Het heelal

Inleiding: Het heelal. Wat is dat nou precies? Wij vieren denken daarover als een grote lege ruimte met alleen wat rotsblokken daarin. Maar er is meer, dat weten we zeker. Dat willen we te weten komen door ons werkstuk. Zijn er nog meer planeten behalve de negen die we nu al kennen? Is er leven op een andere planeet? En waar bestaat alle planeten uit. Dit vonden wij een perfecte gelegenheid om op al deze vragen een antwoord te vinden en die wel of niet in ons werkstuk te verwerken. We hebben het in acht hoofdstukken onderverdeeld en die weer in een aantal paragrafen. Wat in elk hoofdstuk staat kun je vinden in de inhoudsopgave. Aan het eind van ons werkstuk staat nog een evaluatie. Daar staat in hoe wij terugdenken over ons werkstuk. 1 Het heelal: 1.1 Hoe groot is het heelal? De grootte van het heelal kan niet worden vastgesteld. Wel is het duidelijk dat het heelal een einde heeft, maar waar dat einde zit is een grote vraag. Het heelal heeft geen rand, daarom kan niet worden vastgelegd waar het heelal stopt. Het heelal kan vergeleken worden met het tweedimensionale oppervlak van een bol: dan is het heelal vergelijkbaar met een luchtballon, waarvan de straal bij opblazen maximaal toeneemt, en weer minimaal wordt bij leeglopen. Voor ons, mensen is het totale volume van het heelal nu eindig, terwijl het geen rand heeft. Elk punt wordt gezien, als een punt op de luchtballon (de luchtballon stelt het heelal voor) dat verwijdert van alle andere punten bij het opblazen, en bij leeglopen weer andere punten nadert. Op deze wijze kan de waargenomen toeneming van de afstanden tussen de stelsels verklaren.
1.2 Waaruit bestaat het heelal? Het heelal bestaat uit: • Nevels
Nevels zijn gascomplexen die door het bijzijn van jonge hete sterren tot licht worden gebracht. Er zijn verschillende soorten nevels: Ringnevels of planetaire sterren zijn gas schillen die door een centrale ster worden uitgestoten. Bij reflectienevels word het lichten van het gas veroorzaakt door verstrooien en reflecteren van sterrenlicht aan interstellair stof (stof wat tussen de verschillende sterren aanwezig is.) Bij donkere nevels wordt het licht van sterren door stofdeeltjes in een wolk geabsorbeerd. • Melkwegstelsels
Er zijn miljoenen melkwegstelsels. Het melkwegstelsel waarvan ons zonnestelsel deel uitmaakt is ‘’onze’’ melkweg. Elk melkwegstelsel heeft de vorm van een platte schijf met spiraalstructuur en bestaat uit miljarden lichtgevende sterren in een schijfachtige structuur. Daardoor ziet de melkweg er vanaf de aarde uit als een lichtgevende band. • het zonnestelsel
Het zonnestelsel is het geheel van planeten planetoïden, kometen, meteoroïden en interplanetaire materie die zich rond de zon bewegen. • De planeten
Het heelal bestaat uit de volgende planeten: - Mercurius - Venus - Aarde - Mars - Jupiter - Saturnus - Uranus - Neptunes - Pluto 1.3 Hoe is het heelal ontstaan? Het heelal is ontstaan vanuit één punt, een punt met een oneindig klein volume en een oneindige grote dichtheid. Door een enorme explosie, de oerknal ook wel de big bang genoemd, is dit punt uit elkaar ‘’geknald’’. Deze explosie heeft ongeveer vijftien miljard jaar geleden plaatsgevonden. Vlak na de explosie had het heelal een temperatuur van meer dan honderd miljard graden Celsius. Door dat het heelal ‘’uitzetten’’ is de temperatuur afgekoeld. Drie minuten na de explosie was de temperatuur nog maar één graden Celsius. Miljoenen jaren later was de temperatuur enorm afgekoeld, er ontstonden reusachtige wolken waterstofgas. Hieruit is ons melkwegstelsel ontstaan. 2 Sterrenstelsel 2.1 Wat is een sterrenstelsel? Het begin van een ster is een uitgestrekte wolk van stof en gas. De wolk bevat waterstofgas en is erg ijl, maar als er bijvoorbeeld een schokgolf plaatsvindt kan de gaswolk op verschillende plaatsen een grotere dichtheid krijgen. Er beginnen gasdeeltjes samen te klonteren, door de zwarte kracht klonteren de gasdeeltjes miljoenen jaren door. Uiteindelijk ontstaat er een grote klont die weer gas en stofdeeltjes aantrekt. Alle deeltjes worden naar een plek getrokken, op die plek botsen ze tegen elkaar aan. Door de botsing worden de deeltjes heter, na een tijdje begint de plek waar alle deeltjes bij elkaar zijn gekomen te gloeien. Dit noemt men een protoster. De temperatuur van de protoster loopt op tot vijftien miljoen graden, de temperatuur is hoog genoeg voor de vorming van kernenergie. De protoster wordt steeds kleiner en gaat steeds sneller draaien. Er ontstaat een dikke platte klonterige schijf. Deze klonten kunnen of andere sterren worden of planeten. Als de ster begint te schijnen blaast de ster samen met andere sterren door de hitte en gas nevels weg. Na miljoenen jaren bereikt het licht van een ster de aarde en licht zich aan de hemel op. Vele sterren verzamelen zich bij elkaar, dit noem je een sterrenstelsel. 2.2 Wat weet je van het melkwegstelsel? Er zijn miljoenen melkwegstelsels. Het melkwegstelsel waarvan het zonnestelsel deel uitmaakt is ‘’onze’’ melkweg. Ons zonnestelsel bestaat uit de zon en de volgende planeten; Mercurius, Venus, Aarde, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunes en Pluto. Naast ons zonnestelsel bevat de melkweg ook nog twee honderd miljoen sterren. Elk melkwegstelsel heeft de vorm van een platte schijf met spiraalstructuur. Onze melkweg ziet eruit als een lichtgevende band doordat de zon zich in de schijf van de melkweg bevindt.
2.3 Hoe ontwikkelt zich een melkwegstelsel? Een melkwegstelsel is een sterrenstelsel. Voordat een melkwegstelsel zich ontwikkelt, ontwikkelt eerst een ster. Ongeveer honderd miljard sterren komen bij elkaar, deze worden door de zwaarte kracht bij elkaar gehouden zo vormen ze samen een melkwegstelsel. 3 Het Zonnestelsel. 3.1 Waaruit bestaat een zonnestelsel? Een zonnestelsel bestaat uit een ster waar een of meerdere planeten om heen draaien, ons eigen zonnestelsel bestaat uit de zon, negen planeten waaronder de aarde (die in de zelfde richting om de zon draaien), 63 satellieten (manen) van planeten, en veel kleinere lichamen (kometen en asteroïden). In het midden van het zonnestelsel staat de zon, dan van binnen naar buiten, Mercurius, Venus, Aarde, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus en Pluto. Je kan de planeten op verschillende manieren indelen bijvoorbeeld op waar ze uit bestaan. Er zijn dan de steenachtige planeten, dat zijn: Mercurius, Venus, Aarde en Mars. Deze 'aardse planeten' bestaan vooral uit steen en metalen en hebben vergeleken met de andere planeten grote dichtheden. Ze hebben ook een trage rotatie (draaibeweging rond hun as), een vast oppervlak, geen ringen en maar één of meer manen. Er zijn dan ook de joviaanse of gasplaneten. Dat zijn Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. Die bestaan vooral uit waterstof en helium en hebben een lage dichtheid, een snelle rotatie, een diepe atmosfeer. Deze planeten hebben ringen en veel manen. Als we verder af gaan op de samenstelling, dan hoort Pluto bij geen enkele van bovenstaande groepen. Pluto lijkt meer op een komeet. 3.2 Hoe ver staan de planeten van elkaar af? Ook onze planeten staan op ontzettend grote afstanden van elkaar, een makkelijke manier om de afstanden in ons zonnestelsel voor te stellen is alle afstanden in het zonnestelsel delen door miljard. De Aarde zou dan 1,3 cm zijn in diameter. De maan zou zich op een voet afstand bevinden. De zon zou 1,5 meter in diameter en zo een 150 meter van de aarde staan. Doen we dit met Jupiter dan heeft die een doorsnede van 15 cm en is die 750 meter verwijderd van de zon, Saturnus is dan 1500 meter verwijderd van de zon en Uranus en Neptunus z’on 2000 en 3000 meter. Met deze schaal zou een mens nauwelijks zo groot zijn als een atoom. 3.3 Is er nog een tiende planeet? Sommigen onderzoekers dachten dat er nog een andere planeet in het zonnestelsel is die we nog niet hebben ontdekt. Dit is maar een veronderstelling die gebaseerd is op recente meetgegevens. De planeten Uranus en Neptunus vertonen afwijkingen in hun banen. Door een nauwkeurige berekening van hun baangegevens konden ze de exacte positie van Pluto bepalen. Maar de aanwezigheid van Pluto (met haar maan Charon) was niet de reden van de afwijkingen in de baan van Uranus en Neptunus. Eén van de oplossingen zou kunnen zijn dat er zich nog een relatief zwaar 'object' buiten de baan van Pluto bevindt. Maar waarschijnlijk gaat het dan niet om een echte planeet maar om zoiets als Pluto: een grote planetoïde met een diameter van 200 tot 300 km. Een andere mogelijkheid is dat het wel zeer massief is, maar eerder donker, zodat we het uitsluitend kunnen zien met infraroodstraling. In 1983, werd er met een infraroodtelescoop 99% van de hemel af gezocht, uiteindelijk werd er niets verdacht gezien. Dit bewees dat er maar een kleine kans is op een 10de planeet. De plaats van ons zonnestelsel in het heelal valt niet te bepalen want we weten niet waar het einde is van het heelal is en of het een einde heeft we weten alleen dat ons zonnestelsel zich bevind in een arm van ons melkwegstelsel. 4 Planeten: 4.1 Wat zijn planeten? Wat planeten precies zijn is nog onduidelijk. Veel astronomen zijn het niet met elkaar eens over wat nou wel en wat nou niet een planeet is. Maar waarschijnlijk zijn het hemellichamen die in een vaste banen om een ster draaien. In ons zonnestelsel draaien alle planeten om de zon. Verder zou een planeet niet groter mogen zijn dan 7,5 procent van de massa van de zon. Anders zou het binnenin de planeet te heet worden waardoor waterstof in helium wordt omgezet, en zo zou die planeet zelf voor warmte zorgen. Iets dat juist een kenmerk is van een ster. Ook de ontstaanswijze is bij planeten anders. Een planeet is waarschijnlijk een samenklontering in de materie wolk rondom een pasgeboren ster. Ook stralen planeten geen licht af. Ze weerkaatsen het alleen. Ook kunnen we planeten onderscheiden in twee groepen. De steenachtige die dicht bij de zon liggen en gasvormige die verder van de zon afliggen. Pluto hoort alleen tot geen van deze twee groepen. Daarom wordt er ook wel eens afgevraagd of Pluto wel een planeet is. Dit zijn de negen planeten van ons zonnestelsel, deze planeten zijn onder de meeste mensen wel bekend: Naam soort oppervlak diameter

Mercurius steenachtig 4878 km. Venus steenachtig 12104 km. Aarde steenachtig 12756 km. Mars steenachtig 6788 km. Jupiter gas 142893 km. Saturnus gas 120000 km. Uranus gas 50800 km. Neptunus gas 48600 km. Pluto steen/ijs 2280 km. 4.2 Wat zijn manen? Een maan is een hemellichaam dat rond een groter hemellichaam draait. Rond de aarde draait niet alleen een natuurlijke maan (de maan) maar ook een paar duizend kunstmanen gelanceerd vanaf het oppervlak van de aarde. De meeste planeten uit ons zonnestelsel hebben één of meer natuurlijke manen. De grootste planeten hebben er zelfs meer dan tien. Satelliet is een ander woord voor maan. Ook de maand is vernoemd naar de maan. 4.3 Wat zijn kometen? Een komeet is een mengeling van ijs (zowel water als bevroren gassen) en stof. Welke niet opgenomen zijn door planeten bij het ontstaan van het zonnestelsel. Ze worden ook wel vuile sneeuwballen genoemd. Kometen bewegen in langgerekte banen rond de zon. Als ze in de buurt van de zon komen verdamt het ijs. Ook spuiten dan gas en stof van het oppervlak de ruimte in . De staart van een komeet wijst altijd van de zon af, omdat ze worden weggeblazen door de zonnewind en het zonlicht. Als kometen te dicht bij een planeet komen dan worden ze aangetrokken door die planeet en storten er op neer. De vallende sterren die we zien zijn eigenlijk kometen. 5 asteroïden: 5.1 Wat zijn asteroïde en door wie zijn ze ontdekt? Tussen de banen van Mars en Jupiter bevindt zich een gordel van ontelbare stenige brokstukken. Deze brokstukken worden asteroïden of planetoïden genoemd. Er zijn er ook enkele die buiten de baan van Jupiter of binnen de baan van Mars komen. Ze komen af en toe zelfs vrij dicht bij de aarde, in 1994 kwam planetoïde 1994 XM1 tot minder dan 100 000 km van de aarde vandaan, dat is dichter dan de maan. Wetenschappers gingen ongeveer 200 jaar geleden op zoek naar een ‘ontbrekende planeet’ tussen Mars en Jupiter. Op 1 januari 1801 dacht de Italiaanse astronoom Guiseppe Piazzi deze planeet gevonden te hebben, terwijl hij naar het sterrenbeeld ‘de Stier’ aan het kijken was. Hij zag namelijk ergens in de ruimte een lichtje dat nog niet op de sterrenkaart stond. Toen hij de volgende avond weer keek, zag hij dat het lichtje zich verplaatst had. Nadat Piazzi deze eventuele planeet 3 weken bestudeerd had, heeft hij de conclusie getrokken dat het dé ontbrekende planeet moest zijn. Hij noemde haar Ceres. De ‘planeet’ Ceres, die Piazzi dacht ontdekt te hebben, was echter geen planeet maar de eerste ontdekte asteroïde. Het is niet zo raar dat Ceres als eerst ontdekt is, dit is namelijk ook de grootste asteroïde van de vele die er zijn. Ceres heeft een doorsnede van 913 km. Wetenschappers hebben hierna in plaats van de door hun verwachte planeet, een eindeloze hoeveelheid steenblokken in de ruimte tussen Mars en Jupiter aangevonden. Deze steenblokken hadden niet hetzelfde formaat, sommige waren groot, andere klein. De steenblokken bleken om de zon heen te draaien. Wetenschappers noemden ze asteroïden, wat in het Grieks ‘sterachtigen’ betekent. Er wordt verwacht dat er zo’n miljoen asteroïden bestaan. De meeste hiervan zijn echter te klein om vanaf onze aarde waar te nemen. Ze zijn zo klein dat als alle asteroïden zich samen zouden smelten tot één geheel, zou dit geheel nog kleiner zijn dan de maan! Asteroïden botsen vaak op elkaar, hierbij breken ze vaak op in stukken of smelten ze juist samen. Sommige brokstukken van asteroïden die ontstaan bij zo’n botsing, vallen op aarde neer als meteorieten. 5.2 Asteroïdegordels: De meeste asteroïden bevinden zich in de zogenaamde asteroïdengordel. Dit is een gebied tussen Mars en Jupiter. Alle asteroïden die zich in deze gordel bevinden, draaiden dezelfde kant op als de planeten en ze doen er 3 tot 6 jaar over om rond de zon te draaien. Sommige asteroïden draaien buiten de gordel, dat zijn 2 groepen: de Trojanen en de Amers. De Trojanen draaien in dezelfde baan als Jupiter. De Amers kruist de baan van Mars. Naast deze 2 groepen zijn er ook nog asteroïden die dichtbij de aarde staan. Deze worden ook wel Apollo’s en Alens genoemd. Gelukkig zijn er hier maar weinig van en valt er slechts één asteroïde in de 500.000 jaar op de aarde.
5.3 Soorten asteroïde: Asteroïden zijn allemaal opgebouwd uit verschillende bestandsdelen. Er zijn 12 verschillende soorten asteroïden, de 3 meest voorkomende soorten staan hieronder beschreven. - C-type Deze zijn zwart van kleur en bevatten veel koolstof. Het is de meest donkere soort, doordat de stof koolstof het zonlicht slecht weerkaatst. C-typen asteroïden komen het meeste voor en bevinden zich aan de buitenkant van de asteroïdengordel. - M-type Deze soort bestaat uit nikkel en ijzer en zijn hierdoor zilver /grijsachtig van kleur. Ze zijn de felste asteroïden soort, doordat ze het zonlicht goed kunnen weerkaatsen. Ze komen vooral voor in het midden van de gordel, daarnaast zijn ze ook de minst voorkomende soort van deze 3. - S-type De s-types bevatten silicaat en zijn roodachtig van kleur, dat een beetje doet denken aan de kleur van strandzand. Ze zijn te vinden aan de binnenkant van de gordel. 5.4 Satellieten: Het zogenaamde satelliettijdperk begon op 4 Oktober 1957 toen de USSR de Spoetnik 1. lanceerde. Dit was een bol van metaal. Er was een kleine radiozender en een thermometer aan boord van de satelliet. De Spoetnik 1. stuurde enkele radiosignalen naar de aarde, maar na 90 dagen viel hij terug in de atmosfeer en verbrandde hij, het was over. De VS lanceerde in Januari '58 hun satelliet, de Explorer 1. Deze satelliet stuurde informatie terug door middel van straling. De eerste satellieten hadden meestal een wetenschappelijk. Men wilde weten hoe het in de ruimte in elkaar zat. De Telstar in 1962 zorgde voor het beïnvloeden van het dagelijks leven. Deze satelliet stuurde live satellietbeelden over de Atlantische Oceaan. Door het type baan werkte hij niet zo lang. In 1965 werd er nog een satelliet gelanceerd, de "Eagle Bird". Deze had een beter baan en daardoor werkte hij goed. De Spoetnik 1. Een satelliet is letterlijk een voorwerp dat om iets heen draait. De maan die om de aarde heen draait is bijvoorbeeld een natuurlijke satelliet. Maar met een satelliet bedoelen we kunstmatige satellieten die door mensen zijn gemaakt, die elke dag rond de aarde heen draaien en elke seconde duizenden signalen opvangen en versturen. Satellieten worden gebruikt om gegevens mee uit te wisselen over de hele wereld. Je kan bijvoorbeeld militaire doelen fotograferen met spionagesatellieten, met observatiesatellieten kan men foto's van landschappen maken om landkaarten te kunnen maken. Onder andere zeevaarders, piloten en reizigers worden geholpen door navigatiesatellieten om de weg te vinden. Denk maar aan een navigatiesysteem in je auto. En tenslotte kan thuis iedereen met een verbinding televisie kijken dankzij satellieten. De opkomst van satellieten wordt steeds groter
Een satelliet is een van de duurste apparaten ter wereld. Maar door het lichter maken van de onderdelen, wordt het goedkoper om hem te lanceren. Een satelliet moet tegen extreem koude en extreem warme temperaturen bestand zijn. Er zijn twee vormen satellieten: een cilinder, die meestal 5 meter lang is en
de kubus, meestal zo rond de 1.8 meter aan iedere kant). Bij beide vormen zijn er aan alletwee de kanten zonnepanelen aangebracht die energie leveren. Radiosignalen die van het grondstation naar de satelliet gestuurd worden om hem te besturen noemen we een uplink. En als de satelliet gegevens over zichzelf, zijn metingen en foto’s naar het grondstation stuurt, noemen we dat een downlink. Apparaten die de signalen van het grondstation naar de satelliet versterken noemen we transponders, deze signalen worden via een andere antenne naar een ander grondstation op aarde verzonden. Op deze manier herhalen communicatiesatellieten signalen over grote afstanden. 6 De zon en de maan: 6.1 Wat is een zonsverduistering? Af en toe schuift de maan voor de zon langs en wordt de heldere zonneschijf gedeeltelijk afgedekt. Dit noemen wij een zonsverduistering. Zon aarde
Hierboven staat een schets getekend van een zonsverduistering. De zon is in werkelijkheid wel veel groter dan de aarde. Zo'n situatie als hier getekend komt heel weinig voor. De zon lijkt dan even groot als de maan die er voor schuift. Als de maan er helemaal voor zit dan ontstaat er een prachtig licht. Een zonsverduistering zie je ook niet overal op de wereld maar een heel klein gedeelte van de aarde wordt overdekt door de kernschaduw waar de aarde voor zorgt. 6.2 Wat is een maansverduistering? Een maansverduistering is iets anders dan een zonsverduistering. Hier wordt de maan volledig afgedekt door de aarde van de zon. Overal waar het op dat moment nacht is kan dit zien. Zo ziet een maansverduistering er schematisch uit. Zon aarde maan
Zoals je hier ziet wordt de maan volledig afgedekt door de aarde. De gehele maan licht in de schaduw van de zon. Dit komt ook niet vaak voor. Ook al zou je denken dat het elke maand zou gebeuren. Dit is voor alle astronomen nog een groot raadsel. 6.3 Hoe ontstaat zomer en winter op planeten? Zomer en winter ontstaan doordat de zon hoger of lager aan de hemel staat. Dus de afstand van de zon tot de aarde maakt niks uit. In de winter staat de zon zelfs dichter bij de planeet dan in de zomer. Dus hoe hoger de zon aan de hemel staat hoe warmer het is. Hier staan zomer en winter weer schematisch afgebeeld. Winter zomer

Het opperblak dat de lichtbundel in de winter moet verwarmen is zoals je ziet veel groter dan in de zomer. Dit is ook de reden waarom er op de evenaar nauwelijks seizoenen zijn. De zon staat daar altijd even hoog aan de hemel. 7 Heelal vroeger en nu: 7.1 Hoe dachten de mensen voeger over het heelal? Het heelal is alles wat bestaat, niet alleen ons zonnestelsel met de sterren en melkwegstelsels daarbuiten, maar echt alles wat er is. Aan het heelal zijn geen grenzen. Telescopen laten ons maar een heel erg klein deel ervan zien, maar het heelal is oneindig groot. Je denkt misschien dat ons zonnenstelsel groot is en dat is ook wel zo als je het vergelijkt met de afstand tussen de aarde en de maan, maar vergeleken met het heelal is ons zonnestelsel nog miljoenen malen kleiner dan één cel in het lichaam van een walvis! Het heelal ontstond uit een enorme explosie die zo’n 18 miljard jaar geleden plaatsvond, dit word ook wel de ‘Oerknal’ of de ‘Big Bang’ genoemd. Ruimte, tijd en materie ontstonden allemaal tegelijk met deze Oerknal. De eerste hol mensen zagen de sterrenhemel als een reusachtige dierenhuid. De sterren waren kleine gaatjes in die reusachtige huid, en door die gaatjes scheen het felle licht van de godenwereld daarbuiten. In het oude Egypte geloofden ze dat de hemel het lichaam was van de godin Noet. De Babyloniërs beschouwden de aarde als een platte, door oceaan omringde schijf. De Griekse geleerde Pythagoras was de eerste persoon die zich de aarde voorstelde als een bol, en niet als een platte schijf. Aristoteles dacht dat de zon en planeten om de aarde heen draaiden net als de Alexandriaanse onderzoeker Ptolemaeus. Tot in de middeleeuwen geloofden de mensen in het ‘Ptolemaeïsche stelsel’ In 1543, meer dan 1500 jaar naar Ptolemaeus, verkondigde de Poolse astronoom Nicolaus Copernicus een ander beeld van de wereld. Uit zijn berekeningen bleek dat de zon het middelpunt moest zijn van het heelal. De kerk was het hier helemaal niet mee eens en verbood voor lange tijd het geloof in het ‘Copernicaanse stelsel’. In het najaar van het jaar 1610 bewees de Italiaanse geleerde Galileo Galileï dat de stelling van Copernicus klopte. Door een telescoop zag hij schaduwen van de maan van Venus. Dit kon alleen verklaard worden als Venus om de zon heen draaide, en niet om de aarde. In 1576 kwam de Engels man Thomas Digges erachter dat het heelal oneindig was. Maar dacht men nog wel dat de sterren op een en dezelfde plek stonden. Pas in 1717 constateerde Edmond Halley de bewegingen van de sterren. 7.2 De telescoop Door de ontwikkeling van de telescoop was er een enorme groei van kennis mogelijk. Galileï heeft de telescoop niet zelf uitgevonden, hij ging door op het idee van Lippershey. Galileï verbeterde de telescoop in 1609, door deze simpele telescoop kon hij zijn belangrijkste ontdekking doen: hij ontdekte de verschillende fases van Venus en de manen van Jupiter. Galileï gebruikte een telescoop met 2 lenzen die drie keer vergrootte, maar al snel had hij de telescoop verbeterd zodat hij tot 32 keer kon vergroten. Galileï heeft zijn ontdekkingen kunnen doen door de twee belangrijke eigenschappen van een telescoop: de vergrotende eigenschap en de eigenschap om licht op te kunnen vangen. Het eerste wat met een telescoop in het heelal ontdekt werd waren de drie manen van Jupiter. Later werd er nog een vierde ontdekt. Galileï ontdekte ook dat Saturnus ringen had, dat het oppervlakte van de maan niet regelmatig vlak was, dat de melkweg uit groepen sterren bestond en dat er vlekken op de zon zaten. 7.3 Johannes Kepler Johannes Kepler was een Duits astronoom, die bekend werd door zijn uitwerking van de wetten van planeetbewegingen in de wetten van Kepler
Johannes Kepler
Kepler is vandaag de dag nog een erg belangrijk persoon in de wereld van de astronomie. Hij was de 1e die heeft geprobeerd de bewegingen van planeten dynamisch te verklaren. Maar vooral is hij bekend geworden door zijn 3 wetten. Wet 1: Elke planeet beschrijft een elipsvormige baan om de zon, waarvan de zon 1 der brandpunten inneemt. Dit betekent dat de afstand van een planeet tot de zon verschilt in elk punt van zijn loopbaan. Wet 2: De voerstralen van de zon beschrijven in gelijke tijden, gelijke oppervlakten. Dit betekent dat bijv. in een week tijd, de aarde NIET dezelfde snelheid heeft als in een andere week in het jaar, maar wel een even grote oppervlakte van de voerstraal heeft gevormd. Hieronder zie je een plaatje, van hoe dit in zijn werk gaat. Elke ‘taartpunt’ (voerstraal van de zon), heeft een even grote oppervlakte, alleen is de lengte van de zijde die aan de rand van de ellips ligt, wel verschillend, uit dit plaatje kun je goed zien dat ‘ie bij sommige heel lang is, in die week of periode heeft de aarde dus veel afstand afgelegd. Wet 3: Op plaatsen waar de zon de planeten het dichtst nadert, is de aantrekkingskracht groter en heeft de planeet een grotere omloopstijd. 8 Ruimte apparaten: 8.1 Hoe werkt een zonnewijzer? Er zijn veel verschillende soorten zonnewijzers van een simpele stok in de grond tot hele wiskundige constructies. Poolstijlzonnewijzers zijn het meest bekende en meest verspreide zonnewijzertype. Vroeger waren ze onmisbaar voor de het weten van de tijd,nu worden ze vooral gebruikt voor de sier. Het is een verkeerd idee dat je goed moet zijn in wiskunde om te weten hoe een zonnewijzer werkt of om er een te bouwen. Een poolstijlzonnewijzer bestaat uit een rechte staaf (de poolstijl) waarvan de schaduw overdag op een wijzerplaat staat. Het vlak van die wijzerplaat heet het tafereel. Meestal noemt men de staaf die (of het ding dat) de schaduw voortbrengt, ook wel gnomon. De zonnewijzerkunde heet dan ook gnomonica. Hoe verschillend zonnewijzers kunnen uit zien het principe blijft het zelfde. De zon staat op zijn hoogste punt altijd precies in het zuiden, dus de staaf van de zonnewijzer staat precies naar het noorden de hoek waaronder de staaf staat in niet belangrijk. De aarde draait altijd even snel daardoor draait de schaduw van de staaf ook gelijkmatig, Een zonnewijzer komt meestal niet overeen met de tijd op een mechanische klok, omdat de aarde is verdeeld in 24 uur zones. de afwijking is hieronder te zien op het plaatje.
8.2 Hoe werkt een telescoop? Een telescoop vergroot een voorwerp dat ver weg staat, in een eenvoudige telescoop zit aan de voorkant een grote zwakke bolle lens (objectief) en de lens waarin je kijkt een kleine sterke bolle lens (oculair). Als het oblectief groter is vangt het meer licht op en dan krijg je een helderder beeld en meer dingen aan de hemel worden zichtbaar. Het oculair moet een sterke lens zijn om het beeld goed te vergroten want het werkt op het zelfde principe als een vergrootglas, omdat het objectief het beeld omdraait zie je alles omgekeerd. Het is altijd handig om de vergroting van een telescoop te weten, om de vergroting van een telescoop te berekenen moet je de brandpuntsafstand van het objectief te delen door de brandpunt afstand van het oculair. Dus hoe minder sterk het objectief en/of sterker het oculair hoe beter de telescoop vergroot. 8.3 Hoe werkt een afstandsmeter? Een afstandsmeter wordt gebruikt voor het meten van de afstand naar plaatsen waar je niet kan komen. Dit gebeurt met driehoeksmeting op twee punten waarvan we weten hoever ze hemelsbreed uit elkaar liggen wordt gemeten onder welke hoek ze staan met het voorwerp dit werkt met alle driehoeken maar is het makkelijkst met een rechthoekige driehoek. Dan kan je dankzij tangens de afstand tot het voorwerp uit reken. Voor sterren wordt de omloop van de aarde om de zon gebruikt zoals te zien op het plaatje, van de aarde wordt de hoek naar de ster berekend, als de aarde aan de andere kant van de zon staat wordt de hoek weer gemeten en dan kan je de onbekende (X) uitreken (Y is bekend). Dus: tan60 = X/Y. De reden dat de aarde aan de andere kant van de aarde moet staan is omdat als Y een te kleine afstand is is het niet berekenbaar want de ster heeft een te grote afstand. Hoofdstuk 9 9.1 Evaluatie: De samenwerking liep bijzonder goed. Wij vieren worden meestal gezien als de leerlingen met de meeste concentratie. We wilden nou eens laten zien dat we wel degelijk een super werkstuk konden maken. De tijd die we aan het werkstuk hebben besteed hebben we uiterst nuttig besteed. Er is geen tijd verloren gaan aan geklets of iets dergelijks. En wat ons ook nog opviel was dat we met plezier aan het werkstuk hebben gewerkt. Niemand zat tijdens het maken te mopperen of te zeuren dat het zo wel goed was. Nee, het moest perfect worden. En voor ons is het perfect, en dat is iets wat voor ‘ons’ heel erg geldt. 9.2 Bronvermelding: www.astro.uu.nl
www.apeldoorn-onderwijs.nl
www.govertschilling.nl
www.sterrenkunde.com 6.4 Logboek: Zondag 7 maart: 14.00 uur → we hebben afgesproken om een begin te maken aan ons werkstuk bij Rieks thuis. 14.15 uur → we beginnen. 15.00 uur → Alle informatie is gevonden. We beginnen met de inleiding en de motivatie. 15.30 uur → We spreken af nu al een begin te maken aan ons logboek. De inleiding is af. 16.00 uur → Rieks komt met het idee het werkstuk in paragrafen op te splitsen en dat gebeurt ook. 6.15 uur → We beginnen met deelvraag 1. Iedereen werkt aan paragraaf maar we ruilen constant door om het zo goed mogelijk te maken. 17.30 uur → Iedereen gaat naar huis. Vrijdag 12 maart: 15.30 uur → we zijn met z’n alle uit school weer naar Rieks gegaan en beginnen met deelvraag 2. 17.00 uur → we maken alvast een start met deelvraag 3. Deelvraag 2 is dan net afgerond. 18.00 uur → iedereen gaat weer naar huis
Vrijdag 19 maart: 16.30 uur → we maken deelvraag 3 af en spreken af om zondag weer te verzamelen en de kern af te maken. 18.00 uur → Deelvraag4 is al aardig af maar iedereen moet naar huis. Zondag 21 maart: 14.00 uur → We beginnen weer met Deelvraag 4 15.00 uur → we zijn dat deelvraag 4 te lang wordt en ronden het af. 16.15 uur → de conclusie is af 17.00 uur → we hebben al plaatjes gevonden maar printen eerst het kladversie uit en controleren het op spel fouten. Maandag 22 maart: 16.00 uur → de titelpagina, de inhoudsopgave en het logboek worden gemaakt. 17.00 uur → er wordt een evaluatie aan toegevoegd. 17.30 uur → het werkstuk is af!