že je to dobré. Tehdy Bůh řekl: „Učiňme člověka k našemu obrazu, podle naší podoby! Ať panují nad mořskými rybami, nad nebeským ptactvem, nad dobytkem, nade vší zemí i nad veškerou havětí lezoucí po zemi. “ Bůh stvořil člověka ke svému obrazu, k obrazu Božímu stvořil jej: jako muže a ženu stvořil je. A Bůh jim požehnal. Bůh jim řekl: „Ploďte a množte se, naplňte zem, podmaňte si ji a panujte nad mořskými rybami, nad nebeským ptactvem i nad každým živočichem lezoucím po zemi. “ Bůh také řekl: „Hle, dal jsem vám všechny byliny vydávající semeno na celém povrchu země i každý strom, na němž je ovoce vydávající semeno. To vám bude za pokrm. Také veškeré polní zvěři, všem nebeským ptákům i všemu, co leze po zemi, zkrátka všemu, co má v sobě život, jsem dal za pokrm všechny zelené byliny“ – a stalo se. Bůh viděl všechno, co učinil, a hle, bylo to velmi dobré! Byl večer a bylo ráno, den šestý. “

Hypotézy vzniku a zániku vesmíru • Teorie Velkého třesku – co víte? VELKÝ TŘESK • Toto slovní spojení značí gigantický výbuch po kterém se objevily hvězdy a planety. • Celý vesmír údajně vznikl z malé kuličky o zlomku mm, která měla nepředstavitelnou hustotu a následně explodovala SINGULARITA • Zrod vesmíru se udál v okamžiku, který se jazykem fyziky nazývá "singularita". Tento moment, singularitu, nemá význam fyzikálně zkoumat, neboť právě v okamžiku singularity vznikla veškerá hmota, čas i prostor. Singularita je rovna nule na imaginární časové ose a my se v současnosti nacházíme v bodě cca 13, 7 miliardy let od tohoto počátku. • Video stvořené Akademií věd ČR - https: //www. youtube. com/watch? v=MLXHFz. Wv. I 2 o • (Další video - https: //videacesky. cz/video/jak-se-zrodil-vesmir)

Hypotézy vzniku a zániku vesmíru • Zánik vesmíru – teorie ledu, teorie ohně, teorie rozervání • Teorie ledu – Je založena na myšlence, že se vesmír bude dlouho rozpínat a následně mu dojde energie, tzv. zhasne • Teorie ohně (teorie velkého křachu) – z maximálního rozpětí se začne zase vše smršťovat – cyklická teorie • Teorie rozervání: Zvyšovala-li by se v budoucnu hustota energie, předčila by základní (fyzikální) síly → roztrhání galaxií, poté planetárních soustav, samotných hvězd, planet a nakonec i samotných atomů

Měření ve Vesmíru • Pro velké vzdálenosti ve vesmíru se používají zvláštní délkové jednotky – znáš je? • Astronomická jednotka (AU – astronimical unit) • značí střední vzdálenost Země od Slunce • 149, 6 miliónů kilometrů • Světelný rok (ly – light year) • Vzdálenost, kterou urazí světlo za 1 rok • Rychlost světla je přibližne 300 000 km/s • Parsec (pc) • Vzdálenost, ze které je astronomická jednotka vidět pod úhlem 1 vteřiny • 1 pc = 3, 26 ly • 1 pc = 206 000 AU

Měření ve vesmíru - příklad • Za jakou dobu dorazí na naši Zemi světlo ze Slunce? • Řešení: • Víme, že střední vzdálenost Země od Slunce je 1 AU, což je asi 149, 6 * 106 km. • Zároveň je rychlost světla asi 300 000 km/s. • Po dosazení do základního fyzikálního vzorce pro čas t=s/v máme t=149, 6 * 106/3 * 105 = 1496/3 ≈ 499 s ≈ 8, 32 min ≈ 8 min 20 s • Odpověď: Světelný paprsek letí ze Slunce na Zemi zaokrouhleně 8 min 20 s.

Galaxie vs. galaxie • galaxie (obecně s malým „g“) • Jsou soustavy hvězd, které obíhají kolem společného středu • Jsou neustále v pohybu a letí k pomyslnému bodu, který se nazývá APEX • Galaxie (s velkým „G“) • Naše Galaxie zvaná „Mléčná dráha“ • Součást mléčné dráhy je naše Sluneční soustava

Hvězdy • Jsou tělesa kulového tvaru, tvořená plazmou • „Zapálí se“ termonukleární syntézou – slučování lehkých prvků na těžší prvky (H, He, …), za současného uvolňování energie • Vytváří vysokou teplotu a světlo • Nejmenší z nich mají 1/20 hmotnosti našeho Slunce, největší jsou 300 x naše Slunce. Čím je hvězda menší, tím déle žije • Konec malých hvězd má hlavní stádia: červený obr → bílý trpaslík • U velkých hvězd: červený obr → supernova → černý trpaslík → neutronová hvězda → černá díra

Komety • Také „vlasatice“ • Skládají se z jádra, komy a ohonu • Jádro: pevná část (led) – desítky km • Koma: po zahřátí - kulová obálka kolem jádra • Ohon: může být plynový (iontový – vždy směřuje od Slunce →vliv tlaku slunečního větru) nebo prachový (zahnuté) • Nemá vlastní zdroj záření, pouze odráží světlo • Obíhají kolem Hvězdy po protáhlých drahách

Planety a planetky • Planety • Větší tělesa obíhající kolem hvězdy • Terestické (pevný povrch) a plynné • Neprobíhají termonukleární reakce • Planetky • Často označovány jako asteroidy (chybné označení – když astronomové objevili prví planetky, mysleli si, že objevili hvězdu) • Menší než planety, ale rovněž u nich neprobíhají termonukleární reakce • V naší Galaxii hlavně v pásu mezi Marsem a Jupiterem

Měsíce • Pevná tělesa neobíhající přímo kolem hvězdy, ale obíhají kolem planet • V naší SS je největší Ganymed (měsíc Jupiteru) • Další zajímavé měsíce jsou Titan (Saturn) → má vlastní atmosféru, Europa (Jupiter) → pravděpodobnost života 1%

Meteoroid, meteorit • Meteoroid • Menší částice létající vesmírem (velikosti v metrech) • Meteor • Záblesk, který se objeví, když meteoroid proletí atmosférou • Meteorit • Zbytek meteoroidu, který dopadl na Zemi (kamenné nebo železné)

Mlhoviny a černé díry • Mlhovina • Shluky vesmírného prachu • Černá díra • Velmi malý a hmotný objekt, který má tak obrovskou gravitaci, že přitahuje i světlo • Uprostřed černé díry má být velmi malé, velmi hmotné a velmi tajemné „něco“, o němž vůbec nevíme z čeho je → jednak tam z vnějšího vesmíru nevidíme a jednak by podle teorie jeho hmotnost měla mít nulový rozměr, tj. nekonečně velkou hustotu; a na Zemi nic takového neznáme

Opakování 1. Tři základní teorie zániku vesmíru? 2. Jednotky měření ve vesmíru? 3. Rozdíl mezi galaxií a naší Galaxií? 4. Jakými stádii prochází hvězda při jejím zániku? 5. Vyjmenuj z čeho se skládá kometa? 1. Ledu, ohně a rozervání 2. AU, ly, pc 3. galaxie je obecný název pro hvězdné soustavy, naše Galaxie je galaxie obsahující naší sluneční soustavu 4. Bílý trpaslík, červený trpaslík, černý trpaslík, (supernova – pro velké hvězdy) 5. Jádro, koma, ohon

Úkoly na doma • Zjistěte: Která hvězda je Zemi nejblíž? Která hvězda je nejblíže Slunci? • Vypočtěte: 1. Planeta A je vzdálena od planety B 4, 5 pc. Kolik je to AU? Výsledek: 927 000 AU 2. Planeta A je vzdálena od planety B 896 mil. km, jak dlouho letí světlo z planety A na B? (výsledek udejte v minutách) Výsledek: zaokrouhleně 50 min

Zdroje • KAŠPAROVSKÝ, K. (1999): Zeměpis I. v kostce: pro střední školy. 1. vyd. , Fragment, Praha, 139 s. • DEMEK, J. VOŽENÍLEK, V. , VYSOUDIL, M. (2012): Geografie 1, fyzickogeografická část pro střední školy. 2. vyd. , SPN, Praha, 111 s. • KLECZEK, J. (2002): Velká encyklopedie vesmíru. Academia, Praha, 582 s. • MIKULÁŠEK, Z. , POKORNÝ, Z. (2003): 100 + 1 záludných otázek - astronomie. Aventinum, Praha, 168 s. • REDD T. , N. (2017): How old is the Universe? , https: //www. space. com/24054 -how-old-is-theuniverse. html (3. 12. 2017) • CHOI, Q. , CH. (2017): Our Expanding Universe: Age, History & Other Facts, https: //www. space. com/52 -the-expanding-universe-from-the-big-bang-to-today. html (3. 12. 2017) • COFFEY, J. (2008): HOW OLD IS THE SOLAR SYSTEM? , https: //www. universetoday. com/15575/how-old-is-the-solar-system/ (3. 12. 2017) • SKRISTEM. CZ (2015): Jak vznikla Země a život na ní, http: //skristem. cz/jak-vznikla-zeme-a-zivot-na -ni/ (3. 12. 2017)

Obrázky • KHOJASTECH, R. (2012): Otazník, http: //necyklopedie. wikia. com/wiki/Soubor: Otaznik_4. jpg, (7. 3. 2018) • ASTROHLED. CZ (2016): Halleyova kometa, https: //www. astrohled. cz/clanky/pozor-letikometa/? stranka=150&utm_medium=clanek&utm_campaign=HALLEYOVAKOMETA, (9. 3. 2018) • LOMOVÁ, L. (2011): Kreslená kometa, https: //lucielomova. blogspot. cz/2011/12/beneficni-prodej-tisku. html, (9. 3. 2018) • PRESS & SEVER (1998): Časová osa ukazující hlavní událostí ranného stádia vývoje Země v rámci naší sluneční galaxie, http: //geologie. vsb. cz/geologie/KAPITOLY/2_ZEM%C 4%9 A/2_zem%C 4%9 B. htm, (9. 3. 2018) • 7 DEN. CZ (2013): Stvořitel stvořil svět, http: //www. 7 den. cz/stvoreni-sveta-jan-werich/, (9. 3. 2018) • UNIVERSITY OF SOUTHERN DENMARK (2013): Singularita, www. sciencedaily. com/releases/2013/12/131212113034. htm, (9. 3. 2018 • LAVENOU, F (2016): Parsec, http: //wwwhip. obspm. fr/~arenou/articles/parsec. en. html, (9. 3. 2018) • NASA (2015): Galaxie Andromeda, https: //www. national-geographic. cz/clanky/procestujte-vesmir-nasa-zverejnila-fantastickoufotografii-galaxie-andromeda-201. html, (9. 3. 2018) • ENCYKLOPEDIA BRITANNICA (2012): Vývoj hvězd, http: //geoscienze. blogspot. cz/2013/01/stellar-evolution. html, (9. 3. 2018) • REICHL, J. , VŠETIČKA, M. (2018): Části komety, http: //fyzika. jreichl. com/main. article/view/1046 -charakteristika-komet, (9. 3. 2018) • ČESKÁ TELEVIZE (2008): Měsíce, http: //www. ceskatelevize. cz/porady/10391317150 -vesmir/212382553450018 -cizi-mesice/, (9. 3. 2018) • HARVEY, D. (2016): Meteoroid, meteorit, http: //slideplayer. com/slide/9928556/, (9. 3. 2018) • KRAUS, U. (2005): Černá díra: https: //cs. wikipedia. org/wiki/%C 4%8 Cern%C 3%A 1_d%C 3%ADra, (9. 3. 2018)

Děkuji za pozornost