5.1 Big Bang, starten på tid og rum

5.1.1 Vores plads i universet


Vores plads i universet

Vores plads i universet

Jorden er en planet, der er kugleformet og har en diameter på 12700 km. Rundt om Jorden kredser Månen i en afstand på cirka 400.000 km eller cirka 30 jorddiametre.

Jorden og månen kredser omkring Solen, som er 1 mio. gange større end jorden og indeholder det meste af massen i vores solsystem.

Men Jorden er ikke den eneste planet i vores solsystem. Rundt om vores Sol kredser 8 planeter; Merkur, Venus, Jorden, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun.

Solen er blot en mindre stjerne ud af de hundrede milliarder stjerner i galaksen Mælkevejen, som vi er en del af. Og vores galakse er blot én af flere hundrede milliarder galakser.

Lad os gå tilbage til den gang det hele startede med et stort brag; Big Bang.

5.1.2 Big Bang


Big Bang en udviklingshistorie

Big Bang en udviklingshistorie

Universets udvikling siden startede for 13,8 milliarder år siden med Big Bang.

I begyndelsen var universet uendeligt lille, mindre end et atom. Det var tæt og utroligt varmt. I løbet af de første 3 minutter, udvidede universet sig voldsomt. Efter 15 minutter bestod universet af Hydrogen og Helium. Universet var stadig så varmt, at atomkernerne frit bevægede sig rundt mellem elektroner.

Efter 380.000 år var universet koldt nok til, at der blev dannet neutrale atomer. Med dannelsen af neutrale atomer blev universet gennemsigtigt.

Efter 300 millioner år begyndte stjerner og galakser at blive dannet på grund af tyngdekraften, og datidens univers minder meget om vores univers i dag.

5.1.3 Baggrundsstråling

Kosmisk baggrundsstråling blev opdaget i 1965 af A. Penzias og R. Wilson. Kosmisk baggrundsstråling er dannet, dengang universet blev fyldt af neutrale atomer. Den viser overgangen mellem et univers, som ikke består af neutrale atomer, til et gennemsigtigt univers bestående af neutrale atomer.


Verdens største radioteleskop er 305 m i diamater. Arecibo observatorium, Puerto Rico.

Verdens største radioteleskop er 305 m i diamater. Arecibo observatorium, Puerto Rico.


5.1.4 Hubbles lov – udvidelse af universet

Big Bang handler om, hvordan universet har udviklet sig gennem de sidste 13,8 milliard år. Universets udvidelse er en af de forudsætninger, der skal gælde, hvis teorien skal være rigtig.

Universet og Rosinbolledejen

Universet og Rosinbolledejen

Udvidelsen af universet kan illustreres med en model, nemlig en rosinbolledej model:
Hvis du forestiller dig, at universet udvider sig som en dej med rosiner jævnt fordelt i hele dejen, og hvor rosinerne svarer til galakser. Til at begynde med er dejen utrolig lille. Når dejen hæver, må de rosiner, der er længst væk fra hinanden, bevæge sig hurtigst væk fra hinanden.

Det viser sig, at jo længere væk en galakser er fra os, jo hurtigere bevæger den sig væk fra os. Det viste Edwin Hubble i år 1929, som netop er et af beviserne for at Big Bang teorien er rigtig.

5.1.5 Doppler-effekten og rødforskydning


Dopplereffekt

Dopplereffekt

Lys og lyd er bølger. Når en ambulance i bevægelse udsender lydbølger fra en sirene, optræder der dopplereffekt, netop fordi den er i bevægelse. På lidt samme måde gælder det, når lysbølger udsendes fra galakser, og vi observerer lyset fra Jorden.

Dopplereffekt betyder, at bølgerne bliver længere for tilskueren, end de var ved udsendelsen, når bølgeudsenderen bevæger sig væk fra tilskueren.

Doppler effekt

Doppler effekt

Rødforskydning

Rødforskydning

Rødforskydning er det samme som dopplereffekt, men skyldes universets udvidelse.

Når de lysbølger, vi modtager fra fjerne galakser, er længere, end de burde være, så siger man at bølgerne er rødforskudt, netop fordi galakserne bevæger sig væk fra os på grund af universets udvidelse.

En af måderne man kan se, at en galakse bevæger sig væk fra os, er altså, ved at se, om lyset fra galaksen er rødforskudt. Jo større rødforskydning, jo større hastighed væk fra os.


Aktivitet: Universets udvidelse.

Prøv selv at forklare Hubble loven med en ballon i stedet for en rosinbolle dej. Du kan tegne på ballonen.


5.1.6 Beviser for Big Bang


Baggrundsstråling

Hvis Big Bang teorien er rigtig, er der flere ting, som skal gælde. Der skal gælde følgende:

– at jo længere væk en galakse er fra os, jo hurtigere bevæger den sig væk fra os.

Hubbleloven viser, at det er rigtigt.

– at universet er homogent og isotropt (Det kosmologiske princip)

Universet er homogent (ensartet og jævnt fordelt) og isotropt (tilfældigt fordelt – ikke noget mønster).

– at der er en baggrundsstråling fra overgangen til neutrale atomer i det tidlige univers.

Denne baggrundsstrålingen blev vist i 1965.

– at det oprindelige univers bestod af cirka 76% Hydrogen og 24% Helium.

Også det har man kunne påvise.


Læringsmål


Færdighedsmål

  • Eleven kan med modeller beskrive bevægelser i Solsystemet og Universets dannelse.
  • Eleven kan forklare, hvordan ny viden har ført til ændringer i forståelsen af Jorden og Universet.

Vidensmål

  • Eleven har viden om teorier for opbygningen af Solsystemet, galakser og Universet.
  • Eleven har vinde om Jordens opbygning og bevægelser.
  • Eleven har viden om udvikling i forståelsen af Jordens og Universets opbygning.