Visuma uzbūve un pētniecība (megapasaule) Dabaszinības 12.klasei Prezentāciju var izmantot kā pārskatu, sākot mācīt nodaļu, vai arī atkārtošanai nodaļas beigās.

Saturs Ievads Saules sistēma Zvaigznes Galaktikas Kopsavilkums Saules sistēmas raksturojums, orbītas, Zemes tipa planētas, milzu planētas, kosmosa ietekme uz Zemi. Zvaigznes Zvaigžņu uzbūve, daudzveidība, krāsa, starjauda. Hercšprunga–Rasela diagramma. Galaktikas Mūsu Galaktika. Galaktiku tipi, raksturojums, mijiedarbība, sakopojumi. Visuma izplešanās. Kopsavilkums Ievads Saules sistēma 5 - 12 Saules sistēmas raksturojums, orbītas, Zemes tipa planētas, milzu planētas, kosmosa ietekme uz Zemi. Zvaigznes 13 - 17 Zvaigžņu uzbūve, daudzveidība, krāsa, starjauda. Hercšprunga–Rasela diagramma. Galaktikas 18 - 26 Mūsu Galaktika. Galaktiku tipi, raksturojums, mijiedarbība, sakopojumi. Visuma izplešanās. Kopsavilkums 27

Ievads Dabaszinību kursā pasauli aplūko no mazākajiem objektiem līdz lielākajiem, iedalot to mikropasaulē, makropasaulē un megapasaulē. Kas ir megapasaule? Šeit atgādina dabaszinību kursa veidošanas principu. Skolēniem uzdod jautājumu – “Kas ir megapasaule?”, un grupās aicina formulēt savu definīciju. Tad pāriet uz nākamo kadru.

Kas ir megapasaule? „Mega” (no grieķu val. megas) – liels. Megapasaule ir daļa pasaules, kurā objektu un procesu izmēri būtiski pārsniedz cilvēka izmērus. Ar šeit formulētajām definīcijām papildina skolēnu ieteiktos variantus.

Saules sistēmas raksturojums Pie šī attēla var uzdot uzdevumu: “Atrodi kļūdu!”. Attēlā kopā ar 8 lielajām planētām parādīts arī Plutons, kas nav lielā planēta, bet gan pundurplanēta. Citas divas pundurplanētas ir Cerera un Erīda. Saules sistēmā ietilpst Saule, astoņas lielas planētas, vairākas pundurplanētas, planētu pavadoņi, asteroīdi, komētas un meteorīti.

Orbītu stabilitāte Kopumā planētu orbītas ir stabilas. Sīkāko debess ķermeņu orbītas var mainīties citu ķermeņu gravitācijas spēka ietekmē. Iespējams prognozēt, ka lielo planētu orbītas saglabāsies stabilas vismaz simtiem miljonu gadu. Savukārt komētu un asteroīdu orbītas lielāko debess ķermeņu gravitācijas ietekmē var būtiski mainīties.

Zemes tipa planētas Pēc fizikālajām īpašībām planētas iedala divās grupās. Viena grupa ir Zemes tipa planētas. Merkurs Marss Zemes tipa planētām ir nelieli izmēri, relatīvi plāna atmosfēra (vai tās nav nemaz), salmērā augsta temperatūra, cieta virsma, vairākumam planētu ir vājš magnētiskais lauks, maz pavadoņu (vai nav). Planētu datu tabula pieejama Vikipēdijā: http://en.wikipedia.org/wiki/Table_of_planets_and_dwarf_planets_in_the_Solar_System Venēra Zeme

Milzu planētas Otra grupa ir milzu planētas. Neptūns Saturns Jupiters Milzu planētām ir lieli izmēri, visām ir gredzeni, daudz pavadoņu, tās sastāv galvenokārt no hēlija un ūdeņraža,tām nav cietas virsmas, ir zema temperatūra un spēcīgs magnētiskais lauks. Planētu datu tabula pieejama Vikipēdijā: http://en.wikipedia.org/wiki/Table_of_planets_and_dwarf_planets_in_the_Solar_System Jupiters Urāns

Kosmosa ietekme Mūsu planēta nav kosmosā izolēta. Uz to darbojas: debess ķermeņu gravitācija (paisumi un bēgumi); starojums (Saules gaisma un siltums, cita veida starojums); daļiņu plūsmas (kosmiskie stari); krītoši meteorīti. Uz Zemi nedaudz darbojas gravitācija (lauks), elektromagnētiskais starojums (starojums), kosmiskie stari (viela) un meteorīti (viela). Būtiskākā iedarbība ir Mēness un Saules izraisītie paisumi un bēgumi, kuru cēlonis ir šo debess ķermeņu gravitācijas spēks. Turpmākajos kadros paskaidrotas pārējās iedarbības.

Saules aktivitāte Saules aktivitātes izpausmes: plankumi, uzliesmojumi, izvirdumi, u. c. Saules aktivitāte ir uz Saules notiekošo mainīgo procesu kopums. Aktivitāte mainās ar 11 gadu ciklu. 2007. gadā bija aktivitātes minimums, nākamais maksimums sagaidāms 2011. – 2012. gadā. Tad uz Saules notiks daudz uzliesmojumu un izvirdumu, būs daudz plankumu. Šie procesi nedaudz ietekmē arī norises uz Zemes.

Kosmiskie stari Kosmiskos starus aiztur atmosfēra. Nelielas enerģijas lādētās daļiņas, kas rodas Saules uzliesmojumos un izvirdumos, aiztur Zemes magnetosfēra. Kosmiskie stari ir lielas enerģijas lādētās daļiņas, kas izplatās no Saules un starpzvaigžņu telpas. Tās aiztur Zemes atmosfēra. Saules lādētās daļiņas aiztur magnetosfēra.

Meteorīti Meteorītu ietekme uz Zemi var būt gan nemanāma, gan izraisīt globālu katastrofu. Sīki meteorīti krīt uz Zemes ik dienu. Lieli meteorīti, kuru masa sasniedz vairākas tonnas (nokrīt vienreiz vairākos simtos gadu) vai pat daudzus tūkstošus tonnu smagi meteorīti (nokrīt vienreiz vairākos miljonos gadu) var izraisīt lokālu vai globāla mēroga katastrofu. Iespējams, ka liela meteorīta nokrišana uz Zemes pirms 65 miljoniem gadu izraisīja dinozauru izmiršanu.

Zvaigžņu uzbūve Zvaigžņu uzbūvi galvenokārt nosaka divi dabas likumi – gravitācijas likums un gāzes stāvokļa vienādojums. Tomēr zvaigznes ir ļoti daudzveidīgas. Zvaigzni veidojošo daļiņu savstarpējie pievilkšanās spēki tiecas zvaigzni saspiest. Savukārt zvaigzni veidojošo gāzu spiediena spēks tiecas zvaigzni izplest. Ja pastāv noteikts šo spēku līdzsvars, tad zvaigzne nedz izplešas, nedz saraujas.

Zvaigžņu daudzveidība Ir dažāda lieluma zvaigznes (punduri, milzu un pārmilzu zvaigznes). Zvaigznes piederība punduriem vai milzu zvaigznēm ir atkarīga no tās starjaudas. Zvaigznēm ir dažāda krāsa, ko nosaka to temperatūra (sk. nākamo kadru). Svarīgs zvaigžņu raksturlielums ir starjauda – enerģijas daudzums, ko zvaigzne izstaro vienā laika vienībā. Lielākām zvaigznēm starjauda ir lielāka.

Zvaigžņu krāsa Ir dažādas krāsas zvaigznes (sarkanas, dzeltenas, baltas, zilas). Zvaigznes krāsa ir atkarīga no zvaigznes temperatūras. Karsta zvaigzne izstaro vairāk zilo gaismu nekā dzelteno, tāpēc tās krāsa šķiet zilgana. Aukstāka zvaigzne izstaro vairāk dzelteno gaismu nekā zilo, tāpēc tās krāsa šķiet sarkanīga.

Hercšprunga – Rasela diagramma Hercšprunga–Rasela diagrammā zvaigznes izvietotas atbilstīgi to temperatūrai un starjaudai. Hercšprunga–Rasela diagramma astronomijā ir svarīga, jo parāda zvaigžņu grupēšanos noteiktās grupās (pārmilzu un milzu zvaigznes, galvenās secības zvaigznes, baltie punduri), kas saistītas ar atbilstīgu zvaigžņu evolūcijas stadiju. Uz X ass atlikta temperatūra (ass vērsta pa kreisi), uz Y ass atlikta starjauda (Saules starjaudas vienībās).

Fizikālie apstākļi kosmosā Abās atrodami tie paši ķīmiskie elementi un vielas, darbojas tādi paši dabas likumi. Kosmosā pastāv gan ļoti retināta vide (starpzvaigžņu vide – attēlā miglājs), gan ļoti blīva vide (zvaigžņu kodoli). Taču šīs vides var aprakstīt ar vienām un tādām pašām fizikas likumsakarībām. Arī ķīmiskie elementi, kas atrodami šajās vidēs, ir vienādi. Visvairāk kosmosā ir ūdeņraža un hēlija, tad seko slāpeklis, ogleklis un skābeklis.

Mūsu Galaktika Saules sistēma atrodas mūsu zvaigžņu sistēmas - Galaktikas nomalē. Mūsu Galaktika, ko reizēm sauc par Piena Ceļa galaktiku, ir spirālveida galaktika. Galaktikas galvenās sastāvdaļas ir centrālais blīdums, disks ar spirālzariem un aptuveni sfērisks, retināts halo. 1 pc = 3,086·1016 m

Galaktiku tipi Ir trīs veidu galaktikas: spirālveida galaktikas, eliptiskās galaktikas, neregulārās galaktikas. Attēlā parādīta tipiska spirālveida galaktika. Tās raksturīgākā pazīme ir diskā izvietojušies spirālzari. spirālveida galaktika

Galaktiku izmēri Galaktikas atšķiras pēc izmēriem. Pastāv gigantiskas galaktikas un pundurgalaktikas. Attēlā parādīta tipiska eliptiskā galaktika. Tās raksturīgākā pazīme ir elipsveida zvaigžņu mākonis. eliptiskā galaktika

Gāzes saturs galaktikās Galaktikas atšķiras pēc gāzes un putekļu daudzuma. Tas nosaka jaunu zvaigžņu veidošanās iespējas. Attēlā parādīta tipiska neregulārā galaktika. Tās raksturīgākās pazīmes ir neregulāra forma un zilgana krāsa. neregulāra galaktika

Galaktiku sakopojumi Galaktikas apvienojas galaktiku grupās un kopās. galaktiku kopa Atsevišķu galaktiku Visumā nav daudz. Galaktikām ir tendence veidot grupas. Galaktiku grupā ir gan dažas, gan arī daži desmiti galaktiku. Galaktiku grupas veido lielmēroga struktūru – galaktiku kopas, kurās ir vairāki simti un pat vairāki tūkstoši galaktiku. galaktiku grupa

Galaktiku mijiedarbība Starp tuvām galaktikām notiek gravitācijas mijiedarbība. Tā rezultātā galaktikas maina formu. Galaktiku mijiedarbība ir lēns process, kas ilgst simtiem miljonu gadu. Būtiskākās izpausmes ir galaktiku formas maiņa un jaunu zvaigžņu veidošanās.

Visuma lielmēroga struktūra Galaktiku sistēmas Visumā veido telpisku tīklveida struktūru. Galaktikas Visumā ir izvietojušās it kā lielu burbuļu sienās, bet burbuļu iekšienē galaktiku ir maz. Šī nevienmērīgā izvietojuma iespējamais cēlonis ir nelielas matērijas neviendabīgs sadalījums, kas pastāvējis agrīnajā Visumā.

Visuma izplešanās Attālums starp galaktiku sistēmām palielinās Visuma izplešanās dēļ. Starp galaktiku kopām notiek Visuma telpas izplešanās, kuras cēlonis iespējams ir bijis Lielais Sprādziens pirms aptuveni 14 miljardiem gadu.

Habla likums Attāluma noteikšanai līdz galaktikām izmanto Habla likumu: v = Hr, kur v - galaktikas attālināšanās ātrums (km/s), H - Habla konstante, H = 71 km/(s·Mpc), r - attālums līdz galaktikai (Mpc). Lai noteiktu attālumu līdz galaktikai: a) izmēra spektrāllīnijas nobīdi galaktikas spektrā; b) aprēķina galaktikas attālināšanās ātrumu (formula šeit nav dota); c) pēc Habla likuma aprēķina galaktikas attālumu. Attālināšanās ātrumu nosaka pēc galaktikas spektra mērījumiem.

Noslēgums Visuma “kāpnes” Megapasaule sākas ar planētu izmēriem (aptuveni 106 metri) un turpinās līdz Visuma zināmās daļas izmēriem (aptuveni 1026 metri). Visuma “kāpnes” Katrā nākošajā pakāpē objekta diametrs vai attālums starp objektiem ir simts reižu lielāks.

PALDIES PAR UZMANĪBU! Tas ir citplanētietis Zumzls!