Αργύρης Δρίβας Φυσικός στο 3 ο Γυμνάσιο Ναυπάκτου, μέλος της αστρονομικής εταιρείας Πάτρας «Ωρίων»

2015 - Διεθνές έτος φωτός

Ἐν ἀρχᾖ ἦν James Clerk Maxwell, Σκωτσέζος, 1865, 34 ετών 150 χρόνια πριν Καί εἶπεν ὁ Maxwell καί ἐγένετο φὦς!!!

Τι θα δούμε Μια απορία για αρχή Πράξη 1 η : Τα δακτυλικά αποτυπώματα των αστεριών Πράξη 2 η : Η ληξιαρχική πράξη γέννησης του Σύμπαντος Πράξη 3 η : Βάζουμε θερμόμετρο στα αστέρια Πράξη 4 η : Αστέρια οδομετρητές και αστέρια Χιώτες Πράξη 5 η : Η βαρύτητα καμπυλώνει το φως (και καμιά φορά το καταπίνει) Και μια απορία για επίλογο

Το φως του κοντινότερου αστεριού

Το φως των αστεριών

Γιατί το φως των αστεριών τρεμοπαίζει;

Το φως των πλανητών δεν τρεμοπαίζει

Φαινομενική ανύψωση του Ήλιου

Πράξη 1 η : Τα δακτυλικά αποτυπώματα των αστεριών

Σκηνή 1 η : Isaac Newton, Άγγλος, 1666, 24 ετών Spectrum = φάσμα

Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα και το οπτικό φάσμα

Σκηνή 2 η : Joseph von Fraunhofer, Γερμανός, 1814, 27 ετών φασματοσκόπιο

Σκηνή 2 η : Joseph von Fraunhofer, Γερμανός, 1814, 27 ετών

Σκηνή 2 η : Joseph von Fraunhofer Κατέγραψε 700 γραμμές στο φάσμα του Ήλιου Δεν οφείλονταν σε σφάλματα παρατήρησης Δεν οφείλονταν σε ατέλειες των οργάνων Άρα οφείλονται σε κάποια ιδιότητα του Ήλιου Το φάσμα των πλανητών, ίδιο με του Ήλιου

Σκηνή 2 η : Joseph von Fraunhofer Τα φάσματα των αστεριών Σαν «δακτυλικά αποτυπώματα» Κάτι που υπάρχει στα αστέρια απορροφάει τμήματα του φάσματος Πέθανε 39 ετών από φυματίωση

Σκηνή 3 η : Gustav Robert Kirchhoff, Robert Wilhelm Bunsen, Γερμανοί

Σκηνή 3 η : Gustav Robert Kirchhoff, Robert Wilhelm Bunsen, Γερμανοί Τα χημικά στοιχεία όταν καίγονται σε αέρια μορφή, εκπέμπουν φάσμα με έγχρωμες γραμμές Κάθε χημικό στοιχείο έχει το δικό του φάσμα

Σκηνή 4 η : William Huggins, Άγγλος, 1863, 39 ετών Οι θέσεις των σκοτεινών γραμμών στο φάσμα απορρόφησης του Fraunhofer ταυτίζονται με τις θέσεις των φωτεινών γραμμών στο φάσμα εκπομπής του Kirchhoff!!!

Με τη σύγχρονη ορολογία

Φάσμα απορρόφησης Με τη σύγχρονη ορολογία Συνεχές φάσμα Φάσμα εκπομπής

Δομή του Ήλιου

Η έκλειψη Ηλίου στις 20-3-2015

«Αστραπιαίο φάσμα»

Συμπέρασμα 1 ης πράξης Στην ατμόσφαιρα του Ήλιου και των αστεριών υπάρχουν χημικά στοιχεία, τα ίδια που συναντάμε και στη Γη, όπως Νάτριο, Σίδηρος, Ασβέστιο, Υδρογόνο, Οξυγόνο, Μαγνήσιο, Νικέλιο, Χρώμιο,..

Συμπέρασμα 1 ης πράξης: Η Γη και τα αστέρια αποτελούνται από τα ίδια χημικά στοιχεία

Η ανακάλυψη του χημικού στοιχείου ήλιον Helium Το ήλιο είναι το μοναδικό χημικό στοιχείο που ανακαλύφθηκε πρώτα έξω από τη Γη, πριν αποδειχθεί ότι υπάρχει και σε αυτήν. Στις 18 Αυγούστου του 1868, ο Γάλλος Jules Janssen παρατηρεί μια έντονη κίτρινη φασματική γραμμή στο φάσμα απορρόφησης του Ήλιου κατά τη διάρκεια ολικής ηλιακής έκλειψης. Στις 20 Οκτωβρίου της ίδιας χρονιάς, ο Άγγλος Joseph Norman Lockyer παρατήρησε επίσης την ίδια κίτρινη γραμμή στο ηλιακό φάσμα. Την ονόμασε D 3 γραμμή Fraunhofer, επειδή βρισκόταν κοντά στις αντίστοιχες D 1 και D 2 του νατρίου. Τελικά, όμως, κατέληξε ότι δεν προέρχονταν από το νάτριο, αλλά από κάποιο άλλο χημικό στοιχείο, που υπάρχει στον Ήλιο, άγνωστο στη Γη. Ο Lockyer και ο Άγγλος χημικός Edward Frankland ονόμασαν το νέο χημικό στοιχείο «ήλιο», από την ελληνική λέξη για τον Ήλιο. Στις 26 Μαρτίου 1895 ο Βρετανός χημικός Sir William Ramsay απομόνωσε ήλιο στη Γη, επεξεργαζόμενος δείγμα του ορυκτού κλεβείτη (μια ποικιλία του ουρανινίτη). Ο Ramsay παρατήρησε κίτρινη φασματική γραμμή που ταίριαζε με την D 3 που είχε παρατηρηθεί στο ηλιακό φάσμα και είχε αποδοθεί στο χημικό στοιχείο ήλιο. Τα δείγματα αυτά πιστοποιήθηκαν ότι ήταν ήλιο από τον Lockyer και τον Βρετανό φυσικό William Crookes.

Πράξη 2 η : Η ληξιαρχική πράξη της γέννησης του Σύμπαντος

Σκηνή 1 η : Cristian Doppler, Αυστριακός, 1848, 45 ετών Ο ήχος από μια πηγή που απομακρύνεται, ακούγεται με μειωμένη συχνότητα και αυξημένο μήκος κύματος. Αν η πηγή πλησιάζει, ο ήχος ακούγεται με αυξημένη συχνότητα και μειωμένο μήκος κύματος.

Σκηνή 2 η : Armand Fizeau, Γάλλος, 1848, 29 ετών Παρατηρεί ότι το φαινόμενο Doppler ισχύει και για κινούμενη πηγή φωτός. Για πηγή φωτός που απομακρύνεται, οι φασματικές γραμμές μετατοπίζονται προς μεγαλύτερα μήκη κύματος, δηλ. προς το ερυθρό. Η μετατόπιση των γραμμών εξαρτάται από την ταχύτητα απομάκρυνσης.

Σκηνή 3 η : William Huggins, Άγγλος, 1868, 44 ετών Μελετάει το φάσμα του αστέρα Σείριου, παρατηρεί μετατόπιση των γραμμών απορρόφησης προς το ερυθρό και υπολογίζει ότι ο Σείριος απομακρύνεται από το ηλιακό μας σύστημα με ταχύτητα 50 km/s!!!

Συμπέρασμα: Τα αστέρια (απλανείς αστέρες) δεν είναι ακίνητα, κινούνται.

Σκηνή 4 η : Vesto Melvin Slipher, Αμερικάνος, 1914, 39 ετών Μελέτησε φάσματα από 40 γαλαξίες και διαπίστωσε ότι όλοι απομακρύνονται από τον δικό μας Γαλαξία!!!

Σκηνή 5 η : Αββάς George Lemaître, Βέλγος, 1927, 33 ετών

Σκηνή 6 η : Edwin Powell Hubble, Αμερικάνος, 1929, 40 ετών Όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα απομάκρυνσης των γαλαξιών.

Σκηνή 6 η : Edwin Powell Hubble, Νόμος του Hubble

Νόμος του Hubble Διαστολή του Σύμπαντος Η μετατόπιση των φασματικών γραμμών προς το ερυθρό, λόγω του φαινομένου Doppler Fiseau, μας δίνει πληροφορίες για την ταχύτητα απομάκρυνσης αστεριών και γαλαξιών από μας. Ο νόμος του Hubble, ότι η ταχύτητα απομάκρυνσης είναι ανάλογη με την απόσταση, αποδεικνύει τη διαστολή του Σύμπαντος.

Από το «περί αστέρων και συμπάντων», του Βασίλη Ξανθόπουλου υε= (2d-d)/t2-t1=d/t 3d υδ= (6d-3d)/t2-t1=3d/t Άρα υδ=3υε 6d

Η ηλικία του Σύμπαντος Το αντίστροφο της σταθεράς του Hubble, είναι ίσο με την ηλικία του Σύμπαντος!!! Η ο = 72 km s -1 Mpc -1 1/Η o = 13,6 δισεκατομμύρια έτη Ακριβέστερες μετρήσεις δίνουν την ηλικία του Σύμπαντος ίση με 13,8 δισεκατομμύρια έτη

Νόμος του Hubble Διαστολή του Σύμπαντος

Σκηνή 7 η : George Gamow, Ουκρανός, 1948, 44 ετών Αν το Σύμπαν προέρχεται από ένα πρωταρχικό άτομο και διαστέλλεται, θα πρέπει να υπάρχει μια ανιχνεύσιμη διάχυτη ισότροπη ακτινοβολία, απομεινάρι της μεγάλης έκρηξης, η οποία αντιστοιχεί σε θερμοκρασία 5 Κ.

Σκηνή 8 η : Arno Penzias και Robert Wilson, Αμερικάνοι, 1964-65 Τελικά αυτά τα «παράσιτα» που ανίχνευαν δεν ήταν τίποτε άλλο παρά η αρχέγονη κοσμική ακτινοβολία, το αρχαιότερο απομεινάρι από τη μεγάλη έκρηξη που γέννησε το Σύμπαν, και αντιστοιχούσαν σε θερμοκρασία 3 Κ. πριν 50 χρόνια

Οι μετρήσεις του COBE, 1992

Οι μετρήσεις του WMAP, 2008 «Βρεφική φωτογραφία» του Σύμπαντος, όταν ήταν μόλις 400.000 ετών!

Συμπέρασμα 2 ης πράξης: Το Σύμπαν διαστέλλεται

Πράξη 3 η : Βάζουμε θερμόμετρο στα αστέρια

Σκηνή 1 η : Max Planck, Γερμανός, 1895, 37 ετών Ανακαλύπτει την κατανομή της ακτινοβολίας (ενέργειας) που εκπέμπει ένα σώμα συγκεκριμένης θερμοκρασίας, σε όλα τα μήκη κύματος.

Σκηνή 1 η : Max Planck, Γερμανός, 1895, 37 ετών

Σκηνή 2 η : Wilhelm Wien, Γερμανός, 1893, 29 ετών

Εφαρμογή Το χρώμα των αστεριών

Το φως των αστεριών Τα αστέρια έχουν διάφορα χρώματα

Το φως των αστεριών Τα αστέρια έχουν διάφορα χρώματα Μπετελγκέζ Ρίγκελ

Σκηνή 3 η : Μοναχός Pietro Angelo Secchi, Βατικανό, 1868, 50 ετών

Σκηνή 4 η : Henry Draper, Αμερικάνος, 1872, 35 ετών Μελέτη φασμάτων από φωτογραφικές πλάκες Πέθανε 45 ετών από πλευρίτιδα. Η γυναίκα Ann του οργάνωσε ένα ίδρυμα για τη χρηματοδότηση του αστεροσκοπείου του Χάρβαρντ, ώστε να συνεχιστούν οι μελέτες του άντρα της.

Σκηνή 5 η : Η ερευνητική ομάδα του κολλεγίου Harvard, με επικεφαλής τον Edward Pickering

Φασματική ταξινόμηση αστέρων (ερευνητική ομάδα του Harvard) Φασματικοί τύποι: O, B, A, F, G, K, M ( Oh Be A Fine Girl Kiss Me )

Σκηνή 6 η : Ejnar Hertzsprung, Δανός, 1905, 32 ετών Henry Norris Russell, Αμερικάνος, 1913, 36 ετών

Διάγραμμα Hertzsprung - Russell

Η πορεία του Ήλιου μας

Συμπέρασμα 3 ης πράξης: Το χρώμα των αστεριών μας δείχνει τη θερμοκρασία της επιφάνειάς τους

Πράξη 4 η : Αστέρια οδομετρητές και αστέρια Χιώτες

δ Κηφέως κηφείδες Αστέρια των οποίων η φωτεινότητα παρουσιάζει περιοδικότητα λίγων έως μερικών δεκάδων ημερών

Σκηνή 1 η : John Goodricke, Άγγλος, 1784, 20 ετών Έμεινε κωφάλαλος από παιδί. Ερασιτέχνης αστρονόμος, υπολόγισε σωστά την περίοδο φωτεινότητας του δ Κηφέως 5,366 μέρες. Πέθανε 2 χρόνια αργότερα από πνευμονία.

Σκηνή 2 η : Henrietta Leavitt, Αμερικανίδα, 1912, 44 ετών Μελέτησε κηφείδες στο SMC από φωτογραφικές πλάκες

Σκηνή 3 η : Harlow Shapley, Αμερικάνος, 1918, 33 ετών Συσχέτισε το απόλυτο μέγεθος και την περιοδικότητα κηφείδων σε ολόκληρο το Γαλαξία. M m = 5 5 log r

Διπλός αστέρας β Κύκνου, Αλμπιρέο

Μιζάρ και Αλκόρ

Κάστωρ, α Διδύμων

Σκηνή 4 η : Friedrich Wilhelm Bessel, Γερμανός, 1844, 60 ετών

Σείριος, αστρομετρικά διπλός επιβεβαίωση με τηλεσκόπιο το 1862

β Περσέως (Αλγκόλ) Περσέας και γοργόνειον Κεφαλή Μέδουσας κατά τον Ίππαρχο Ρας Αλ Γκουλ = (Αλγκόλ) = κεφαλή του δαίμονα

Από το 2,1 πέφτει στο 3,4 μέσα σε 5 ώρες και στις επόμενες 5 ώρες επανέρχεται στο αρχικό μέγεθος 2,1 Το φαινόμενο επαναλαμβάνεται κάθε 2 μέρες 20 ώρες 49 λεπτά

β Περσέως (Αλγκόλ) Μεταβλητός δι εκλείψεων

(Ανίχνευση εξωπλανητών με τη μέθοδο της διάβασης)

β Περσέως (Αλγκόλ) φασματοσκοπικά διπλός

Φασματικά διπλοί αστέρες

Συμπεράσματα 4 ης πράξης: Αστέρια διπλά, τριπλά εξαπλά Με αστέρια Κηφείδες μετράμε αποστάσεις

Πράξη 5 η : Η βαρύτητα καμπυλώνει το φως (και καμιά φορά το καταπίνει)

Σκηνή 1 η : Albert Einstein, Γερμανός, 1915, 36 ετών Γενική θεωρία της σχετικότητας 100 χρόνια

Σκηνή 1 η : Albert Einstein, Γερμανός, 1915, 36 ετών Η καμπύλωση του φωτός

Σκηνή 2 η : Sir Arthur Stanley Eddington, Άγγλος, 1919, 37 ετών Η επιβεβαίωση της θεωρίας της Γενικής Σχετικότητας

Βαρυτικός φακός

Σκηνή 3 η : Hubble Space Telescope Βαρυτικός φακός Abell

Η βαρυτική καμπύλωση του χωρόχρονου

Η εξέλιξη των αστεριών

Η μαύρη τρύπα

Σκηνή 4 η (και τελευταία): Stephen Hawking, Άγγλος, 1974, 32 ετών Οι μαύρες τρύπες «δεν είναι και τόσο μαύρες», καθώς εκπέμπουν ακτινοβολία.

Τι είδαμε Πράξη 1 η : Η Γη και τα αστέρια αποτελούνται από τα ίδια χημικά στοιχεία Πράξη 2 η : Τα αστέρια κινούνται Το Σύμπαν διαστέλλεται Πράξη 3 η : Τα θερμότερα αστέρια είναι μπλε και τα ψυχρότερα κόκκινα Πράξη 4 η : Υπάρχουν αστέρια που είναι πολλαπλά Με τους κηφείδες μετράμε αποστάσεις Πράξη 5 η : Η βαρύτητα καμπυλώνει το φως

Απορία: Γιατί τα χημικά στοιχεία στη Γη είναι ίδια όπως στα αστέρια;

Πριν το μεγάλο φινάλε

Έκρηξη σουπερνόβα το 1054 μ.χ. (Μ1)

Νέα άστρα από το θάνατο άλλων άστρων

Νεφέλωμα του Ωρίωνα, ένα μαιευτήριο άστρων

Αστρογέννεση

Πρωτοπλανητικοί δίσκοι

Το ηλιακό μας σύστημα

Ο πλανήτης Γη

Σε τελική ανάλυση

Ευχαριστώ!!! Κύρια πηγή: Μ. Δανέζη Σ. Θεοδοσίου, «Το Σύμπαν που αγάπησα», εκδ. Δίαυλος 2012