Fysiikan menetelmät ja kvalitatiiviset mallit Rakenneyksiköt

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "Fysiikan menetelmät ja kvalitatiiviset mallit Rakenneyksiköt"

Transkriptio

1 Fysiikan menetelmät ja kvalitatiiviset mallit Rakenneyksiköt ISBN: Veera Kallunki, Jari Lavonen, Kalle Juuti, Veijo Meisalo, Anniina Mikama, Mika Suhonen, Jukka Lepikkö, Jyri Jokinen Verkkoversio: Taitto: Anniina Mikama Piirroskuvat: Anniina Mikama Helsingin yliopiston soveltavan kasvatustieteen laitos PL Helsingin yliopisto 1

2 SISÄLLYS LUONNON PERUSRAKENTEET JA VUOROVAIKUTUKSET Ihminen ja kosmos Neutronitähti, kääpiöt ja musta aukko Galaksit Aurinkokunnan rakenne Aurinkokunnan synty Pyörimisen vaikutukset planeetoissa Maa ja sen kiertoliike Vuorovesivoimat Elämän synty aurinkokunnassa Alkuräjähdys LUONNON PERUSRAKENTEET JA VUOROVAIKUTUKSET Luonnon rakenneosia voidaan tarkastella itsenäisinä rakenteina siten, että sen muut rakenneosat muodostavat ympäristön. Tällä tavalla muodostuu sisäkkäisten rakenteiden järjestelmä, jossa tietyt rakenteet ovat ylemmän asteen rakenteiden rakenneosia. 2

3 Luonnon eri asteisia rakenneyksiköitä ovat 1. galaksijoukko 2. galaksi 3. tähtijoukko, kaksois- ja monitähtijärjestelmä sekä aurinkokunta 4. planeetta-kuu -järjestelmä 5. tähti, planeetta, kappale 7. molekyyli... atomi 8. ydin 9. protonit ja neutronit (baryonit) 10. kvarkit, elektronit (leptonit) ja vuorovaikutusten kantajat. Kappaleiden ja hiukkasten väliset vuorovaikutukset sitovat niitä yhteen suuremmiksi rakenteiksi. Nykyisen käsityksen mukaan kaikki vuorovaikutukset perustuvat vuorovaikutuksen lajille ominaisten välittäjähiukkasten vaihtoon, sekä hiukkasten kykyyn tuntea ja aiheuttaa eri vuorovaikutuksia. Luonnon neljä perusvuorovaikutusta ovat voimakkuusjärjestyksessä vahva, sähkömagneettinen, heikko ja gravitaatiovuorovaikutus. Vain kvarkit tuntevat vahvan vuorovaikutuksen. Se sitoo kvarkkeja yhteen raskaiksi hiukkasiksi. Sen välittäjähiukkasia sanotaan gluoneiksi. Hiukkasten kykyä tuntea sähkömagneettista vuorovaikutusta sanotaan varaukseksi. Varausta on kahta lajia, jotka on nimetty plus- ja miinusvarauksiksi. Sähkömagneettinen vuorovaikutus sitoo esimerkiksi ytimiä ja elektroneja yhteen atomeiksi. Gravitaation aiheuttaa hiukkasten massa, jonka ajatellaan merkitsevän kykyä synnyttää ja vastaanottaa gravitoneja, painovoiman välittäjähiukkasia. Massaa on vain yhtä lajia, joten gravitaatio vaikuttaa samalla tavalla kaikkien hiukkasten välillä. Se ei neutraloidu, joten se jää ainoaksi aineellisen maailman suuria rakenteita hallitsevaksi vuorovaikutukseksi. Ihminen ja kosmos Maailmankaikkeuden rakenteen ja kehityksen tutkimusta sanotaan kosmologiaksi. Tähtiä ja tähtienvälistä pölyä 3

4 Maailmankaikkeus on suurimmaksi osaksi tyhjä. Valtaosa aineesta on keskittynyt tähtiin. Tähtien välissä on paikoitellen harvaa kaasua ja pölyä. Tähtiä ei voi tutkia matkustamalla niiden lähelle, koska matka lähimmälle tähdelle valon nopeudella matkustettaessa kestäisi noin 4,3 vuotta. Tavanomaisilla avaruusraketeilla tähän ei riittäisi ihmiskunnan ikä. Kaukoputkella katsottaessa - omaa Aurinkoa lukuun ottamatta - tähdet näkyvät pistemäisinä. Lähintä tähteä katsottaessa tilanne on likimain sama kuin katsottaessa kymmenen pennin rahaa neljänsadan kilometrin päästä. Tähtiä voidaan tutkia vain niiden lähettämän säteilyn avulla. Säteilyn perusteella voidaan tunnistaa tähden koostumus ja määrittää sen lämpötila sekä lähestymis- tai etääntymisnopeus. Peilikaukoputki. Tähtitaivaan tarkkailua radioteleskoopilla. Tähdet ja galaksit, eivät ole muuttumattomia, vaan niiden rakenne muuttuu, eli ne kehittyvät jatkuvasti. Myös meidän Aurinkomme elämänkaaressa voidaan erottaa nuoruus ja vanhuus, syntymä ja kuolema. Tähden tyypillinen elinikä on noin vuotta. Auringon kokoisen tähden elinikä on n vuotta. Tähdet syntyvät avaruuden harvan aineen pilvien kutistuessa. Tähtien välinen aine on pääasiassa vetykaasua. Mekanismia, joka saa sen alkamaan, ei tunneta hyvin. Kutistuva pilvi voi hajota useaksi keskukseksi, jolloin voi syntyä tähtijoukko tai siitä voi syntyä yksi- 4

5 näinen tähti, jonka ympärille muodostuneesta kiekosta kertyy tähden ympärille planeettoja. Tähden syntymä Kutistuvan kaasupilven sisäosissa paine kasvaa, jolloin lämpötilakin kohoaa. Kun lämpötila on noussut yli kymmenen miljoonan asteen, pilven sisällä alkaa tapahtua vety-ydinten fuusioreaktioita. Reaktiossa vapautuu energiaa, lämpöä ja ydinsäteilyä. Nämä ylläpitävät Auringon korkeaa lämpötilaa, jonka vuoksi se säteilee kirkasta valoa. Ydinreaktioiden alettua tähden elämässä koittaa rauhallinen keski-ikä, jonka aikana vety fuusioituu heliumiksi. Aurinko on puolessa välissä elämäänsä, puolet alkuperäisestä vedystä on muuttunut heliumiksi. muuttuu punertavaksi, punaiseksi jättiläiseksi. Sisustan kuumeneminen käynnistää uusia ydinreaktioita, joissa helium ja jäljellä oleva vety fuusioituvat asteittain raskaammiksi alkuaineiksi. Raskaimmissa tähdissä päädytään näin aina rautaan asti. Kun ydinreaktiot lakkaavat lähtöaineiden ehtyessä, tähden sisäosat luhistuvat äkillisesti. Tähden kehitys riippuu sen massasta. Auringon massaiset ja pienemmät tähdet menettävät vähitellen ulkokuorensa avaruuteen tähtienväliseksi aineeksi. Sumun keskelle jää tähden tiivistynyt keskus, pieni valkoinen kääpiö. Myös raskaat tähdet laajenevat ensin, mutta tästä eteenpäin tähden kehitys on epävakaa ja tähti saattaa lopulta räjähtää kirkkaana supernovana. Tähden keskustaan saattaa jäädä neutronitähti tai musta aukko. Supernovaräjähdyksessä vapautuu energiaa niin runsaasti, että sen yhteydessä syntyy rautaa raskaampiakin alkuaineita. Maailmankaikkeudessa esiintyvät vetyä ja heliumia raskaammat alkuaineet - myös maapallolla ja ihmisessä - ovat syntyneet aikaisempien sukupolvien massiivisissa tähdissä. Kun vetyfuusio tähden keskuksessa lakkaa, tähden sisäosat kuumenevat, koska tähden osat vetävät toisiaan puoleensa. Säteily tähden sisällä aiheuttaa ulospäin suuntautuvan säteilypaineen. Tämä laajentaa pintakerrosta, jolloin se jäähtyy. Tähti kasvaa ja 5

6 avaruuden täyttävä jatkuvasti harveneva kaasu, joka oli pääasiassa vetyä. Se alkoi hitaan kehityksen kohti avaruuden suuria rakenteita, galakseja ja tähtiä, joiden miljardien vuosien kehityskulussa vähitellen syntyi kaikki nykyisin tunnettu materia elollista luontoa myöten. Tähden kuolema Hyvin suurikokoiset tähdet, jotka voivat kehittyä supernoviksi ovat harvinaisia. Paljain silmin supernovia on havaittu tällä vuosituhannella neljä kertaa, viimeksi Vuoden 1572 supernova oli niin kirkas, että se näkyi viikon ajan myös päivällä. Kaukoputkilla havaitaan kaukaisemmissa galakseissa vuosittain noin kymmenen supernovaa. Pienet tähdet päätyvät jättiläisvaiheen jälkeen valkoisiksi kääpiöiksi, jotka hitaasti jäähtyvät mustiksi kääpiöiksi. Valkoiset kääpiöt ovat yleisiä avaruudessa. yhtenäisvuorovaikutus erikoistui näiden hiukkasten välisiksi neljäksi perusvuorovaikutukseksi. Näin syntyi Valon nopeus on suuri, km/s, mutta kuitenkin äärellinen. Kaukaisia tähtitieteelisiä kohteita tutkittaessa katsotaan sen tähden samalla maailmankaikkeuden menneisyyteen. Etäisimmät havaitut kohteet ovat nk. kvasaareja, jotka miljardien valovuosien etäisyyksillä, kaukaisimmat yli valovuoden päässä meistä. Me näemme ne sen tähden sellaisina kuin ne olivat maailmankaikkeuden historian alkuaikoina, miljardeja vuosia sitten. Kvasaarit ovat ilmeisestikin syntyvaiheessaan olevia galakseja. Alkuräjähdyksen jälkeen valo on ehtinyt edetä 15 miljardin valovuoden matkan. Jos näkisimme jotakin näin kaukaa, näkisimme kaikissa suunnissa maailmankaikkeuden sellaisena kuin se oli noin 1 sekunti syntyhetkensä jälkeen. Sitä ennen aine oli nimittäin säteilyä läpäisemätöntä plasmaa, jonka sisästä ei voinut lähteä valon kuljettamia viestejä. Havaitsemisen periaatteellinen raja, aikahorisontti, etääntyy meistä valon nopeudella. Tämä on kuitenkin maailmankaikkeuden mittasuhteisiin verrattuna niin hidasta, ettei sen voi koskaan odottaa paljastavan meille mitään sellaista, mikä ei olisi nähtävissä nyt havaittavassa maailmankaikkeudessa. 6

7 Alkuräjähdyksen tutkimuksessa tähtitiede ja hiukkasfysiikka kohtaavat. Alkeishiukkasten tunnettujen vuorovaikutusten perusteella voidaan tutkia teoreettisesti aineen rakentumista hiukkasiksi maailmankaikkeuden alkuhetkillä. Näin on saatu hypoteesia tukevia uusia tuloksia. On voitu laskea mm. alkuräjähdyksen jälkeisessä prosessissa syntyvien protonien ja neutronien sekä niistä edelleen muodostuvien heliumin ja vedyn suhteelliset määrät. Molemmat vastaavat havaittuja määriä nykyisessä maailmankaikkeudessa. Kokeellinen hiukkastutkimus, jossa selvitetään alkeishiukkasten välisten vuorovaikutusten luonnetta, on samalla myös alkuräjähdyksen tutkimusta. Törmäyttämällä raskaita ytimiä hyvin suurilla energioilla on voitu synnyttää tilanteita, joissa ytimen mittakaavassa vallitsevat törmäyksen hetkellä samanlaiset olosuhteet kuin maailmankaikkeuden alussa noin hetkellä 1 s. Näiden uusien tulosten mukana pysyvän tilan teoria, jota aikaisemmin pidettiin vakavana vaihtoehtona, on väistynyt yhä enemmän taka-alalle. Siinä maailmankaikkeuden ajateltiin pysyvän ikuisesti samanlaisena, ilman alkua ja loppua. Se olisi tasapainotilassa, jota jatkuva hidas aineen syntyminen ja häviäminen ylläpitäisivät. Lukuisia maailmankaikkeuden syntyyn liittyviä kysymyksiä on edelleen ratkaisematta: Mitä oli ennen alkuräjähdystä? Miksi se lähti liikkeelle? Mitkä olivat tarkat alkuehdot? Miksi maailmankaikkeudessa ei ole vapaana antiainetta? Näihin kysymyksiin ei kyetä vastaamaan nykyisten teorioiden pohjalta. Maailmankaikkeus oli alussa ilmeisesti äärettömän tiheässä tilassa tunnettujen luonnonlakien pätevyysalueiden ulkopuolella. Neutronitähti, kääpiöt ja musta aukko Gravitaatiopuristus voi puristaa suuren tähden vielä valkoista kääpiötä paljon tiiviimmäksi neutronitähdeksi, jossa elektronit ja protonit ovat yhtyneet neutroneiksi. Kun tähti kutistuu, sen pyörimisnopeus kasvaa pyörimismäärän säilymisen takia. Ilmiö on samankaltainen taitoluistelijan piruetissa. Kun luistelija vetää sivulle ojennetut raajansa äkisti kiinni vartaloon, hänen pyörimisnopeutensa kasvaa. Pulsarit ovat nopeasti pyöriviä neutronitähtiä. Ne lähettävät radiosäteilyä kapeassa kiilassa kuin majakka nopeasti toistuvina pulsseina. Yleisen suhteellisuusteorian ennusteen mukaan gravitaatiopuristus voi olla neutronipuurollekin liian voimakas. Tällöin tähden ydin luhistuu mustaksi aukoksi. Aineesta tulee niin tiivistä, ettei valokaan pysty poistumaan sen gravitaatiokentästä. Monien galaksien keskustoissa arvellaan olevan mustia aukkoja. 7

8 Galaksit Aurinkokunnan rakenne Kierteisgalaksi Kotigalaksimme, Linnunrata, on valtava tähtijärjestelmä. Siinä on arvioitu olevan noin 200 miljardia tähteä eli 50 tähteä jokaista maapallon ihmistä kohden. Jos tähdet ajatellaan kirsikan kokoisiksi, ne on sijoitettava 500 km:n välein, jotta kirsikat olisivat yhtä harvassa kuin tähdet linnunradassa. Suurilla teleskoopeilla kuvatuissa tähtivalokuvissa näkyy monissa suunnissa enemmän galakseja kuin tähtiä. Linnunrata on osoittautunut kooltaan keskinkertaiseksi galaksiksi. Se on yksi maailmankaikkeuden rakenneosa miljardien muiden joukossa. Aurinkoa kiertävät planeetat koottuna yhteen kuvaan kuvamontaasiksi Aurinko on tähti, jota Maa kiertää yhdessä 8 muun planeetan kanssa. Auringon sisään mahtuisi ainakin maapallon kokoista planeettaa. Auringon keskietäisyys Maasta on noin 150 miljoonaa kilometriä. Valolta kuluu tähän matkaan 8 minuuttia. Aurinko on siis laskiessaan ollut taivaanrannan alapuolella jo 8 minuuttia. Auringon pintalämpötila on noin 5800 K ja sisustan lämpötila jopa 15 miljoonaa kelviniä. 8

9 Laskeva Aurinko ja suodattimen läpi otettu kuva Auringosta. Auringonpimennyksessä Kuu menee Auringon eteen. Ilman Aurinkoa maapallolla ei olisi elämää. Auringon ydinreaktioissa vapautuvaa energiaa saapuu Maahan sähkömagneettisena säteilynä, joka valaisee ja lämmittää. Suurin osa tästä säteilystä imeytyy ilmakehään ja heijastuu siitä takaisin avaruuteen. Osa läpäisee ilmakehän ja saa aikaan mm. kasvien elintoiminnot, ilmavirtaukset ja veden kiertokulun. Ihminen ja eläimet käyttävät kasveihin varastoitunutta auringon energiaa mm. kasvamiseen, liikkumiseen ja lämmittämiseen. Ihminen säätelee myös veden kiertokulkua pieneltä osalta patoamalla vesistöjä ja muuntamalla padotun veden potentiaalienergian esimerkiksi sähköksi. Aurinkokunnassamme on yhdeksän planeettaa sekä suuri joukko pikkuplaneettoja, kuita ja komeettoja: Aurinkokunta. Komeetta lähestyy aurinkoa. 9

10 Maan kaltaiset planeetat Merkurius, Venus, Maa ja Mars ovat pieniä ja koostuvat suureksi osaksi raskaista alkuaineista, joista tärkeimpiä ovat natrium, magnesium, alumiini, pii, kalsium, rauta ja nikkeli. Alkuaineet esiintyvät pääasiassa yhtyneenä happeen kemiallisiksi yhdisteiksi nk. maamateriaaleiksi. Suuret planeetat Jupiter ja Saturnus ovat pääasiassa vedystä ja heliumista koostuvia palloja. Niiden alkuainekoostumus on siis lähellä tähden koostumusta. Jos Jupiterin massa olisi suurempi, siitä olisi voinut kehittyä tähti. Antiikin Maa-keskeinen malli Lähikuva Jupiterin pinnasta Nykyinen aurinko-keskeinen malli. Uranus ja Neptunus ovat tiheydeltään edellisten välissä. Ne koostuvat pääasiassa hiilestä, typestä ja hapesta sekä niiden vety-yhdisteistä. Ulommaisena Aurinkokunnassa kiertää jääplaneetta Pluto. 10

11 Maan Kuu on todennäköisesti syntynyt Maan ja noin Marsin kokoisen taivaankappaleen törmäyksessä. Törmäyksessä hajonneet planeetan kappaleet putosivat osaksi Maahan ja osa jäi Maata kiertävälle radalle Kuuksi. Tämä selittää Maan ja Kuun kallioperän samankaltaisuuden. Kuvamontaasi planeetoista Lähes kaikilla planeetoilla on kiertolaisenaan kuita. Suuret planeetat, Jupiter, Saturnus, Uranus ja Neptunus ovat lukuisine kuineen kuin aurinkokuntia pienoiskoossa. Saturnuksella, Jupiterilla, Uranuksella ja Neptunuksella on ympärillään renkaat. Amerikkalaiset astronautit Kuun pinnalla. Jupiterin kuu. Aurinkokunnassa on suurten planeettojen lisäksi epälukuinen määrä pikkuplaneettoja ja meteoriitteja aina pieniin hiekan siruihin saakka. Esimerkiksi Maan kiertoradan lähellä on arvioitu olevan noin 100 m:n läpimittaista lohkaretta. Tällaisten kappaleiden on arveltu törmäävän Maapalloon noin vuoden välein. Näiden lisäksi Maan ympärillä on hiekan siruja ja pikkukiviä. Maahan törmäävät pikkukivet ja hiekanmurut palavat useimmiten ilmakehässä ja näkyvät tähdenlentoina. Jos avaruuden kivi pääsee Maan ilmakehän läpi, sitä kutsutaan meteoriitiksi. Maassa ei juurikaan havaita meteoriittien muodostamia kraatereita, 11

12 koska maanpinta muokkautuu jatkuvasti, mm. mannerlaatat liikkuvat. Kuulla ja pikkuplaneetoilla ei ole suojaavaa ilmakehää. Niinpä niiden pinnat ovat täynnä erikokoisten meteoriittien aiheuttamia kraattereita. Tähtienvälisessä avaruudessa liikkuu likaisen lumipallon kaltaisia paikallisia kasaantumia, jotka liikkuvat tähden ympäri kuten planeetatkin. Kun tällainen kasaantuma lähestyy esimerkiksi Aurinkoa, se alkaa höyrystyä ja siitä irtoaa pölyä. Aurinkotuuli ja säteilypaine puhaltavat kaasun ja pölyn pitkäksi Auringosta poispäin suuntautuvaksi pyrstöksi. Näin muodostuu pyrstötähti eli komeetta. Tunnetuin Aurinkokunnan komeetta on Halley'n komeetta, joka kiertää Aurinkoa hyvin soikeaa ellipsirataa pitkin. Viimeksi se oli lähinnä Aurinkoa vuonna Haleyn komeetta Aurinkokunnan synty Koko aurinkokunnan arvellaan syntyneen samassa prosessissa, koska aurinkokunnassa kaikki pyörimisja kiertoliikkeet tapahtuvat samaan suuntaan muutamaa poikkeusta lukuun ottamatta. Vanhimpien kivinäytteiden ja Auringon kehitystä koskevien laskelmien perusteella aurinkokunnan iäksi on päätelty 4,6 miljardia vuotta. Sen tähden on ilmeistä, että Auringolla ja sen kiertolaisilla on yhteinen syntyhistoria. Aurinkokunta on muodostunut yhdestä suuresta pyörivästä kaasukiekosta. Kiekon keskellä kutistui aluksi Auringon esimuoto, jonka pinnan lämpötila oli noin 3200 C. Aurinkoa lähimmäksi muodostui Maan kaltaisia planeettoja, jotka rakentuivat maamateriaalista, jolla on korkea sulamispiste. Maamateriaali oli harvinaista kutistuvassa kaasupilvessä, joten planeetoista tuli pieniä eivätkä ne pystyneet sitomaan muita pilven kaasuja itseensä. Ulommista planeetoista tuli niin massiivisia, että ne pystyivät sitomaan itseensä myös ympäröivän pilven aurinkomateriaalia. Tutkimalla tähtien liikkeitä ja lähiympäristöä on voitu päätellä, että muillakin tähdillä on mahdollisesti planeettoja tai parhaillaan syntyviä planeettakuntia. Myös planeettakunnan syntymekanismin perusteella tuntuu luonnolliselta, että monilla muillakin tähdillä on planeettoja. 12

13 Pyörimisen vaikutukset planeetoissa Planeettojen ja tähtien pyörimisen vaikutus näkyy niiden litistyneessä muodossa. Maan muotoa sanotaan geoidiksi. Maan pinnan jokainen kohta on tasaisessa ympyräliikkeessä Maan akselin ympäri. Myös palloa kannatteleva käsi on tasaisessa ympyräliikkeessä Maan akselin ympäri. Käden nopeuden suunta muuttuu koko ajan. Sillä on sen tähden kiihtyvyys, joka suuntautuu kohti Maan akselia. Käsi ikään kuin putoaa pallon alta samalla tavalla kuin alaspäin kiihtyvässä hississä pallon alla oleva käsi. Kappale ei sen tähden paina yhtä paljon pyörivän Maan pinnalla kuin se painaisi, jos Maa ei pyörisi. Se kevenee Maan pinnan kiihtyvyydellä niin kuin se kevenee alaspäin kiihtyvässä hississä. Ilmiö johtuu kappaleen hitaudesta, sen pyrkimyksestä säilyttää nopeutensa. Kappaletta kannattavan henkilön kannalta se tuntuu siltä kuin kappaletta keventäisi jokin Maan painon tai hissin kiihtyvyydelle vastakkainen voima. Tällaisia näennäisiä voimia sanotaan hitausvoimiksi. Erityisesti Maan pyörimisen keventävää vaikutusta sanotaan sentrifugaalivoimaksi. Liikkuvaan kappaleeseen vaikuttaa maan pinnalla toinenkin Maan pyörimisestä johtuva näennäinen voima, ns. coriolisvoima. Se on verrannollinen kappaleen nopeuteen. Maan pintaa pitkin liikkuvaan kappaleeseen se vaikuttaa pohjoisella pallonpuoliskolla oikealle, eteläisellä vasempaan. Putoavaan kappaleeseen se vaikuttaa itään ja kohoavaan länteen. Navoilla kappale putoaa kuitenkin suoraan. Coriolisvoiman vaikutus näkyy erityisesti merivirtojen ja ilmakehän liikkeissä. Maa ja sen kiertoliike Maa pyörii akselinsa ympäri. Akselin päitä sanotaan pohjois- ja etelänavaksi. Vuodenaikojen vaihtelu aiheutuu siitä, että Maan pyörähdysakseli ei ole kohtisuorassa Maan radan tasoa vastaan, vaan poikkeaa 23,4 tästä suunnasta. Kun akselin pohjoispää on vinossa kohti Aurinkoa, pohjoisella pallonpuoliskolla on kesä ja eteläisellä puoliskolla talvi. 13

14 Astronautti Maata kiertävällä radalla. Vuorokauden ja vuodenaikojen vaihtelu Maan pyörimisliikkeen vuoksi Aurinko näyttää kiertävän Maata idästä länteen ja maapallolla päivä ja yö vaihtelevat. Maan vuotuisen kiertoliikkeen vuoksi Aurinko näyttää vuodessa kiertävän kerran taivaan lännestä itään tähtien suhteen. Pyörimismäärän säilymislaki ilmenee Maan liikkeessä siten, että maapallon akseli pysyy samansuuntaisena avaruudessa ja pyörimisnopeus pysyy muuttumattomana. Avaruussukkulan lähtö ja paluu. 14

15 Vuorovesivoimat Kuun gravitaatiokentän voimakkuus Maan kohdalla on vain noin 0,56 % Auringon kentästä. Koska Kuu on niin paljon lähempänä, sen painovoiman vaihtelu Maan tilassa on noin 2,2 kertaa niin suuri kuin Auringon aiheuttama vaihtelu. Lähempänä Kuuta ja kauempana Kuusta olevat Maan pisteet ovat erilaisessa painovoimakentässä. Tämä vaikutus ilmenee voimana, joka pyrkii venyttämään Maata. Tästä aiheutuu vuorovesi-ilmiö. Valtameren vedet kohoavat vuoksiaalloksi sekä Kuun puolella että vastakkaisella puolella. Herkkäliikkeinen ilmakehä käyttäytyy samoin. Myös kiinteässä maankuoressa havaitaan vuorovesi-ilmiön aiheuttama kohoaminen ja laskeminen, joka on Suomessa noin 30 mm. Elämän synty aurinkokunnassa Elämän mahdollisuuksien kannalta on olennaista, että gravitaatiokehitys johtaa aurinkokunnan kaltaisiin hyvin pysyviin systeemeihin, joissa on tähti aurinkona ja siihen verrattuna pienet planeetat. Tällöin planeettojen pysyvät radat ovat mahdollisia. Planeetoissa gravitaatiopuristuminen pysähtyy atomirakenteen koossa pitävien voimien vaikutuksesta. Tähdessä gravitaatiopuristuminen jatkuu pitemmälle, sytyttää ydinreaktiot ja johtaa pitkään tasaisesti säteilevään kehitysvaiheeseen. Tähden säteily tarjoaa puolestaan pitkäaikaisen ja tasaisen energialähteen elämän kehittymiselle. Näin elämän kemialle välttämättömien atomien ja molekyylien rakenteellinen moninaisuus voi säilyä planeetoissa. Kaikki maailmankaikkeuden vety on peräisin maailmankaikkeuden alkuhetkiltä. Raskaammat alkuaineet, kuten hiili, happi ja rauta, ovat syntyneet tähdissä, jotka ovat kulkeneet kehityksensä loppuun ja räjähtäneet. Rautaa raskaampien alkuaineiden uskotaan syntyneen supernovaräjähdyksissä. Maan kehitykselle tärkeä alkuaineiden moninaisuus on välttämättä ollut jo sillä aineella, josta Auringon ympärillä kiertävät planeetat ovat tiivistyneet. Nämä alkuaineet syntyivät aikaisemmissa tähtisukupolvissa. 15

16 Amerikkalainen Stanley Miller teki 1953 kokeen, jossa hän jäljitteli alkuaikojen ilmakehää laboratorioolosuhteissa, ja sai syntymään mutkikkaitakin orgaanisia yhdisteitä. Orgaanisista yhdisteistä on kuitenkin pitkä matka elävään soluun, jonka tunnusmerkkinä voidaan pitää jonkinlaista aineenvaihduntaa, lisääntymistä ja perimän siirtoa sukupolvesta toiseen. Alan vilkkaasta sekä kokeellisesta että teoreettisesta tutkimuksesta huolimatta ei toistaiseksi ole onnistuttu luomaan yleisesti hyväksyttyä kuvaa, miten ensimmäiset eliöt vajaat 4 miljardia vuotta sitten ovat syntyneet. Elämän synnyttäminen koeputkessa ei myöskään ole onnistunut. Avoinna on myös kysymys, onko elämä maapallollamme ainutkertaista vai onko muuallakin sellaisia fysikaalis-kemiallisia ilmiöitä, joista voitaisiin käyttää elämän nimeä. Selvittämättä on myös kysymys, syntyykö elämä suotuisissa oloissa väistämättä vai onko elämä ja niin ollen myös meidän olemassaolomme seurausta hyvinkin epätodennäköisestä ja sen tähden harvinaisesta sattumien sarjasta. Alkuräjähdys Kaikkina aikoina ihmisiä on kiinnostanut millaisessa maailmassa elämme, miten se on syntynyt, miten se loppuu, onko elämää muualla kuin Maassa? Nykyisen käsityksen mukaan maailmankaikkeus laajenee. Amerikkalainen Edwin Hubble tutki 1921 galaksien punasiirtymiä. Jos tähti etääntyy, sen lähettämän valon spektrin viivojen aallonpituudet ovat pitempiä kuin vastaavien laboratoriossa tuotettujen spektriviivojen. Viivat ovat siirtyneet kohti spektrin punaista, pitkäaaltoista päätä. Siksi ilmiötä sanotaan punasiirtymäksi. Se aiheutuu nk. Dopplerin ilmiöstä, joka on sama ilmiö kuin ohi ajavan junan tai auton äänimerkin korkeuden äkillinen aleneminen. Hubble havaitsi, että galaksien punasiirtymät ovat sitä suurempia, mitä kauempana galaksit ovat. Tämä osoittaa, että galaksit etääntyvät toisistaan sitä nopeammin, mitä kauempana toisistaan ne ovat. Pioner 10 ja 11 -luotainten mukana avaruuteen lähetettiin viesti. Viestistä selviää Aurinkokunnan sijainti ja luotainten lähetysaika ilmoitettuna 14 pulsaria koskevilla tiedoilla. Viestin alareunassa on aurinkokunnan kaavio ja luotaimen lähtörata. 16

17 Tämä havainto tuki merkittävästi ns. "big bang" - hypoteesia, jonka mukaan maailmankaikkeuden synty nykyisin selitetään. Laajeneminen sai alkunsa noin 15 miljardia vuotta sitten maailmankaikkeuden syntyessä suuressa alkuräjähdyksessä. Alkuhetkellä maailmankaikkeus oli äärettömän tiheässä ja kuumassa tilassa. Räjähtäessään se alkoi levitä kaikkialta kaikkiin suuntiin, harveta ja jäähtyä. Alkuhetkien aikaa onkin tapana ilmaista lämpötilan avulla. Ensimmäisten 3 minuutin aikana säteily ja aine erkanivat toisistaan. Säteily muodosti koko avaruuden täyttävän nk. taustasäteilyn. Se voidaan tulkita aineen lämpösäteilyksi erkautumisen hetkellä. Erkautumisen jälkeen se on jäähtynyt maailmankaikkeuden laajetessa riippumatta siitä, mitä materialle tapahtui. Sen lämpötilan on voitu laskea olevan nykyisin n. 3 K. Kun amerikkalaiset Arno Penzias ja Robert Wilson vuonna 1965 havaitsivat avaruuden taustasäteilyn ja mittasivat sen säteilylämpötilaksi juuri tämän 3 K, oli saatu ratkaisevaksi tulkittu todiste alkuräjähdyshypoteesin puolesta. Aine rakentui nykyisin tunnetuiksi aineen perushiukkasiksi, elektroneiksi ja nukleoneiksi, ja alkutilaa hallitseva yhtenäisvuorovaikutus erikoistui näiden hiukkasten välisiksi neljäksi perusvuorovaikutukseksi. Näin syntyi avaruuden täyttävä jatkuvasti harveneva kaasu, joka oli pääasiassa vetyä. Se alkoi hitaan kehityksen kohti avaruuden suuria rakenteita, galakseja ja tähtiä, joiden miljardien vuosien kehityskulussa vähitellen syntyi kaikki nykyisin tunnettu materia elollista luontoa myöten. Valon nopeus on suuri, km/s, mutta kuitenkin äärellinen. Kaukaisia tähtitieteelisiä kohteita tutkittaessa katsotaan sen tähden samalla maailmankaikkeuden menneisyyteen. Etäisimmät havaitut kohteet ovat nk. kvasaareja, jotka miljardien valovuosien etäisyyksillä, kaukaisimmat yli valovuoden päässä meistä. Me näemme ne sen tähden sellaisina kuin ne olivat maailmankaikkeuden historian alkuaikoina, miljardeja vuosia sitten. Kvasaarit ovat ilmeisestikin syntyvaiheessaan olevia galakseja. Alkuräjähdyksen jälkeen valo on ehtinyt edetä 15 miljardin valovuoden matkan. Jos näkisimme jotakin näin kaukaa, näkisimme kaikissa suunnissa maailmankaikkeuden sellaisena kuin se oli noin 1 sekunti syntyhetkensä jälkeen. Sitä ennen aine oli nimittäin säteilyä läpäisemätöntä plasmaa, jonka sisästä ei voinut lähteä valon kuljettamia viestejä. Havaitsemisen periaatteellinen raja, aikahorisontti, etääntyy meistä valon nopeudella. Tämä on kuitenkin maailmankaikkeuden mittasuhteisiin verrattuna niin hidasta, ettei sen voi koskaan odottaa paljastavan meille mitään sellaista, mikä ei olisi nähtävissä nyt havaittavassa maailmankaikkeudessa. Alkuräjähdyksen tutkimuksessa tähtitiede ja hiukkasfysiikka kohtaavat. Alkeishiukkasten tunnettujen vuorovaikutusten perusteella voidaan tutkia teoreettisesti aineen rakentumista hiukkasiksi maailmankaikkeuden alkuhetkillä. Näin on saatu hypoteesia tukevia uusia 17

18 tuloksia. On voitu laskea mm. alkuräjähdyksen jälkeisessä prosessissa syntyvien protonien ja neutronien sekä niistä edelleen muodostuvien heliumin ja vedyn suhteelliset määrät. Molemmat vastaavat havaittuja määriä nykyisessä maailmankaikkeudessa. Kokeellinen hiukkastutkimus, jossa selvitetään alkeishiukkasten välisten vuorovaikutusten luonnetta, on samalla myös alkuräjähdyksen tutkimusta. Törmäyttämällä raskaita ytimiä hyvin suurilla energioilla on voitu synnyttää tilanteita, joissa ytimen mittakaavassa vallitsevat törmäyksen hetkellä samanlaiset olosuhteet kuin maailmankaikkeuden alussa noin hetkellä 1 s. Näiden uusien tulosten mukana pysyvän tilan teoria, jota aikaisemmin pidettiin vakavana vaihtoehtona, on väistynyt yhä enemmän taka-alalle. Siinä maailmankaikkeuden ajateltiin pysyvän ikuisesti samanlaisena, ilman alkua ja loppua. Se olisi tasapainotilassa, jota jatkuva hidas aineen syntyminen ja häviäminen ylläpitäisivät. Laboratorio-olosuhteissa on onnistuttu jäljittelemään maailmankaikkeuden tilannetta 1 s alkuräjähdyksen jälkeen. Se, mitä tapahtui ennen tätä hetkeä, on pelkästään luonnonlakeihin pohjautuvan päättelyn varassa. Maailmankaikkeuden tulevaisuutta ei (vielä) osata ennustaa. Yleisen suhteellisuusteorian mukaan maailmankaikkeuden kohtalo riippuu sen tiheydestä. Nykyisin tiedossa olevan tähtien ja galaksien massan perusteella maailmankaikkeus jatkaa laajenemistaan ikuisesti gravitaation jarrutuksesta huolimatta. Toisaalta tunnetut massat eivät riitä esimerkiksi selittämään galaksien liikettä galaksijoukoissa. Ilmeisesti on olemassa runsaasti havaitsematonta pimeätä massaa, josta suuri osa saattaa olla nykyisin tuntemattomassa muodossa. Lukuisia maailmankaikkeuden syntyyn liittyviä kysymyksiä on edelleen ratkaisematta: Mitä oli ennen alkuräjähdystä? Miksi se lähti liikkeelle? Mitkä olivat tarkat alkuehdot? Miksi maailmankaikkeudessa ei ole vapaana antiainetta? Näihin kysymyksiin ei kyetä vastaamaan nykyisten teorioiden pohjalta. Maailmankaikkeus oli alussa ilmeisesti äärettömän tiheässä tilassa tunnettujen luonnonlakien pätevyysalueiden ulkopuolella. 18

Kosmos = maailmankaikkeus

Kosmos = maailmankaikkeus Kosmos = maailmankaikkeus Synty: Big Bang, alkuräjähdys 13 820 000 000 v sitten Koostumus: - Pimeä energia 3/4 - Pimeä aine ¼ - Näkyvä aine 1/20: - vetyä ¾, heliumia ¼, pari prosenttia muita alkuaineita

Lisätiedot

Tarinaa tähtitieteen tiimoilta FYSIIKAN JA KEMIAN PERUSTEET JA PEDAGOGIIKKA 2014 KARI SORMUNEN

Tarinaa tähtitieteen tiimoilta FYSIIKAN JA KEMIAN PERUSTEET JA PEDAGOGIIKKA 2014 KARI SORMUNEN Tarinaa tähtitieteen tiimoilta FYSIIKAN JA KEMIAN PERUSTEET JA PEDAGOGIIKKA 2014 KARI SORMUNEN Oppilaiden ennakkokäsityksiä avaruuteen liittyen Aurinko kiertää Maata Vuodenaikojen vaihtelu johtuu siitä,

Lisätiedot

Kosmologia: Miten maailmankaikkeudesta tuli tällainen? Tapio Hansson

Kosmologia: Miten maailmankaikkeudesta tuli tällainen? Tapio Hansson Kosmologia: Miten maailmankaikkeudesta tuli tällainen? Tapio Hansson Kosmologia Kosmologiaa tutkii maailmankaikkeuden rakennetta ja historiaa Yhdistää havaitsevaa tähtitiedettä ja fysiikkaa Tämän hetken

Lisätiedot

Aine ja maailmankaikkeus. Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos

Aine ja maailmankaikkeus. Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos Aine ja maailmankaikkeus Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos Lahden yliopistokeskus 29.9.2011 1900-luku tiedon uskomaton vuosisata -mikä on aineen olemus -miksi on erilaisia aineita

Lisätiedot

perushiukkasista Perushiukkasia ovat nykykäsityksen mukaan kvarkit ja leptonit alkeishiukkasiksi

perushiukkasista Perushiukkasia ovat nykykäsityksen mukaan kvarkit ja leptonit alkeishiukkasiksi 8. Hiukkasfysiikka Hiukkasfysiikka kuvaa luonnon toimintaa sen perimmäisellä tasolla. Hiukkasfysiikan avulla selvitetään maailmankaikkeuden syntyä ja kehitystä. Tutkimuskohteena ovat atomin ydintä pienemmät

Lisätiedot

Planeetan määritelmä

Planeetan määritelmä Planeetta on suurimassainen tähteä kiertävä kappale, joka on painovoimansa vaikutuksen vuoksi lähes pallon muotoinen ja on tyhjentänyt ympäristönsä planetesimaalista. Sana planeetta tulee muinaiskreikan

Lisätiedot

Tähtitieteen peruskurssi Lounais-Hämeen Uranus ry 2013 Aurinkokunta. Kuva NASA

Tähtitieteen peruskurssi Lounais-Hämeen Uranus ry 2013 Aurinkokunta. Kuva NASA Tähtitieteen peruskurssi Lounais-Hämeen Uranus ry 2013 Aurinkokunta Kuva NASA Aurinkokunnan rakenne Keskustähti, Aurinko Aurinkoa kiertävät planeetat Planeettoja kiertävät kuut Planeettoja pienemmät kääpiöplaneetat,

Lisätiedot

Maan ja avaruuden välillä ei ole selkeää rajaa

Maan ja avaruuden välillä ei ole selkeää rajaa Avaruus Mikä avaruus on? Pääosin tyhjiön muodostama osa maailmankaikkeutta Maan ilmakehän ulkopuolella. Avaruuden massa on pääosin pimeässä aineessa, tähdissä ja planeetoissa. Avaruus alkaa Kármánin rajasta

Lisätiedot

Teoreetikon kuva. maailmankaikkeudesta

Teoreetikon kuva. maailmankaikkeudesta Teoreetikon kuva Teoreetikon kuva hiukkasten hiukkasten maailmasta maailmasta ja ja maailmankaikkeudesta maailmankaikkeudesta Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto Lapua 5. 5. 2012 Miten

Lisätiedot

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson Perusvuorovaikutukset Tapio Hansson Perusvuorovaikutukset Vuorovaikutukset on perinteisesti jaettu neljään: Gravitaatio Sähkömagneettinen vuorovaikutus Heikko vuorovaikutus Vahva vuorovaikutus Sähköheikkoteoria

Lisätiedot

Mitä energia on? Risto Orava Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos CERN

Mitä energia on? Risto Orava Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos CERN Mitä energia on? Risto Orava Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos CERN 17. helmikuuta 2011 ENERGIA JA HYVINVOINTI TANNER-LUENTO 2011 1 Mistä energiaa saadaan? Perusenergia sähkö heikko paino vahva

Lisätiedot

http://www.space.com/23595-ancient-mars-oceans-nasa-video.html

http://www.space.com/23595-ancient-mars-oceans-nasa-video.html http://www.space.com/23595-ancient-mars-oceans-nasa-video.html Mars-planeetan olosuhteiden kehitys Heikki Sipilä 17.02.2015 /LFS Mitä mallit kertovat asiasta Mitä voimme päätellä havainnoista Mikä mahtaa

Lisätiedot

Hiukkasfysiikan luento 21.3.2012 Pentti Korpi. Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura

Hiukkasfysiikan luento 21.3.2012 Pentti Korpi. Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura Hiukkasfysiikan luento 21.3.2012 Pentti Korpi Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura Atomi Aine koostuu molekyyleistä Atomissa on ydin ja fotonien ytimeen liittämiä elektroneja Ytimet muodostuvat

Lisätiedot

Tähtitiede Tutkimusta maailmankaikkeuden laidoilta Aurinkokuntaan

Tähtitiede Tutkimusta maailmankaikkeuden laidoilta Aurinkokuntaan Tähtitiede Tutkimusta maailmankaikkeuden laidoilta Aurinkokuntaan Jyri Näränen Paikkatietokeskus, MML jyri.naranen@nls.fi http://personal.inet.fi/tiede/naranen/ Oheislukemista Palviainen, Asko ja Oja,

Lisätiedot

AMMATTIKORKEAKOULUJEN TEKNIIKAN JA LIIKENTEEN VALINTAKOE ÄLÄ KÄÄNNÄ SIVUA ENNEN KUIN VALVOJA ANTAA LUVAN!

AMMATTIKORKEAKOULUJEN TEKNIIKAN JA LIIKENTEEN VALINTAKOE ÄLÄ KÄÄNNÄ SIVUA ENNEN KUIN VALVOJA ANTAA LUVAN! TEKSTIOSA 6.6.2005 AMMATTIKORKEAKOULUJEN TEKNIIKAN JA LIIKENTEEN VALINTAKOE YLEISOHJEITA Valintakoe on kaksiosainen: 1) Lue oheinen teksti huolellisesti. Lukuaikaa on 20 minuuttia. Voit tehdä merkintöjä

Lisätiedot

Mustien aukkojen astrofysiikka

Mustien aukkojen astrofysiikka Mustien aukkojen astrofysiikka Peter Johansson Fysiikan laitos, Helsingin yliopisto Kumpula nyt Helsinki 19.2.2016 1. Tähtienmassaiset mustat aukot: Kuinka isoja?: noin 3-100 kertaa Auringon massa, tapahtumahorisontin

Lisätiedot

Maailmankaikkeuden syntynäkemys (nykykäsitys 2016)

Maailmankaikkeuden syntynäkemys (nykykäsitys 2016) Maailmankaikkeuden syntynäkemys (nykykäsitys 2016) Kvanttimeri - Kvanttimaailma väreilee (= kvanttifluktuaatiot eli kvanttiheilahtelut) sattumalta suuri energia (tyhjiöenergia)

Lisätiedot

AKAAN AURINKOKUNTAMALLI

AKAAN AURINKOKUNTAMALLI AKAAN AURINKOKUNTAMALLI Millainen on avaruus ympärillämme? Kuinka kaukana Aurinko on meistä? Minkä kokoisia planeetat ovat? Tämä Aurinkokunnan pienoismalli on rakennettu vastaamaan näihin ja moneen muuhun

Lisätiedot

AURINKOKUNNAN RAKENNE

AURINKOKUNNAN RAKENNE AURINKOKUNNAN RAKENNE 1) Aurinko (99,9% massasta) 2) Planeetat (8 kpl): Merkurius, Venus, Maa, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus - Maankaltaiset planeetat eli kiviplaneetat: Merkurius, Venus, Maa

Lisätiedot

Aurinko. Tähtitieteen peruskurssi

Aurinko. Tähtitieteen peruskurssi Aurinko K E S K E I S E T K Ä S I T T E E T : A T M O S F Ä Ä R I, F O T O S F Ä Ä R I, K R O M O S F Ä Ä R I J A K O R O N A G R A N U L A A T I O J A A U R I N G O N P I L K U T P R O T U B E R A N S

Lisätiedot

Maailmankaikkeuden kriittinen tiheys

Maailmankaikkeuden kriittinen tiheys Maailmankaikkeuden kriittinen tiheys Tarkastellaan maailmankaikkeuden pientä pallomaista laajenevaa osaa, joka sisältää laajenemisliikkeessä olevia galakseja. Olkoon pallon säde R, massa M ja maailmankaikkeuden

Lisätiedot

SUHTEELLISUUSTEORIAN TEOREETTISIA KUMMAJAISIA

SUHTEELLISUUSTEORIAN TEOREETTISIA KUMMAJAISIA MUSTAT AUKOT FAQ Kuinka gravitaatio pääsee ulos tapahtumahorisontista? Schwarzschildin ratkaisu on staattinen. Tähti on kaareuttanut avaruuden jo ennen romahtamistaan mustaksi aukoksi. Ulkopuolinen havaitsija

Lisätiedot

Leptonit. - elektroni - myoni - tauhiukkanen - kolme erilaista neutriinoa. - neutriinojen varaus on 0 ja muiden leptonien varaus on -1

Leptonit. - elektroni - myoni - tauhiukkanen - kolme erilaista neutriinoa. - neutriinojen varaus on 0 ja muiden leptonien varaus on -1 Mistä aine koostuu? - kaikki aine koostuu atomeista - atomit koostuvat elektroneista, protoneista ja neutroneista - neutronit ja protonit koostuvat pienistä hiukkasista, kvarkeista Alkeishiukkaset - hiukkasten

Lisätiedot

Muunnokset ja mittayksiköt

Muunnokset ja mittayksiköt Muunnokset ja mittayksiköt 1 a Mitä kymmenen potenssia tarkoittavat etuliitteet m, G ja n? b Mikä on massan (mass) mittayksikkö SI-järjestelmässäa? c Mikä on painon (weight) mittayksikkö SI-järjestelmässä?

Lisätiedot

Aloitetaan kyselemällä, mitä kerholaiset tietävät aurinkokunnasta ja avaruudesta ylipäänsä.

Aloitetaan kyselemällä, mitä kerholaiset tietävät aurinkokunnasta ja avaruudesta ylipäänsä. LUMATE-tiedekerhokerta, suunnitelma AIHE: AURINKOKUNTA Huom! Valmistele maitopurkit valmiiksi. Varmista, että sinulla on riittävästi soraa jupiteria varten. 1. Alkupohdintaa Aloitetaan kyselemällä, mitä

Lisätiedot

Vuorovaikutuksien mittamallit

Vuorovaikutuksien mittamallit Vuorovaikutuksien mittamallit Hiukkasten vuorovaikutuksien teoreettinen mallintaminen perustuu ns. mittakenttäteorioihin. Kenttä viittaa siihen, että hiukkanen kuvataan paikasta ja ajasta riippuvalla funktiolla

Lisätiedot

SATURNUS. Jättiläismäinen kaasuplaneetta Saturnus on aurinkokuntamme toiseksi suurin planeetta heti Jupiterin jälkeen

SATURNUS. Jättiläismäinen kaasuplaneetta Saturnus on aurinkokuntamme toiseksi suurin planeetta heti Jupiterin jälkeen SATURNUKSEN RENKAAT http://cacarlsagan.blogspot.fi/2009/04/compare-otamanho-dos-planetas-nesta.html SATURNUS Jättiläismäinen kaasuplaneetta Saturnus on aurinkokuntamme toiseksi suurin planeetta heti Jupiterin

Lisätiedot

Jupiterin magnetosfääri. Pasi Pekonen 26. Tammikuuta 2009

Jupiterin magnetosfääri. Pasi Pekonen 26. Tammikuuta 2009 Jupiterin magnetosfääri Pasi Pekonen 26. Tammikuuta 2009 Johdanto Magnetosfääri on planeetan magneettikentän luoma onkalo aurinkotuuleen. Magnetosfäärissä plasman liikettä hallitsee planeetan magneettikenttä.

Lisätiedot

MAAILMANKAIKKEUDEN PIENET JA SUURET RAKENTEET

MAAILMANKAIKKEUDEN PIENET JA SUURET RAKENTEET MAAILMANKAIKKEUDEN PIENET JA SUURET RAKENTEET KAIKKI HAVAITTAVA ON AINETTA TAI SÄTEILYÄ 1. Jokainen rakenne rakentuu pienemmistä rakenneosista. Luonnon rakenneosat suurimmasta pienimpään galaksijoukko

Lisätiedot

ASTROFYSIIKAN TEHTÄVIÄ VI

ASTROFYSIIKAN TEHTÄVIÄ VI ASTROFYSIIKAN TEHTÄVIÄ VI 622. Kun katsot tähtiä, niin niiden valo ei ole tasaista, vaan tähdet vilkkuvat. Miksi? Jos astronautti katsoo tähtiä Kuun pinnalla seisten, niin vilkkuvatko tähdet tällöinkin?

Lisätiedot

Alkeishiukkaset. Standarimalliin pohjautuen:

Alkeishiukkaset. Standarimalliin pohjautuen: Alkeishiukkaset Alkeishiukkaset Standarimalliin pohjautuen: Alkeishiukkasiin lasketaan perushiukkaset (fermionit) ja alkeishiukkasbosonit. Ne ovat nykyisen tiedon mukaan jakamattomia hiukkasia. Lisäksi

Lisätiedot

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson Perusvuorovaikutukset Tapio Hansson Perusvuorovaikutukset Vuorovaikutukset on perinteisesti jaettu neljään: Gravitaatio Sähkömagneettinen vuorovaikutus Heikko vuorovaikutus Vahva vuorovaikutus Sähköheikkoteoria

Lisätiedot

PIMEÄ ENERGIA mysteeri vai kangastus? Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos

PIMEÄ ENERGIA mysteeri vai kangastus? Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos PIMEÄ ENERGIA mysteeri vai kangastus? Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos 1917: Einstein sovelsi yleistä suhteellisuusteoriaa koko maailmankaikkeuteen Linnunradan eli maailmankaikkeuden

Lisätiedot

Aineen olemuksesta. Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto

Aineen olemuksesta. Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto Aineen olemuksesta Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto Miten käsitys aineen perimmäisestä rakenteesta on kehittynyt aikojen kuluessa? Mitä ajattelemme siitä nyt? Atomistit Loogisen päättelyn

Lisätiedot

Suojeleva Aurinko: Aurinko ja kosmiset säteet IHY 2007-2009

Suojeleva Aurinko: Aurinko ja kosmiset säteet IHY 2007-2009 Suojeleva Aurinko: Aurinko ja kosmiset säteet IHY 2007-2009 Eino Valtonen Avaruustutkimuslaboratorio, Fysiikan ja tähtitieteen laitos, Turun yliopisto Eino.Valtonen@utu.fi 2 Kosminen säde? 3 4 5 Historia

Lisätiedot

13.3 Supernovat. Maailmankaikkeuden suurienergisimpiä ilmiöitä: L max 10 9 L. Raskaiden alkuaineiden synteesi (useimmat > Fe )

13.3 Supernovat. Maailmankaikkeuden suurienergisimpiä ilmiöitä: L max 10 9 L. Raskaiden alkuaineiden synteesi (useimmat > Fe ) 13.3 Supernovat Maailmankaikkeuden suurienergisimpiä ilmiöitä: L max 10 9 L nähdään suurilta etäisyyksiltä tärkeitä etäisyysmittareita Raskaiden alkuaineiden synteesi (useimmat > Fe ) Kirkkausmaksimi:

Lisätiedot

Kokeellisen tiedonhankinnan menetelmät

Kokeellisen tiedonhankinnan menetelmät Kokeellisen tiedonhankinnan menetelmät Ongelma: Tähdet ovat kaukana... Objektiivi Esine Objektiivi muodostaa pienennetyn ja ylösalaisen kuvan Tarvitaan useita linssejä tai peilejä! syys 23 11:04 Galilein

Lisätiedot

SUPER- SYMMETRIA. Robert Wilsonin Broken Symmetry (rikkoutunut symmetria) Fermilabissa USA:ssa

SUPER- SYMMETRIA. Robert Wilsonin Broken Symmetry (rikkoutunut symmetria) Fermilabissa USA:ssa SUPER- SYMMETRIA Robert Wilsonin Broken Symmetry (rikkoutunut symmetria) Fermilabissa USA:ssa Teemu Löyttinen & Joni Väisänen Ristiinan lukio 2008 1. Sisällysluettelo 2. Aineen rakenteen standardimalli

Lisätiedot

PARADIGMOJEN VERTAILUPERUSTEET. Avril Styrman Luonnonfilosofian seura

PARADIGMOJEN VERTAILUPERUSTEET. Avril Styrman Luonnonfilosofian seura PARADIGMOJEN VERTAILUPERUSTEET Avril Styrman Luonnonfilosofian seura 17.2.2015 KokonaisHede Koostuu paradigmoista Tieteen edistystä voidaan siten tarkastella prosessina missä paradigmat kehinyvät ja vaihtuvat

Lisätiedot

VUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN. Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet (mat/fys/kem suunt.), luento 1 Kari Sormunen

VUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN. Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet (mat/fys/kem suunt.), luento 1 Kari Sormunen VUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet (mat/fys/kem suunt.), luento 1 Kari Sormunen Vuorovaikutus on yksi keskeisimmistä fysiikan peruskäsitteistä

Lisätiedot

Ulottuva Aurinko Auringon hallitsema avaruus

Ulottuva Aurinko Auringon hallitsema avaruus Ulottuva Aurinko Auringon hallitsema avaruus Akatemiatutkija Rami Vainio 9.10.2008 Fysiikan laitos, Helsingin yliopisto Sisältö Aurinko ja sen havainnointi Maan pinnalta Auringon korona, sen muoto ja magneettikenttä

Lisätiedot

Tampere 14.12.2013. Higgsin bosoni. Hiukkasen kiinnostavaa? Kimmo Tuominen! Helsingin Yliopisto

Tampere 14.12.2013. Higgsin bosoni. Hiukkasen kiinnostavaa? Kimmo Tuominen! Helsingin Yliopisto Tampere 14.12.2013 Higgsin bosoni Hiukkasen kiinnostavaa? Kimmo Tuominen! Helsingin Yliopisto Perustutkimuksen tavoitteena on löytää vastauksia! yksinkertaisiin peruskysymyksiin. Esimerkiksi: Mitä on massa?

Lisätiedot

Fotometria 17.1.2011. Eskelinen Atte. Korpiluoma Outi. Liukkonen Jussi. Pöyry Rami

Fotometria 17.1.2011. Eskelinen Atte. Korpiluoma Outi. Liukkonen Jussi. Pöyry Rami 1 Fotometria 17.1.2011 Eskelinen Atte Korpiluoma Outi Liukkonen Jussi Pöyry Rami 2 Sisällysluettelo Havaintokohteet 3-5 Apertuurifotometria ja PSF-fotometria 5 CCD-kamera 5-6 Havaintojen tekeminen 6 Kuvien

Lisätiedot

Tekijä lehtori Zofia Bazia-Hietikko

Tekijä lehtori Zofia Bazia-Hietikko Tekijä lehtori Zofia Bazia-Hietikko Tarkoituksena on tuoda esiin, että kemia on osa arkipäiväämme, siksi opiskeltavat asiat kytketään tuttuihin käytännön tilanteisiin. Ympärillämme on erilaisia kemiallisia

Lisätiedot

Aurinkokunta. Jyri Näränen Jyri.naranen@nls.fi http://personal.inet.fi/tiede/naranen/ Paikkatietokeskus, MML

Aurinkokunta. Jyri Näränen Jyri.naranen@nls.fi http://personal.inet.fi/tiede/naranen/ Paikkatietokeskus, MML Aurinkokunta Jyri Näränen Jyri.naranen@nls.fi http://personal.inet.fi/tiede/naranen/ Paikkatietokeskus, MML Aurinkokunta Mikä se on, miten se on muodostunut ja mitä siellä on? Miten sitä tutkitaan? Planeetat

Lisätiedot

Ensimmäinen matkani aurinkokuntaan

Ensimmäinen matkani aurinkokuntaan EDITORIAL WEEBLE Ensimmäinen matkani aurinkokuntaan FERNANDO G. RODRIGUEZ http://editorialweeble.com/suomi/ Ensimmäinen matkani aurinkokuntaan 2014 Editorial Weeble Kirjoittaja: Fernando G. Rodríguez info@editorialweeble.com

Lisätiedot

Sisällys. Vesi... 9. Avaruus... 65. Voima... 87. Ilma... 45. Oppilaalle... 4 1. Fysiikkaa ja kemiaa oppimaan... 5

Sisällys. Vesi... 9. Avaruus... 65. Voima... 87. Ilma... 45. Oppilaalle... 4 1. Fysiikkaa ja kemiaa oppimaan... 5 Sisällys Oppilaalle............................... 4 1. Fysiikkaa ja kemiaa oppimaan........ 5 Vesi................................... 9 2. Vesi on ikuinen kiertolainen........... 10 3. Miten saamme puhdasta

Lisätiedot

spiraaligalaksi on yksi tähtitaivaan kauneimmista galakseista. Sen löysi Charles Messier 1773 ja siksi sitä kutsutaan Messierin kohteeksi numero

spiraaligalaksi on yksi tähtitaivaan kauneimmista galakseista. Sen löysi Charles Messier 1773 ja siksi sitä kutsutaan Messierin kohteeksi numero Messier 51 Whirpool- eli pyörregalaksiksi kutsuttu spiraaligalaksi on yksi tähtitaivaan kauneimmista galakseista. Sen löysi Charles Messier 1773 ja siksi sitä kutsutaan Messierin kohteeksi numero 51. Pyörregalaksi

Lisätiedot

LHC -riskianalyysi. Emmi Ruokokoski

LHC -riskianalyysi. Emmi Ruokokoski LHC -riskianalyysi Emmi Ruokokoski 30.3.2009 Johdanto Mikä LHC on? Perustietoa ja taustaa Mahdolliset riskit: mikroskooppiset mustat aukot outokaiset magneettiset monopolit tyhjiökuplat Emmi Ruokokoski

Lisätiedot

Tähtitieteen historiaa

Tähtitieteen historiaa Tähtitiede Sisältö: Tähtitieteen historia Kokeellisen tiedonhankinnan menetelmät Perusteoriat Alkuräjähdysteoria Gravitaatiolaki Suhteellisuusteoria Alkuaineiden syntymekanismit Tähtitieteen käsitteitä

Lisätiedot

Pimeän energian metsästys satelliittihavainnoin

Pimeän energian metsästys satelliittihavainnoin Pimeän energian metsästys satelliittihavainnoin Avaruusrekka, Kumpulan pysäkki 04.10.2012 Peter Johansson Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta / Peter Johansson/ Avaruusrekka 04.10.2012 13/08/14

Lisätiedot

aurinkokunnan kohteet (planeetat, kääpiöplaneetat, kuut, asteroidit, komeetat, meteoroidit)

aurinkokunnan kohteet (planeetat, kääpiöplaneetat, kuut, asteroidit, komeetat, meteoroidit) Tähtitaivaan kohteet Mitä kaikkea taivaalla on: tähdet Aurinko, tavallinen tähti tähtien ryhmät (kaksoistähdet, avoimet joukot, pallomaiset joukot) tähtienvälinen aine Linnunrata muut galaksit galaksiryhmät

Lisätiedot

Atomimallit. Tapio Hansson

Atomimallit. Tapio Hansson Atomimallit Tapio Hansson Atomin käsite Atomin käsite on peräisin antiikin Kreikasta. Filosofi Demokritos päätteli (n. 400 eaa.), että äärellisen maailman tulee koostua äärellisistä, jakamattomista hiukkasista

Lisätiedot

VUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN. Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka, luento Kari Sormunen

VUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN. Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka, luento Kari Sormunen VUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka, 1.-2. luento Kari Sormunen Mitä yhteistä? Kirja pöydällä Opiskelijapari Teräskuulan liike magneetin lähellä

Lisätiedot

Jupiter-järjestelmä ja Galileo-luotain II

Jupiter-järjestelmä ja Galileo-luotain II Jupiter-järjestelmä ja Galileo-luotain II Jupiter ja Galilein kuut Galileo-luotain luotain Jupiterissa NASA, laukaisu 18. 10. 1989 Gaspra 29. 10. 1991 Ida ja ja sen kuu Dactyl 8. 12. 1992 Jupiter 7. 12.

Lisätiedot

KEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista.

KEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista. KEMIA Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista. Kemian työturvallisuudesta -Kemian tunneilla tutustutaan aineiden ominaisuuksiin Jotkin aineet syttyvät palamaan reagoidessaan

Lisätiedot

Teoreettisen fysiikan tulevaisuuden näkymiä

Teoreettisen fysiikan tulevaisuuden näkymiä Teoreettisen fysiikan tulevaisuuden näkymiä Tämä on teoreettisen fysiikan professori Erkki Thunebergin virkaanastujaisesitelmä, jonka hän piti Oulun yliopistossa 8.11.2001. Esitys on omistettu professori

Lisätiedot

Tähtitaivaan alkeet Juha Ojanperä Harjavalta

Tähtitaivaan alkeet Juha Ojanperä Harjavalta Tähtitaivaan alkeet Juha Ojanperä Harjavalta 14.1.-10.3.2016 Kurssin sisältö 1. Kerta Taivaanpallo ja tähtitaivaan liike opitaan lukemaan ja ymmärtämään tähtikarttoja 2. kerta Tärkeimmät tähdet ja tähdistöt

Lisätiedot

Gravitaatioaallot - uusi ikkuna maailmankaikkeuteen

Gravitaatioaallot - uusi ikkuna maailmankaikkeuteen Gravitaatioaallot - uusi ikkuna maailmankaikkeuteen Helsingin Yliopisto 14.9.2015 kello 12:50:45 Suomen aikaa: pulssi gravitaatioaaltoja läpäisi maan. LIGO: Ensimmäinen havainto gravitaatioaalloista. Syntyi

Lisätiedot

Kertausta 1.kurssista. KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 Atomin rakenne ja jaksollinen järjestelmä. Hiilen isotoopit

Kertausta 1.kurssista. KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 Atomin rakenne ja jaksollinen järjestelmä. Hiilen isotoopit KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 Atomin rakenne ja jaksollinen järjestelmä Kertausta 1.kurssista Hiilen isotoopit 1 Isotoopeilla oli ytimessä sama määrä protoneja, mutta eri määrä neutroneja. Ne käyttäytyvät kemiallisissa

Lisätiedot

YLEINEN KEMIA. Alkuaineiden esiintyminen maailmassa. Alkuaineet. Alkuaineet koostuvat atomeista. Atomin rakenne. Copyright Isto Jokinen

YLEINEN KEMIA. Alkuaineiden esiintyminen maailmassa. Alkuaineet. Alkuaineet koostuvat atomeista. Atomin rakenne. Copyright Isto Jokinen YLEINEN KEMIA Yleinen kemia käsittelee kemian perusasioita kuten aineen rakennetta, alkuaineiden jaksollista järjestelmää, kemian peruskäsitteitä ja kemiallisia reaktioita. Alkuaineet Kaikki ympärillämme

Lisätiedot

Planeetat. Jyri Näränen Geodeettinen laitos http://personal.inet.fi/tiede/naranen/

Planeetat. Jyri Näränen Geodeettinen laitos http://personal.inet.fi/tiede/naranen/ Planeetat Jyri Näränen Geodeettinen laitos http://personal.inet.fi/tiede/naranen/ Aiheet l Aurinkokuntamme planeetat, painopiste maankaltaisilla l Planeettojen olemus l Planeettojen sisäinen rakenne ja

Lisätiedot

Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012

Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012 Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012 Aine koostuu atomeista Nimitys tulee sanasta atomos = jakamaton (400 eaa, Kreikka) Atomin kuvaamiseen käytetään atomimalleja Pallomalli

Lisätiedot

Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012

Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012 Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012 LIIKE Jos vahvempi kaveri törmää heikompaan kaveriin, vahvemmalla on enemmän voimaa. Pallon heittäjä antaa pallolle heittovoimaa, jonka

Lisätiedot

Syntyikö maa luomalla vai räjähtämällä?

Syntyikö maa luomalla vai räjähtämällä? Syntyikö maa luomalla vai räjähtämällä? Tätä kirjoittaessani nousi mieleeni eräs tuntemani insinööri T. Palosaari. Hän oli aikansa lahjakkuus. Hän oli todellinen nörtti. Hän teki heti tietokoneiden tultua

Lisätiedot

yyyyyyyyyyyyyyyyy Tehtävä 1. PAINOSI AVARUUDESSA Testaa, paljonko painat eri taivaankappaleilla! Kuu kg Maa kg Planeetta yyy yyyyyyy yyyyyy kg Tiesitk

yyyyyyyyyyyyyyyyy Tehtävä 1. PAINOSI AVARUUDESSA Testaa, paljonko painat eri taivaankappaleilla! Kuu kg Maa kg Planeetta yyy yyyyyyy yyyyyy kg Tiesitk I LUOKKAHUONEESSA ENNEN TIETOMAA- VIERAILUA POHDITTAVIA TEHTÄVIÄ Nimi Luokka Koulu yyyyyyyyyy Tehtävä 1. ETSI TIETOA PAINOVOIMASTA JA TÄYDENNÄ. TIETOA LÖYDÄT MM. PAINOVOIMA- NÄYTTELYN VERKKOSIVUILTA. Painovoima

Lisätiedot

S U H T E E L L I S U U S T E O R I AN P Ä Ä P I I R T E I T Ä

S U H T E E L L I S U U S T E O R I AN P Ä Ä P I I R T E I T Ä S U H T E E L L I S U U S T E O R I AN P Ä Ä P I I R T E I T Ä (ks. esim. http://www.kotiposti.net/ajnieminen/sutek.pdf). 1. a) Suppeamman suhteellisuusteorian perusolettamukset (Einsteinin suppeampi suhteellisuusteoria

Lisätiedot

UrSalo. Laajaa paikallista yhteistyötä

UrSalo. Laajaa paikallista yhteistyötä UrSalo Laajaa paikallista yhteistyötä Ursalon ja Turun Ursan yhteistyö Tähtipäivät 2011 ja Cygnus 2012 Kevolan observatorio Tähtitieteen kurssit Yhteistyössä Salon kansalaisopiston ja Tuorlan tutkijoiden

Lisätiedot

Ydin- ja hiukkasfysiikka 2014: Harjoitus 5 Ratkaisut 1

Ydin- ja hiukkasfysiikka 2014: Harjoitus 5 Ratkaisut 1 Ydin- ja hiukkasfysiikka 04: Harjoitus 5 Ratkaisut Tehtävä a) Vapautunut energia saadaan laskemalla massan muutos reaktiossa: E = mc = [4(M( H) m e ) (M( 4 He) m e ) m e ]c = [4M( H) M( 4 He) 4m e ]c =

Lisätiedot

Kyösti Ryynänen Luento

Kyösti Ryynänen Luento 1. Aurinkokunta 2. Aurinko Kyösti Ryynänen Luento 15.2.2012 3. Maa-planeetan riippuvuus Auringosta 4. Auringon säteilytehon ja aktiivisuuden muutokset 5. Auringon tuleva kehitys 1 Kaasupalloja Tähdet pyrkivät

Lisätiedot

Teoreettinen hiukkasfysiikka ja kosmologia Oulun yliopistossa. Kari Rummukainen

Teoreettinen hiukkasfysiikka ja kosmologia Oulun yliopistossa. Kari Rummukainen Teoreettinen hiukkasfysiikka ja kosmologia Oulun yliopistossa Kari Rummukainen Mitä hiukkasfysiikka tutkii? Mitä Oulussa tutkitaan? Opiskelu ja sijoittuminen työelämässä Teoreettinen fysiikka: työkaluja

Lisätiedot

Arttu Haapiainen ja Timo Kamppinen. Standardimalli & Supersymmetria

Arttu Haapiainen ja Timo Kamppinen. Standardimalli & Supersymmetria Standardimalli & Supersymmetria Standardimalli Hiukkasfysiikan Standardimalli on teoria, joka kuvaa hiukkaset ja voimat, jotka vaikuttavat luonnossa. Ympärillämme näkyvä maailma koostuu ylös- ja alas-kvarkeista

Lisätiedot

Pimennys- yms. lisäsivut Maailmankaikkeus nyt -kurssi

Pimennys- yms. lisäsivut Maailmankaikkeus nyt -kurssi Pimennys- yms. lisäsivut Maailmankaikkeus nyt -kurssi Asko Palviainen Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Ajanlasku Kuukalenteri vuodessa 12 kuu-kuukautta ei noudata vuodenaikoja nykyisistä kalentereista

Lisätiedot

SMG-4500 Tuulivoima. Ensimmäisen luennon aihepiirit. Ilmavirtojen liikkeisiin vaikuttavat voimat TUULEN LUONNONTIETEELLISET PERUSTEET

SMG-4500 Tuulivoima. Ensimmäisen luennon aihepiirit. Ilmavirtojen liikkeisiin vaikuttavat voimat TUULEN LUONNONTIETEELLISET PERUSTEET SMG-4500 Tuulivoima Ensimmäisen luennon aihepiirit Tuuli luonnonilmiönä: Ilmavirtojen liikkeisiin vaikuttavat voimat 1 TUULEN LUONNONTIETEELLISET PERUSTEET Tuuli on ilman liikettä suhteessa maapallon pyörimisliikkeeseen.

Lisätiedot

TAIVAANMEKANIIKKA IHMISEN PERSPEKTIIVISTÄ

TAIVAANMEKANIIKKA IHMISEN PERSPEKTIIVISTÄ TAIVAANMEKANIIKKA IHMISEN PERSPEKTIIVISTÄ ARKIPÄIVÄISTEN ASIOIDEN TÄHTITIETEELLISET AIHEUTTAJAT, FT Metsähovin Radio-observatorio, Aalto-yliopisto KOPERNIKUKSESTA KEPLERIIN JA NEWTONIIN Nikolaus Kopernikus

Lisätiedot

Kemia 3 op. Kirjallisuus: MaoL:n taulukot: kemian sivut. Kurssin sisältö

Kemia 3 op. Kirjallisuus: MaoL:n taulukot: kemian sivut. Kurssin sisältö Kemia 3 op Kirjallisuus: MaoL:n taulukot: kemian sivut Kurssin sisältö 1. Peruskäsitteet ja atomin rakenne 2. Jaksollinen järjestelmä,oktettisääntö 3. Yhdisteiden nimeäminen 4. Sidostyypit 5. Kemiallinen

Lisätiedot

7. AURINKOKUNTA. Miltä Aurinkokunta näyttää kaukaa ulkoapäin katsottuna? (esim. lähin tähti n. 300 000 AU päässä

7. AURINKOKUNTA. Miltä Aurinkokunta näyttää kaukaa ulkoapäin katsottuna? (esim. lähin tähti n. 300 000 AU päässä 7. AURINKOKUNTA Miltä Aurinkokunta näyttää kaukaa ulkoapäin katsottuna? (esim. lähin tähti n. 300 000 AU päässä Jupiter n. 4"päässä) = Keskustähti + jäännöksiä tähden syntyprosessista (debris) = jättiläisplaneetat,

Lisätiedot

Tietokoneet täh++eteessä

Tietokoneet täh++eteessä Tietokoneet täh++eteessä Peter Johansson Fysiikan laitos, Helsingin yliopisto PC- käy:äjät ry kevätkokous 2014 Helsinki 23.3.2014 1. Miksi +etokoneita tarvitaan täh++eteessä ja mikä on niiden rooli modernissa

Lisätiedot

LUENTO Kyösti Ryynänen

LUENTO Kyösti Ryynänen LUENTO 13.12.2016 Kyösti Ryynänen ELÄMÄÄ MIKROKOSMOKSEN JA MAKROKOSMOKSEN VÄLISSÄ 1 ELÄMÄN PERUSTA ALKEISHIUKKASET PERUSVOIMAT ITSEORGANISOITUMINEN NYT HAVAITTAVISSA OLEVA UNIVERSUMI HAVAINTOJEN JA TEORIOIDEN

Lisätiedot

CERN-matka

CERN-matka CERN-matka 2016-2017 UUTTA FYSIIKKAA Janne Tapiovaara Rauman Lyseon lukio http://imglulz.com/wp-content/uploads/2015/02/keep-calm-and-let-it-go.jpg FYSIIKKA ON KOKEELLINEN LUONNONTIEDE, JOKA PYRKII SELITTÄMÄÄN

Lisätiedot

Muista, että ongelma kuin ongelma ratkeaa yleensä vastaamalla seuraaviin kolmeen kysymykseen: Mitä osaan itse? Mitä voin lukea? Keneltä voin kysyä?

Muista, että ongelma kuin ongelma ratkeaa yleensä vastaamalla seuraaviin kolmeen kysymykseen: Mitä osaan itse? Mitä voin lukea? Keneltä voin kysyä? Suomi-Viro maaotteluun valmentava kirje Tämän kirjeen tarkoitus on valmentaa tulevaa Suomi-Viro fysiikkamaaottelua varten. Tehtävät on valittu myös sen mukaisesti. Muista, että ongelma kuin ongelma ratkeaa

Lisätiedot

Planetologia: Tietoa Aurinkokunnasta

Planetologia: Tietoa Aurinkokunnasta Planetologia: Tietoa Aurinkokunnasta Kuva space.com Tieteen popularisointi Ilari Heikkinen 4.5.2016 Aurinkokunnan synty ja rakenne Aurinkokunta syntyi 4,5 miljardia vuotta sitten valtavan tähtienvälisen

Lisätiedot

VUOROVAIKUTUS JA VOIMA

VUOROVAIKUTUS JA VOIMA VUOROVAIKUTUS JA VOIMA Isaac Newton 1642-1727 Voiman tunnus: F Voiman yksikkö: 1 N (newton) = 1 kgm/s 2 Vuorovaikutus=> Voima Miten Maa ja Kuu vaikuttavat toisiinsa? Pesäpallon ja Maan välinen gravitaatiovuorovaikutus

Lisätiedot

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I 2. Ilmakehän vaikutus havaintoihin Lauri Jetsu Fysiikan laitos Helsingin yliopisto Ilmakehän vaikutus havaintoihin Ilmakehän häiriöt (kuva: @www.en.wikipedia.org) Sää: pilvet, sumu, sade, turbulenssi,

Lisätiedot

on hidastuvaa. Hidastuvuus eli negatiivinen kiihtyvyys saadaan laskevan suoran kulmakertoimesta, joka on siis

on hidastuvaa. Hidastuvuus eli negatiivinen kiihtyvyys saadaan laskevan suoran kulmakertoimesta, joka on siis Fys1, moniste 2 Vastauksia Tehtävä 1 N ewtonin ensimmäisen lain mukaan pallo jatkaa suoraviivaista liikettä kun kourun siihen kohdistama tukivoima (tässä tapauksessa ympyräradalla pitävä voima) lakkaa

Lisätiedot

CERN ja Hiukkasfysiikan kokeet Mikä se on? Mitä siellä tehdään? Miksi? Mitä siellä vielä aiotaan tehdä, ja miten? Tapio Lampén

CERN ja Hiukkasfysiikan kokeet Mikä se on? Mitä siellä tehdään? Miksi? Mitä siellä vielä aiotaan tehdä, ja miten? Tapio Lampén CERN ja Hiukkasfysiikan kokeet Mikä se on? Mitä siellä tehdään? Miksi? Mitä siellä vielä aiotaan tehdä, ja miten? Tapio Lampén CERN = maailman suurin hiukkastutkimuslaboratorio Sveitsin ja Ranskan rajalla,

Lisätiedot

AURINKO VALON JA VARJON LÄHDE

AURINKO VALON JA VARJON LÄHDE AURINKO VALON JA VARJON LÄHDE Tavoite: Tarkkaillaan auringon vaikutusta valon lähteenä ja sen vaihtelua vuorokauden ja vuodenaikojen mukaan. Oppilaat voivat tutustua myös aurinkoenergian käsitteeseen.

Lisätiedot

Kpl 2: Vuorovaikutus ja voima

Kpl 2: Vuorovaikutus ja voima Kpl 2: Vuorovaikutus ja voima Jos kaksi eri kappaletta vaikuttavat toisiinsa jollain tavalla, niiden välillä on vuorovaikutus Kahden kappaleen välinen vuorovaikutus saa aikaan kaksi vastakkaista voimaa,

Lisätiedot

Hiukkasfysiikkaa. Tapio Hansson

Hiukkasfysiikkaa. Tapio Hansson Hiukkasfysiikkaa Tapio Hansson Aineen Rakenne Thomson onnistui irrottamaan elektronin atomista. Rutherfordin kokeessa löytyi atomin ydin. Niels Bohrin pohdintojen tuloksena elektronit laitettiin kiertämään

Lisätiedot

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 KERTAUSTA

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 KERTAUSTA KERTAUSTA REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 Aineiden ominaisuudet voidaan selittää niiden rakenteen avulla. Aineen rakenteen ja ominaisuuksien väliset riippuvuudet selittyvät kemiallisten sidosten avulla. Vahvat

Lisätiedot

4) Törmäysten lisäksi rakenneosasilla ei ole mitään muuta keskinäistä tai ympäristöön suuntautuvaa vuorovoikutusta.

4) Törmäysten lisäksi rakenneosasilla ei ole mitään muuta keskinäistä tai ympäristöön suuntautuvaa vuorovoikutusta. K i n e e t t i s t ä k a a s u t e o r i a a Kineettisen kaasuteorian perusta on mekaaninen ideaalikaasu, joka on matemaattinen malli kaasulle. Reaalikaasu on todellinen kaasu. Reaalikaasu käyttäytyy

Lisätiedot

Aikamatkustus. Emma Beckingham ja Enni Pakarinen

Aikamatkustus. Emma Beckingham ja Enni Pakarinen Aikamatkustus Emma Beckingham ja Enni Pakarinen Aikamatkustuksen teoria Aikamatkustus on useita vuosisatoja kiinnostanut ihmiskuntaa. Nykyihminen useimmiten pitää aikamatkustusta vain kuvitteellisena konseptina,

Lisätiedot

Ajan osasia, päivien palasia

Ajan osasia, päivien palasia Ajan osasia, päivien palasia Ajan mittaamiseen tarvitaan liikettä. Elleivät taivaankappaleet olisi määrätyssä liikkeessä keskenään, ajan mittausta ei välttämättä olisi syntynyt. Säännöllinen, yhtäjaksoinen

Lisätiedot

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka 1 766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka Luentomonistetta täydentävää materiaalia: 4 Juhani Lounila Oulun yliopisto, Fysiikan laitos, 01 6 Radioaktiivisuus Kuva 1 esittää radioaktiivisen aineen ydinten lukumäärää

Lisätiedot

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

Mekaniikan jatkokurssi Fys102 Mekaniikan jatkokurssi Fys10 Kevät 010 Jukka Maalampi LUENTO 8 Vaimennettu värähtely Elävässä elämässä heilureiden ja muiden värähtelijöiden liike sammuu ennemmin tai myöhemmin. Vastusvoimien takia värähtelijän

Lisätiedot

Kaikki ympärillämme oleva aine koostuu alkuaineista.

Kaikki ympärillämme oleva aine koostuu alkuaineista. YLEINEN KEMIA Yleinen kemia käsittelee kemian perusasioita kuten aineen rakennetta, alkuaineiden jaksollista järjestelmää, kemian peruskäsitteitä ja kemiallisia reaktioita. Alkuaineet Kaikki ympärillämme

Lisätiedot

Fysiikan kurssit. MAOL OPS-koulutus Naantali 21.11.2015 Jukka Hatakka

Fysiikan kurssit. MAOL OPS-koulutus Naantali 21.11.2015 Jukka Hatakka Fysiikan kurssit MAOL OPS-koulutus Naantali 21.11.2015 Jukka Hatakka Valtakunnalliset kurssit 1. Fysiikka luonnontieteenä 2. Lämpö 3. Sähkö 4. Voima ja liike 5. Jaksollinen liike ja aallot 6. Sähkömagnetismi

Lisätiedot

Lataa. Tähtitiede - Maailmankaikkeus - Aurinkokunta - Avaruuslennot. Kuinka paljon tähtiä on? Mikä on musta aukko? Miten pitkä on Jupiterin vuosi?

Lataa. Tähtitiede - Maailmankaikkeus - Aurinkokunta - Avaruuslennot. Kuinka paljon tähtiä on? Mikä on musta aukko? Miten pitkä on Jupiterin vuosi? Lataa Avaruus Lataa ISBN: 9783625010852 Sivumäärä: 128 Formaatti: PDF Tiedoston koko: 14.78 Mb Tähtitiede - Maailmankaikkeus - Aurinkokunta - Avaruuslennot Kuinka paljon tähtiä on? Mikä on musta aukko?

Lisätiedot

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka 1 76633A Ydin- ja hiukkasfysiikka Luentomonistetta täydentävää materiaalia: 3 5-3 Kuorimalli Juhani Lounila Oulun yliopisto, Fysiikan laitos, 011 Kuva 7-13 esittää, miten parillis-parillisten ydinten ensimmäisen

Lisätiedot

MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA. NOT-tiedekoulu La Palma

MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA. NOT-tiedekoulu La Palma MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA NOT-tiedekoulu La Palma Kasper Honkanen, Ilona Arola, Lotta Loponen, Helmi-Tuulia Korpijärvi ja Anastasia Koivikko 20.11.2011 Ryhmämme työ käsittelee spektrometriaa ja sen

Lisätiedot