Audiobook

Co zrobił Edwin Hubble?

RQoRxQ1sBcuE0
Rys. 5. Ilustracja przedstawia wykres narysowany czarnymi strzałkami, w którym oś pionowa skierowana w górę pokazuje blask gwiazdy wyrażony w jednostkach magnitudo, a oś pozioma skierowana w prawo opisuje czas oznaczony małą literą t. W jednostkach magnitudo, oznaczanych jako indeks górny mała litera m, im większa jest wartość, tym mniejszy jest blask gwiazdy. Na osi blasku zaznaczono wartości cztery oraz trzy i pół magnitudo. Na osi czasu zaznaczono wartości opisane wielką literą T odpowiadającą dwóm i pół doby oraz wartość opisaną jako jedna druga wielka litera T. W układzie współrzędnych pokazano czarne punkty. Punkty opisują dane pomiarowe. Wraz ze wzrostem czasu na początku, wartość blasku rośnie prawie liniowo, od około dwóch i pół magnitudo do trzech i pół magnitudo jako wartości maksymalnej dla około jednej czwartej wielka litera T. Następnie wartości punktów maleją do wartości około dwóch i pół magnitudo dla czasu mała litera t równego wielka litera T.
Rys. 5. Przebieg krzywej blasku, czyli zależność jasności gwiazdy od czasu, gwiazdy δ Cephei. Jest ona pierwszym poznanym przedstawicielem klasy gwiazd, zwanych cefeidami. Okres zmienności, odłożony na osi odciętych, to T ≈ 5,4 doby. Na osi rzędnych odłożono tzw. wielkość gwiazdową obserwowaną gwiazdy (magnitudo), która zmienia się od 3,48m w maksimum do 4,37m w minimum. Uwagę zwraca asymetria wykresu: narastanie blasku trwa około ¼ okresu, podczas gdy opadanie trwa pozostałe ¾ okresu
Źródło: Politechnika Warszawska, Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.

Posłuchaj o dokonaniach Hubble’a. Następnie wykonaj polecenia.

RWh473cBAVV0C
Źródło: Politechnika Warszawska, Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.
RvD6OtLEMf1Pb
Rys. 6. Zdjęcie przedstawia Teleskop Hubble'a krążący po niskiej orbicie okołoziemskiej. Na czarnym tle przestrzeni kosmicznej widoczny jest cylindryczny, srebrny kształt. Cylindryczny kształt to Teleskop Hubble'a. Jest nieco pochylony w prawo i w dół. W lewej górnej części teleskopu widać otwartą pokrywę obiektywu. W dolnej części cylindrycznego kształtu widać wystającą czarną antenę z elementem przypominającym talerz satelitarny na jej końcu.
Rys. 6. Kosmiczny Teleskop Hubble’a od ponad 30 lat okrąża Ziemię i prowadzi obserwacje różnych obiektów w Układzie Słonecznym, w Galaktyce i poza nią.
Źródło: dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hubble_01.jpg [dostęp 23.05.2022], domena publiczna.
1
Polecenie 1

Opisz poszczególne etapy rozumowania, które składają się na tzw. metodę świec standardowych, czyli wykorzystanie zależności okres – jasność cefeid do określania odległości dzielącej nas od wskazanej galaktyki. Wykorzystaj, według uznania, podane niżej informacje; zwróć jednak uwagę, że niektóre z informacji, choć prawdziwe, mogą nie mieć nic wspólnego z zagadnieniem, niektórych zaś informacji brakuje. Zapisz swoją wypowiedź w przygotowane pole i przygotuj się do przedstawienia swoich wniosków koleżankom i kolegom w klasie.

Informacje:
cefeidy to gwiazdy zmienne okresowo;
cefeidy to gwiazdy zmienne o charakterystycznym przebiegu krzywej blasku;
okres zmian jasności cefeidy zależy od jej masy;
okres zmian jasności cefeidy zależy od jej jasności absolutnej;
istnieją cefeidy, których odległość od Ziemi znamy z pomiarów innymi metodami, np. metodą paralaksy rocznej.

uzupełnij treść
Polecenie 1
R1BuZc3AIKY8W
Zaznacz odpowiedź poprawną. Metoda świec wykorzystuje fakt, że: Możliwe odpowiedzi: 1. ilość światła emitowanego przez gwiazdę i docierająca do teleskopu jest tym mniejsza, im dalej znajduje się gwiazda, 2. ilość światła emitowanego przez gwiazdę i docierająca do teleskopu jest tym większa, im dalej znajduje się gwiazda, 3. ilość światła emitowanego przez gwiazdę i docierająca do teleskopu jest niezależna od odległości gwiazdy, ponieważ w przestrzeni kosmicznej światło nie jest absorbowane

Ćwiczenie alternatywne. Zaznacz odpowiedź poprawną. Metoda świec wykorzystuje fakt, że:

  • ilość światła emitowanego przez gwiazdę i docierająca do teleskopu jest tym mniejsza, im dalej znajduje się gwiazda
  • ilość światła emitowanego przez gwiazdę i docierająca do teleskopu jest tym większa, im dalej znajduje się gwiazda
  • ilość światła emitowanego przez gwiazdę i docierająca do teleskopu jest niezależna od odległości gwiazdy, ponieważ w przestrzeni kosmicznej światło nie jest absorbowane
1
Polecenie 2

Przeanalizuj szczegółowo przebieg zmiany okresu drgań fali świetlnej w przypadku źródła oddalającego się z prędkością v<<c od (umownie) spoczywającego obserwatora. Zastosuj wyrażenie łączące okres T fali emitowanej w układzie odniesienia źródła z jej okresem T′ rejestrowanym przez obserwatora. Przekształć to wyrażenie do odpowiedniej postaci i wskaż analogię z wyrażeniem v=ΔxΔt.

Zapisz swoje rozumowanie w przygotowanym polu i przygotuj się do przedstawienia swoich wniosków koleżankom i kolegom w klasie.

uzupełnij treść
Polecenie 2
R1PQ4fEYkfake
Zaznacz odpowiedź poprawną. Kierunek ruchu względnego gwiazdy i obserwatora określana jest na podstawie widma świetlnego oraz zmian częstotliwości. Na podstawie długości fali rozpoznaje się skład chemiczny gwiazdy, a kierunek ruchu do lub od obserwatora określany jest na podstawie zmiany częstotliwości fali elektromagnetycznej. Jeżeli częstotliwość fali elektromagnetycznej rośnie, to oznacza że odległość pomiędzy gwiazdą i obserwatorem: Możliwe odpowiedzi: 1. maleje, 2. rośnie, 3. nie ulega zmianie

Ćwiczenie alternatywne. Zaznacz odpowiedź poprawną. Kierunek ruchu względnego gwiazdy i obserwatora określana jest na podstawie widma świetlnego oraz zmian częstotliwości. Na podstawie długości fali rozpoznaje się skład chemiczny gwiazdy, a kierunek ruchu do lub od obserwatora określany jest na podstawie zmiany częstotliwości fali elektromagnetycznej. Jeżeli częstotliwość fali elektromagnetycznej rośnie, to oznacza że odległość pomiędzy gwiazdą i obserwatorem:

  • maleje
  • rośnie
  • nie ulega zmianie
1
Polecenie 3

Przedstaw prawo Hubble’a. Omów i zinterpretuj stałą Hubble’a H, jej jednostki. Przedstaw problemy, jakie napotkali astronomowie przy określaniu wartości tej stałej. Objaśnij rozumowanie, na podstawie którego łączy się wartość stałej Hubble’a z wiekiem Wszechświata. Zapisz swoją wypowiedź w przygotowanym polu i przygotuj się do przedstawienia jej koleżankom i kolegom w klasie.

uzupełnij treść
Polecenie 3
R1BsgIhlmNmlz
Zaznacz odpowiedź poprawną. Zgodnie z prawem Hubble'a odległość pomiędzy galaktykami: Możliwe odpowiedzi: 1. proporcjonalna do prędkości ich ucieczki a miarą proporcjonalności jest stała Hubble'a, 2. odwrotnie proporcjonalna do prędkości ich ucieczki a miarą proporcjonalności jest stała Hubble'a, 3. proporcjonalna do prędkości ich ucieczki a miarą proporcjonalności jest jeden przez stałą Hubble'a

Ćwiczenie alternatywne. Zaznacz odpowiedź poprawną. Zgodnie z prawem Hubbla odległość pomiędzy galaktykami:

  • proporcjonalna do prędkości ich ucieczki a miarą proporcjonalności jest stała Hubbla
  • odwrotnie proporcjonalna do prędkości ich ucieczki a miarą proporcjonalności jest stała Hubbla
  • proporcjonalna do prędkości ich ucieczki a miarą proporcjonalności jest jeden przez stałą Hubbla
Przeczytaj
Sprawdź się