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

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

Världsbild förändras …

4

En enorm explosion

Expansion (utvidgning)

Allt har en början…

5

Snabb utvidgning från koncentrerat tillstånd

Mycket som talar för denna teori Ingenting som talar emot!

Big Bang – Den stora smällen

6

Big Bang

Skedde för ca 15 miljarder år sedanFöre smällen – Ej materia, ej tidEndast 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

Väteatom Heliumatom

9

-

-

++

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 årUtan denna energi, inget liv på

jordenKan solen någon gång slockna?

Svar: Ja! Väteförrådet beräknas Svar: Ja! Väteförrådet beräknas räcka i ytterliggare 5 miljarder räcka i ytterliggare 5 miljarder

år….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