5.1 Oerknaltheorie ( video Robbert Dijkgraaf )

De universum-tijdlijn | De evolutietijdslijn

Defintie

Definieer de term oerknaltheorie ( vermeld ook de naam van grondlegger van deze theorie ) :

 

 

Opdracht 1

Maak een tijdreis van het ontstaan van het heelal tot nu. Sleep de gebeurtenissen die achtereenvolgens plaatsvonden naar de correcte plaats in de tijdstabel. Noteer ook een beknopte definitie voor het begrip 'quark'.

 

 

Defintie

Quarks:

 

 

5.2 De expansie van het heelal waarnemen

Expansie | 'Echo van de oerknal' (geluid!!). Video over de Big Bang.

Opdracht 2

Wat valt op aan de afstanden tussen melkwegstelsels met verloop van de tijd? ( bron ) ze nemen toe met de tijd

Vanaf welk tijdstip na het ontstaan van het heelal is de achtergrondstraling ontstaan ? 375000 jaar

Tot welke temperatuur is die achtergrondstraling afgekoeld? 2,725 Kelvin

Over welk aspect van het heelal kan deze achtergrondstraling informatie geven? Temperatuursschommelingen ( + of - 200 microKelvin ) die 13,77 miljard jaar oud zijn.

Welk 'tastbaar' eindproduct heeft de MWAP-satelliet opgeleverd ? een kaart waarop de samenstelling van het heelal te zien is toen het 380000 jaar oud was. ( = een babyfoto)

Welke grootheid zal erop weergegeven zijn? temperatuur in µK ( op basis van microgolfstraling )

Wat is op deze kaart te zien in verband met melkwegstelsels? De kernen (gebieden met een iets hogere dichtheid) waaruit zich later sterren en melkwegstelsels ontwikkelden)

 

De nieuwste waarnemingen: de Planck ruimtetelescoop

5.3 De vorming van de zon en het zonnestelsel ( video )

Opdracht 3

Wanneer werden de zon en de aarde gevormd? 4,6 miljard jaar geleden

Beschrijf aan de hand van deze video ( of deze: video ) en deze tekst het onstaan van ons zonnestelsel. ( extra: animatie, tekeningen, foto's van zonnestelselsels in wording, video over de snelheid van de gaswolk bij het samentrekken )

Gebruik in ieder geval volgende termen: interstellaire gaswolk, protoster, accretieschijf , protoplanetaire schijf en protoplaneten

- in het heelal: interstellaire gaswolken die meestal in evenwicht zijn(zwaartekracht en kracht van de gasdruk in evenwicht)

- In gebieden met een iets hogere dichtheid is zwaartekracht > kracht van gasdruk --> instorting (duur hiervan: 10 - 100 miljoen jaar!)

-de wolk splitst op in kleinere eenheden die elk afzonderlijk instorten (aangroeien)

- door dat samentrekken verhoogt de temperatuur (wrijving!): protoster

- rond centrum: vorming van platte draaiende schijf (centrifugale kracht) van stof en gas :accretieschijf

- op moment dat T ongeveer 7 miljoen K: begin van kernfusie: protoster zet zich om tot een ster

- in de accretieschijf worden koelt het gas af en door stolling kunnen sofdeeltjes onstaan: de protoplanetaire schijf

- door botsingen in de protoplanetaire schijf ontstaan de protoplaneten die dan verder samenklitten tot planeten.

Wat leidde tot een verschil tussen de binnenplaneten enerzijds en de buitenplaneten anderzijds ? de centrifugale kracht

Bekijk deze video ( klik op exploratie aarde / ontstaan aarde ) over het onstaan van ons zonnestelsel.

hoe ontstond de maan? door de botsing van de aarde met een ander hemellichaam

Definties

accretieschijf: een ronddraaiende schijf van stof en gas

Planetesimalen: grote brokstukken in de protoplanetiare schijf die onstaan zijn door het samenkiliiten van stofdeeltjes

protoster: een ster in wording , die ontstaat bij het samenstrekken van instellaire gaswolk

protoplaneten: protoplaneten onstaan door het samenklitten van planeetsimalen tot grote ronde brokstukken van (meer dan 1 000 k . De grotere protoplaneten verzamelen het materiaal van de kleinere, en na verloop van tijd schieten er nog maar een paar over.

 

5.4 Evolutie van sterren

Definities

Magnitude: een getal waarmee de helderheid van een ster of een ander hemellichaam wordt uitgedrukt. ( opgelet: een hogere magnitude is een kleinere helderheid)

De schijnbare magnitude: eze is een maat voor de helderheid van een ster (of andere object) zoals die door het menselijk oog wordt gezien.

Absolute magnitude: en maat voor hun werkelijke, intrinsieke helderheid. De absolute magnitude van een ster is gedefinieerd als de schijnbare helderheid die de ster zou hebben voor een waarnemer op een afstand van 10 parsec (1 parsec is 3,26 lichtjaar, of 3,1 x 1018 cm).

Lichtkracht: de hoeveelheid energie die een ster elke seconde uitstraalt. De lichtkracht van een ster wordt meestal vergeleken met de lichtkracht van onze zon ( = 1 ) .

 

Besluit

Sterren met een hoge lichtkracht hebben een lage waarde voor de absolute magnitude.

 

Opdracht 4 video

Sterren ontstaan door het samentrekken van een nevels ( moleculaire gaswolken ) . De sterren ontwikkelen zich tijdens hun levensloop en zullen uiteindelijk hun eindstadium bereiken.
Wat is het eindstadium van onze zon? een witte dwerg
Wat is het eindstadium van grote sterren? een supernova

 

5.4 HET HERTZSPRUNG-RUSSELL-DIAGRAM

 

Defintie: een classificatie van sterren op basis van hun temperatuur ( of kleur ) en hun helderheid.

 

Opdracht 5

De kleur van een ster verraadt haar oppervlaktetemperatuur ( =de basis voor het spectraaltype ). Noteer bij elke oppervlaktetemperatuur van een ster de overeenkomstige kleur (indien zichtbaar!).

1000 K: rood

3000 K: geel

5000 K: wit

50000 K: blauw

Opdracht 6: het HR-diagram

Welke 3 meetbare eigenschappen van een ster worden in de horizontale as van het HR-diagram voorgesteld? temperatuur, kleurindex of spectraaltype

Welke kenmerken van een ster worden in de verticale as van het HR-diagram voorgesteld? lichtkracht of absolute magnitude

Duid op de grafiek in je bundel de huidige positie van de zon aan. (oppervlaktetemperatuur van de zon: temperatuur van de fotosfeer = 5700 K, lichtkracht= 1 )

Waar bevinden zich zeer heldere sterren met een lage oppervlaktetemperatuur in het HR-diagram : rechtsboven

Van welke groep is de lichtkracht het hoogst: van witte dwergen of van reuzen? reuzen

Van welke groep is de oppervlaktetemperatuur het hoogst: van witte dwergen of van superreuzen? witte dwergen

 

Vertaalhulp

main sequence: hoofdreeks

luminosity: lichtkracht

white dwarf: witte dwerg

Het Hertzsprung-Russel-diagram

 

Opdracht 7

Maak van het interactieve HR-diagram gebruik om de levensduur van volgende types sterren te berekenen. ( site 2 )

- Vink 'H-Core burning' aan rechtsonder.

- Vink 'radius-simulation'.

- Let bij het aflezen op de legende rechtsboven.

- Stel links de massa van de ster in in zonsmassa's.

- Druk op 'reset' als je een ster met een andere massa wil onderzoeken.

Rond af op tenminste twee beduidende cijfers en vergeet de eenheden niet.

 

Verklaar kort de begrippen planetaire nevel, neutronenster, supernova en witte dwerg en rode reus. ( noteer in het vak definities ).

Kies na het beantwoorden van de vragen uit deze beide hypotheses de correcte (uiteraard is de ene fout en de andere correct). Noteer dit in het besluit.

- "Hoe massiever de ster, hoe sneller het kernfusieproces verloopt en hoe sneller de H-brandstof in de kern is opgebruikt"

ofwel

- "Hoe massiever de ster, hoe meer H-brandstof in de kern, hoe langer een ster in de hoofdreeks verblijft".

Gebruik eventueel deze interactieve animatie.

Vragen bij het interactieve HR-diagram (enkel grijze vakjes invullen)

 

0,9 M

 

1,0 M

(bijv. de zon)

5,0 M

 

15 M

 

20 M

50 M

 

De ster bereikt de hoofdreeks na 0 miljard jaar (= het ontstaan

van de ster). Wat is de oppervlaktetemperatuur?

Hoeveel bedraagt de oppervlaktetemperatuur4,6 miljard jaar

na haar ontstaan (het heden)?

Wanneer verlaat ze de hoofdreeks?

Wat is haar temperatuur bij het verlaten van de hoofdreeks?

Wanneer bereikt ze haar grootste lichtkracht (luminosity)?

Wat is haar temperatuur bij haar grootste lichtkracht?

Wanneer heeft ze haar grootste diameter?

Wat is haar eindstadium?

Wanneer bereikt ze dit eindstadium?

Hoe verloopt de temperatuur na 12,5 miljard jaar (stijgend/dalend)?

Hoe verloopt de lichtkracht na 12,5 miljard jaar (stijgend/dalend)?

           


Definities

Neutronenster: De geïmplodeerde kern van een ster na een supernova-explosie.

Supernova: Explosie van een massieve ster, waarbij het grootste deel van haar massa (de buitenste lagen) het heelal in geslingerd worden

Witte dwerg: : Een ster waarvan de kern geheel door fusie is omgezet en waarin geen verdere fusie optreedt. Witte dwergen hebben vaak een kern die uit koolstof bestaat en een diameter vergelijkbaar met die van de aarde.

planetair nevel: een gaswolk die oplicht in grillige vorm en kleurenpracht. rond een ster die aan uitdoven is ( stadium na een rode reus )

rode reus: stadium waarbij de kernfusie bebeurt in de schil van de ster waardoor de ster opzwelt.

 

Opdracht 8

Reis naar het Andromedastelsel en voer de experimenten uit. Beantwoord de vragen.

- Wat gebeurt er met tijd in een zwart gat? de tijd vertraagt en stopt uiteindelijk

- Hoe wordt de massa van een zwart gat bepaald (je kan het zwarte gat niet zien!)? door het feit dat er in de waarnemingshorizont niets kan ontsnappen ( zelfs licht wordt opgeslorpt )

- Wat gebeurt er met een astronaut die in een zwart gat valt (volledig antwoorden!)? hij/zij wordt samegeperst

 

 


 

 

TIJD OVER?