Overzicht. Vandaag: Frank Verbunt Het heelal Nijmegen 2014



Vergelijkbare documenten
Geschiedenis van de Sterrenkunde

Basiscursus Sterrenkunde

1. Overzicht Hemelmechanica 2. Elektromagnetische straling 3. Zonnestelsel(s) 4. Sterren: fysische eigenschappen 5. Sterren: struktuur + evolutie 6.

WELKOM! Inleiding Astrofysica College 1 7 september Ignas Snellen

Overzicht. Vandaag. Frank Verbunt Het heelal Nijmegen 2015

Cursus Inleiding in de Sterrenkunde

Tweede Bijeenkomst: Zoektocht naar het Verborgen Hemelbeeld. Rond de Waterput donderdag 31 oktober 2013 Allan R. de Monchy

Prak%sche Sterrenkunde

Samenvatting ANW Hoofdstuk 6: het heelal

Inleiding Astrofysica

PG+ Sterrenkunde. Ellen Schallig. 14 november 2013

Keuzeopdracht natuurkunde voor 5/6vwo

Hoe meten we STERAFSTANDEN?

PLANETENSTELSELS IN ONZE MELKWEG. Opgaven

Afstanden in de sterrenkunde

Hoofdstuk 8 Hemelmechanica. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Hoe meten we STERAFSTANDEN?

HOVO cursus Kosmologie

3,9. Samenvatting door een scholier 738 woorden 25 juni keer beoordeeld

Sterrenstelsels. prof.dr. Paul Groot Afdeling Sterrenkunde, IMAPP Radboud Universiteit Nijmegen

ONS VERANDERENDE WERELDBEELD

Waarom zijn er seizoenen?

Werkstuk Natuurkunde Negen planeten

Wat waren de sterren? Gaatjes in het hemelgewelf waardoor het hemelse vuur scheen? Kwade demonen die s nachts naar de mensen keken?

Ik doe mijn spreekbeurt over de ruimte omdat ik het een interessant onderwerp vind en ik er graag meer over wilde weten.

Sterrenkunde in de prehistorie: Lascaux : COLLEGE II : RECAPITULATIE COLLEGE I. Ontzag voor hemelverschijnselen.

Uitwerking Opgave Zonnestelsel 2005/2006: 1. 1 Het Zonnestelsel en de Zon. 1.1 Het Barycentrum van het Zonnestelsel

RIETVELD-LYCEUM. les 3. dd. 20 NOVEMBER 2012 HET ZONNESTELSEL NU. de compononenten. V.s.w. Corona Borealis, Zevenaar

Overzicht. Vandaag: Frank Verbunt Het heelal Nijmegen uitdijing heelal theorie: ART afstands-ladder nucleo-synthese 3 K achtergrond.

100 miljard sterrenstelsels... ons zonnestelsel Planeten bij andere sterren. In een spiraal-arm van de Melkweg. De zon is maar een gewone ster...

ONTDEK HET PLANETARIUM! DE ANTWOORDEN GROEP 3-4

1 Inleiding. Worden de maanden langer of korter?

Nederlandse Samenvatting

De ruimte. Thema. Inhoud

Samenvatting door D woorden 28 november keer beoordeeld. Aardrijkskunde

Reis door het zonnestelsel

Presentatie bij de cursusbrochure Sterrenkunde voor Jongeren

HOE VIND JE EXOPLANETEN?

Basiscursus Sterrenkunde. Sterrenwacht Tweelingen, Spijkenisse 8 Mei 2019

8,3. Antwoorden door Dimitris 2178 woorden 15 december keer beoordeeld. Meten aan melkwegstelsels. Jim Blom en Dimitris Kariotis

De Pluraliteit der Werelden. Ons en andere planetenstelsels. Leuven,, 20 november Instituut voor Sterrenkunde

Inleiding Astrofysica

Werkbladen In de klas. Leven in het heelal. Naam. School. Klas 2 en 3 havo-vwo. Klas

Inleiding Astrofysica Tentamen 2009/2010: antwoorden

6.1. Boekverslag door K woorden 22 mei keer beoordeeld

inhoud 1. Inleiding 2. Wat is een planeet 3. Soorten planeten 4. Het ontstaan van planeten 5. De planeten 1.Mercurius 2. Venus 3. De Aarde 4.

Newtoniaanse Kosmologie Newtonian Cosmology

WELKOM! Inleiding Astrofysica College 1 12 september

Basiscursus Sterrenkunde. Sterrenwacht Tweelingen, Spijkenisse 1 Mei 2019

Het Heelal. N.G. Schultheiss

Tentamen Planetenstelsels met oplossingen 19 april 2012 Docent: Dr. Michiel Hogerheijde

Gravitatie en kosmologie

Test je kennis! De heelalquiz

Newtoniaanse Kosmologie Newtonian Cosmology

1) Mercurius. 2) Zoek informatie over vallende sterren. Muurkrant opdracht in 2-tallen

Inleiding Astrofysica

KleinKracht Karin Heesakkers

Big Bang ontstaan van het heelal

Wat weten we van ASTRONOMIE? Dr. Jonathan F. Henry

Overzicht. Vandaag: Frank Verbunt Het heelal Nijmegen 2014

Prof.dr. A. Achterberg, IMAPP

Sterrenstelsels en kosmologie

Practicum World Wide Telescope

T2b L1 De ruimte of het heelal Katern 1

Pandora's cluster, 2/12/2018. inhoud. Het vroege heelal. HOVO-Utrecht 9 februari HOVO-Utrecht 9 februari 2018

Samenvatting ANW Hoofdstuk 6

Werkstuk Nederlands De Ruimte werkstuk

Sterrenkunde en wiskunde van : interacties.

Leerkrachten handleiding werkboekje sterrenwacht Halley

HOVO cursus Kosmologie

Planeten. Zweven in vaste banen om een ster heen. In ons zonnestelsel zweven acht planeten rond de zon. Maar wat maakt een planeet nou een planeet?

De zonnecirkel. Jan P. Hogendijk. 29 januari Slotlezing, Nationale Wiskundedagen, Noordwijkerhout

Inleiding Astrofysica in 90 vragen en 18 formules Ignas Snellen, Universiteit Leiden, 2014

Praktische opdracht ANW Planeten

Ontdek de planeten van ons zonnestelsel. In 90 minuten door het helal. Tijdens een wandeling tussen Ehrenfriedensdorf en Drebach

De kosmische afstandsladder

Een kleine geschiedenis van. planetenovergangen. ter gelegenheid van de Mercuriusovergang 9 mei 2016

12/2/16. Inleiding Astrofysica College november Ignas Snellen. Kosmologie. Studie van de globale structuur van het heelal

5.6. Boekverslag door K woorden 22 december keer beoordeeld

Gravitatie en kosmologie

Populair-wetenschappelijke samenvatting

Sterrenstelsels: een aaneenschakeling van superlatieven

Werkblad. Ons zonnestelsel. Naam Ruimte-ontdekkingsreiziger. Zon en planeten Missie opdracht 1: Streep door wat niet goed is.

Honderd jaar algemene relativiteitstheorie

nautisch instituut nauticum PROEFLES

Overzicht (voorlopig) Vandaag: Frank Verbunt Het heelal Nijmegen 2015

Praktische Sterrenkunde

Basiscursus Sterrenkunde. Sterrenwacht Tweelingen, Spijkenisse 22 Mei 2019

Het draait allemaal om de Zon!

Waar komt het allemaal vandaan?

ASTRO NA UTopia. deel 1 Ons zonnestelsel, een kleine stip in het heelal. Naam : Schooljaar : Groep :

Inleiding. Ik heb hiervoor gekozen omdat ik het heel interessant vind en ik had een onderwerp nodig.

Gravitatie en Kosmologie

ONTDEK HET PLANETARIUM! DE ANTWOORDEN GROEP 5-6

TENTAMEN INLEIDING ASTROFYSICA WOENSDAG 14 DECEMBER,

Sterrenkunde. Materialen Karton Meetlat Passer Touw Potlood Schaar Lange stok

CIRKELBEWEGING & GRAVITATIE VWO

Inhoudsopgave per les

4 Het heelal 6. De zon. De aarde. Jupiter. De maan. Ons zonnestelsel. Mars. Mercurius Venus

Samenvatting. Sterrenstelsels

Transcriptie:

Vandaag: Frank Verbunt Het heelal Nijmegen 2014 Korte Geschiedenis Inhoud van het heelal: film Powers of Ten Het zonnestelsel Boek: hoofdstuk1, 2.1 Overzicht 12 feb: Inleiding, Zonnestelsel 19 feb: Meten aan sterren 26 feb: Vergelijken van sterren 5 mrt: Natuurkunde van Sterren 12 mrt: Evolutie van sterren 17 mrt: Witte dwergen en Neutronensterren 24 mrt: Zwarte gaten 31 mrt: Sterstelsels 7 april: Kosmologie Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 1 / 34

Sterren gaan wel / niet door de horizon (Mauna Kea) Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 2 / 34

De Zon tussen de sterren (Stonehenge 4500) Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 3 / 34

Equator en ecliptica Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 4 / 34

De baan van de Aarde om de Zon Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 5 / 34

Precessie Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 6 / 34

De Zon tussen de sterren: precessie en Stonehenge Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 7 / 34

3000 jaar geleden: Jupiter in Babylon rood: 1 jan 1000 vc; blauw 1 jaar later; lichtblauw 2 jaar later rood: 1 jan 1000 vc; blauw 12 jaar later; lichtblauw 24 jaar later Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 8 / 34

3000 jaar geleden: planeten in Babylon Voorbeeld Jupiter: 12 jaar: 1 rondje + een beetje 7 beetjes is 1 jaar gewonnen 7 12 1 = 83 jaar is 7 rondjes Om de periode van een planeet te bepalen is nodig: een hemelkaart een archief van waarnemingen kunnen rekenen De Babyloniërs hadden dit, in ieder geval na 1700 v.c., misschien eerder. Waarom? hulp in voorbereiding van waarnemingen en rituelen hulp in horoskoop-productie (uit tabel i.p.v. waarneming) data voor dagen met slecht weer intellectuele nieuwsgierigheid Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 9 / 34

3000 jaar geleden: planeten in Babylon 7 Dwaalsterren volgen hetzelfde pad tussen de sterren: de dierenriem. Maan Zon Venus (8 jr 4 d) Mercurius (46 jr 1 d) Mars (47 jr+4 d) Jupiter (12 jr) Saturnus (59 jr 6 d) De snelheid van een planeet is anders in verschillende sterrenbeelden Sterrenbeelden in de dierenriem naam vertaling modern HUN (LU) huurling Aries MÚL-MÚL sterren Taurus MA S-MA S tweelingen Gemini ALLA krab Cancer A leeuw Leo ABSIN gerst-aar Virgo RÍN weegschaal Libra GÍR-TAB schorpioen Scorpio PA Pabilsag Sagittarius MÁ S geit-vis Capricorn GU de grote Aquarius zib.me staarten Pisces Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 10 / 34

bijna 2000 jaar geleden: planeten in Grieks Alexandrie de banen van de planeten zijn eeuwig hetzelfde het boven-maanse is perfect! elke planeet een set cirkels/bollen Ptolemaios: fijn werk Details van de planetenbanen: Mercurius en Venus zijn altijd in de buurt van de Zon Mars, Jupiter en Saturnus lopen soms achteruit! altijd recht tegenover Zon... verklaring van de variabele snelheid van de Maan impliceert een sterk variabele afstand. Dat klopt niet met de waarnemingen De benodigde wiskunde is behoorlijk ingewikkeld! Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 11 / 34

De Almagest van Ptolemaios: het heelal Almagest Alternatief: Herakleides Elke planeet heeft een bolschil, waarvan de dikte is bepaald uit de grootte van de epicykel. De bolschil sluit nauw aan op die van de planeten erbinnen en/of erbuiten ( horror vacui ) Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 12 / 34

bijna 2000 jaar geleden: planeten in Grieks Alexandrie Teruglopen van Mars Afstand tot de Maan de Maan beweegt in het cirkel om een middelpunt dat in een cirkel beweegt langs een middelpunt dat in een cirkel om Tussenpozen van 1 dag op de achtergrond: Uranus Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) de Aarde beweegt... Daardoor verandert de afstand Aarde-Maan heel sterk Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 13 / 34

bijna 2000 jaar geleden: weg met de wetenschap De Romeinen voor praktische zaken (bruggenbouw, scheepsbouw, watertransport) is ervaring nuttiger dan wiskunde als ik wil weten welk seizoen het is kijk ik wel op de kalender! De Christenen wetenschap is heidens wetenschap leidt tot waanwijsheid alleen studie van de bijbel en van de kerkvaders God bepaalt wat er gebeurt: niet de sterren Onder Caesar werd een goede kalender opgesteld Het gevolg van deze opvattingen was dat kennis van de wiskunde en sterrenkunde in het Westen vrijwel volledig verdween. Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 14 / 34

Het Midden-Oosten: de Islamitische wereld Waarom Sterrenkunde? begin van de maand (Ramadan, Koran verbiedt schrikkelmaanden) gebedstijden richting naar Ka ba in Mekka dus: in dienst van moskee: muwaqqit Koninklijke Sterrenwacht Hoe? eerste kennis van (nazaten van) gevluchte wetenschappers uit Alexandrie ontwikkeling nieuwe instrumenten ontwikkeling nieuwe wiskunde doorgave kennis via (handgeschreven) handboeken Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 15 / 34

Het Midden-Oosten: de Islamitische wereld Drie voorbeelden: Nasīr al-dīn al-tūsī (geb.1201) pakt problemen Ptolemaios aan bv. met twee extra cirkels kan de afstand tot de Maan worden geregeld Ulugh Beg (15e eeuw) nieuwe ster-catalogus met 1018 posities van sterren Ibn al-shātir (1304-1375) nieuwe theorie buitenplaneten Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 16 / 34

Herleving van de Sterrenkunde in Europa In drie stappen na 800: her-ontdekking laat-romeinse schrijvers: zeer primitief na 1100: her-ontdekking Ptolemaios 1144: uit Arabisch in Spanje 1160: uit Grieks in Palermo invoering astrologie voor artsen (uit Islam) aan Italiaanse universiteiten; gaandeweg hoger niveau van de sterrenkunde Copernicus studeert medicijnen en rechten in Bologna, Padua werkt in Fromberk wiskunde voldoende om Ptolemaios geheel te begrijpen en te verbeteren! 1543: Zon in centrum heelal verklaart waarom Venus en Mercurius altijd bij Zon en retrograde beweging van Mars, Jupiter, Saturnus Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 17 / 34

Moderne Sterrenkunde in Europa Nauwkeurige metingen Brahe Kepler studeert in Kopenhagen werkt in Hven 1567-1597 (en Praag 1600) zeer nauwkeurige metingen leidt veel sterrenkundigen op, o.a. Blaeu studeert in Tübingen analyseert data van Brahe 1609: ellipsen! Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 18 / 34

Ondermaans en Bovenmaans: beide variabel! Brahe liet zien dat de Nieuwe Ster van 1572 in het bovenmaanse lag Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 19 / 34

Moderne Sterrenkunde in Europa Theoretisch begrip Galileo Newton telescoop (dankzij nieuw, goed glas!) maantjes van Jupiter valproeven: begrip van versnelling wiskundig vernieuwer 1688: laat zien dat ellipsen volgen uit 1/r 2 -wet van de zwaartekracht Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 20 / 34

Sterrenkunde in Europa: 18e en 19e eeuw Wiskundige verbeteringen bv. Laplace (rond 1800) Halley liet zien dat baan van Jupiter steeds kleiner werd van Saturnus steeds groter is het zonnestelsel stabiel? klopt Newton wel? verklaring uit onderlinge storing Technische verbeteringen grotere telescopen grotere lensen betere klokken betere plekken voor telescopen (bv. op bergtop) fotografie spectrografen voor uiteenrafelen verschillende kleuren 1838: Bessel: eerste afstand tot een ster Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 21 / 34

1921 Het grote debat: nevels en nevels Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 22 / 34

Sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels donkere materie de sterrenstelsels staan in groepen de groep heeft een veel te kleine zichtbare massa om de sterrenstelsels bijeen te houden er is veel meer donkere materie als zichtbare materie! bevestigd met afbuiging licht (blauwe slierten in figuur) en met aanwezigheid van zeer heet gas Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 23 / 34

Clusters van sterstelsels en heet gas XMM-Newton in vlucht cluster in röntgenstraling Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 24 / 34

De verste sterrenstelsels en donkere energie 100 uur met de Hubble RuimteTelescoop... alle sterstelsels bewegen van ons af hoe verder, hoe sneller de allerverste bewegen sneller dan verwacht duwende energie! Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 25 / 34

Grootte heelal in lichtjaren: 1 lichtjaar is tien miljoen miljoen km jaar sterrenkundige grens afstand heelal (lichtjaar) 222 v.c. Archimedes sfeer der sterren 0,1 150 1600 Ptolemaios Brahe sfeer der sterren 0,000 01 1840 Bessell nabije ster 4 1920 Kapteyn Melkweg 25 000 1950 Zwicky Virgo cluster 60 000 000 Inhoud van het heelal sterren en planeten <1 % donkere materie 1935 21 % heet gas in sterclusters 1980 4 % donkere energie 2000 74 % Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 26 / 34

De banen van planeten en planetoïden Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 27 / 34

De wetten van Kepler Kepler en Newton 1 de planeetbanen zijn ellipsen 2 de Zon staat in een brandpunt van de ellips 3 de omloop-periode van de planeet P schaalt met de (gemiddelde) afstand tot de Zon a als P 2 = Ka 3 Newton (1688) liet zien dat dit volgt uit de 1/r 2 zwaartekracht: ( ) 2 2π = G(M + M p ) P a 3 GM a 3 Alleen relative afstanden! Uit Kepler s wet volgt meteen ( ) 2 ( ) 3 P a = jaar a A Omdat de omloop-perioden bekend waren, wist Kepler de relatieve afmetingen a/a A van alle planeten. De afstand tot de Zon kende hij niet: hij kon het zonnestelsel alleen op schaal tekenen M, M p is massa zon, planeet. Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 28 / 34

De planeetbanen Vorm afstand tot de Zon Kaats radarsignaal naar Venus: (lichtsnelheid c; terug na t sec) a V a A = c t = 2(a A a V ) hieruit: a A a v = 41.5 miljoen km 3e wet Kepler: ( ) 2/3 PV = P A ( 224.70 365.26 ) 2/3 = 0.723 samen: a A = 150 miljoen km met Newton s versie van de wet van Kepler volgt (P = 1 jr) M = 2 10 30 kg Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 29 / 34

Nuttige wiskunde 1: rechthoekige driehoek tan α = D d voor kleine hoek: tan α α mits α is uitgedrukt in radialen. Daarmee: α = D d D = αd 360 = 2π rad x = 2πx 360 rad boogminuut: boogseconde: x = 2π rad; 360 60 x 2π = rad 360 60 60 Voorbeeld 1: straal vd Zon R De afstand Aarde-Zon wordt de astronomische eenheid genoemd. weergegeven met AU. Vul in: D = R d = AU = 1.5 10 11 m α 16 Dan: R = 2π 16 360 60 1.5 1011 m 7 10 8 m = 700 000 km precieze waarde: R = 696 000 km Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 30 / 34

Ons Zonnestelsel Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 31 / 34

De grootten van planeten en planetoïden Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 32 / 34

Binnenplaneten vs. buitenplaneten: geen sterrenkunde... binnenplaneten: rots Geologie! Voorbeeld: koeling jonge planeten heet door radioaktiviteit kleine planeten (Mercurius, Maan): koeling door geleiding middengrote planeten (Mars): koeling door vulkanisme grote planeten (Aarde, Venus?): koeling door platen-tektoniek buitenplaneten: gas Meteorologie: voorbeeld rode vlek Jupiter Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 33 / 34

Ida & Dactyl (ap990807.html) Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het heelal Nijmegen, 12 februari 2014 34 / 34