Heelal

Inleiding Ik doe deze praktische opdracht over het heelal. Het heelal vind ik een interessant onderwerp. Ik weet er al het een en andere van maar het blijft altijd fascinerend. In mijn praktische opdracht verwerk ik eigenlijk waar het heelal uit bestaat. In het eerste hoofdstuk leg ik uit hoe het heelal is ontstaan. En in de rest van het werkstuk word uitgelegd wat er allemaal in het heelal plaatsvindt, zoals de Planeten, kometen en sterren. Het zijn dus eigenlijk geen deelvragen deze keer maar meer begrippen die worden uitgelegd De begrippen: -Ontstaan van het heelal -Planeten -Sterren -Zonnestelsel -Melkwegstelsels -Kometen
Inhoudsopgave Het ontstaan van het heelal - Wet van Hubble - Vorming van elementen Planeten
Sterren
Zonnenstelsel
Melkwegstesels
Kometen
Slotcommentaar
Bronvermelding
Logboek
Bijlage Het ontstaan van het heelal Kosmologen denken dat het heelal is ontstaan tijdens de oerknal zo’n 12 miljard jaar geleden. De Belg Georges Lemaître bedacht deze Oerknal, de Big Bang. Zijn theorie werd de Lemaître-Ganow theorie genoemd. Alles was geconcentreerd in één punt, de yelm genaamd. Met alles bedoelen we ook letterlijk alles: alle materie, straling en energie. De temperatuur was oneindig hoog. De yelm was een compacte bol. Op een gegeven moment werd er genoeg energie geproduceerd om de binding van de zwaartekracht, die deze bol bij elkaar hield, te breken, en door heel de ruimte te exploderen. De bol knalde toen met een enorme kracht uit elkaar. De inhoud van de bol werd in alle richtingen weggeslingerd over steeds grotere afstanden, net zoals bij een explosie. In de jaren zestig werd definitief aangetoond dat de oerknal heeft plaatsgevonden. In 1978 kregen Dr. Penzias en Wilson daar de Nobelprijs voor de natuurkunde voor. Zij hebben bewezen dat er nog steeds deeltjes in het heelal aanwezig zijn die ontstaan zijn tijdens de Oerknal. Ook hebben ze de oerknal-theorie verder uitgewerkt Wet van Hubble In 1929 nam de Amerikaanse astronoom Edwin Hubble de uitdijing van het heelal waar. Aan de hand van zijn metingen stelde hij vast dat alle melkwegstelsels zich van ons af bewegen. En hoe verder ze gaan, des te groter hun snelheid is. Zijn resultaten vatte hij samen in de formule: v = H x d. De letter v is de snelheid van het melkwegstelsel en d is de afstand tot ons. H is een constante en wordt de constante van Hubble genoemd. Als men de Hubble-formule omdraait, komen we aan de hand van deze constante uit bij het tijdstip, dat als geboortetijd van het heelal kan worden aangeduid, de Big Bang dus! De vorming van de elementen

De meeste chemische elementen waaruit ons lichaam bestaat, zoals koolstof en zuurstof, bestonden nog niet toen het heelal net was ontstaan. Ze werden pas miljarden jaren later in de sterren gevormd. Men neemt aan dat het net nieuwe heelal oorspronkelijk een soort soep was van elementaire deeltjes: quarks. De quarks klonterden na afkoelen van het heelal samen om protonen en neutronen te vormen, dat zijn de bouwstenen van atoomkernen. Omdat een proton de kern is van waterstof, was waterstof dus het eerste element dat na de oerknal werd gevormd. In de eerste fase na de oerknal werden ook nog helium en lithium gevormd, daardoor kon de straling zich doorzetten: het heelal was transparant geworden. Alle andere elementen werden pas miljarden jaren later binnenin sterren gevormd. Planeten. Ook het ontstaan van planeten was lang onduidelijk, maar het lijkt er op dat er enige helderheid gekomen is. Men heeft namelijk rond sterren platte stofschijven ontdekt, die wellicht het begin van planeten kunnen zijn. Bij vorming van een ster ontstaat er een platte ronddraaiende schijf van gas en stofdeeltjes rond de ster. Door verdichtingen in dit proces, vormen er grote bollen van gas en stofdeeltjes die zich samentrekken tot een grote bol. Dit zijn de planeten. In ons zonnestelsel bevinden zich negen planeten. Sterren Een ster is een grote bol die voornamelijk uit waterstof en helium bestaat. De zon is een ster, zoals er vele zijn. De waterstof in de kern van een ster wordt omgezet in helium, waardoor er energie vrijkomt onder de vorm van licht en warmte. Sterren worden geboren in samentrekkende wolken waterstofgas. Het gas wordt zo sterk samen geperst dat de temperatuur stijgt. Wanneer de temperatuur in het midden. 10 miljoen °C bereikt, botsen de kernen van waterstofatomen zo krachtig tegen elkaar dat ze versmelten en nieuwe kernen vormen. Deze kernfusie leidt tot de vorming van helium en het vrijkomen van energie als licht, zodat de ster gaat schijnen. In de ster zit dus waterstof, dat omgezet wordt in helium. Maar deze voorraad raakt ooit ook op, waardoor de ster minder warm wordt, waardoor ze ook roder wordt. Ook wordt een ster dan groter: de waterstof drukt naar buiten, de zwaartekracht naar binnen, waardoor de ster eerst krimpt. Dit zorgt ervoor dat er weer een reactie start en de ster plots meer energie uitstraalt zodat de waterstof zich weer uitzet en de ster uiteindelijk uitzet. Als een ster oud (rood en groot) is dooft ze uit en krimpt ze. Een sterrenhoop is een groep sterren die bij elkaar staan. Dit komt omdat deze sterren uit dezelfde gaswolk komen. Een voorbeeld hiervan zijn de pleiaden Zonnestelsel Ons zonnestelsel bestaat uit negen planeten, kometen, asteroïden en natuurlijk de zon.De volgorde van de planeten (vanaf de zon) is: Mercurius, Venus, Aarde, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, Pluto. Soms gebeurt het ook dat Neptunus de verste planeet is, omdat de baan van Pluto gedeeltelijk binnen de baan van Neptunus ligt. De zon is de centrale ster van ons zonnestelsel; alle planeten draaien er omheen, omdat de zon een erg groot zwaartekrachtsveld heeft. Dit komt ook omdat hij zo groot is. Hij is ongeveer 110 keer zo groot als de Aarde. De zon is zo’n 4,6 miljard jaar geleden ontstaan. Zonder de zon zou hier op Aarde geen leven mogelijk zijn. Ze geeft de aarde licht en warmte. De zon bestaat zoals alle sterren uit waterstof en helium. De oppervlaktetemperatuur van de zon is ca. 6000°C. Op de zon komen er zonnevlekken voor. Dit zijn koudere gebieden op de zon. Verder zijn er ook nog de protuberansen (zonnevlammen). Dit zijn "vulkanen" van gas. Deze kunnen tijdens een eclips (zonsverduidtering) gezien worden. Melkwegstelsels Kosmologen gaan ervan uit dat heel vroeg in het leven van het heelal, toen materie zich snel naar buiten verspreidde, groepen van enorme hoeveelheden materie begonnen te draaien rondom een gemeenschappelijk middelpunt. Dit waren vroege melkwegstelsels, die tot zulke grote afmetingen zouden groeien, totdat zij zouden botsen met andere melkwegstelsels. Een melkweg ziet er uit als een oplichtende band en is een gebied waarin miljarden sterren dicht bij elkaar staan. In onze melkweg is de zon één van die sterren. [plaatje] Kometen Kometen bestaan uit ijs en stof. De meeste kometen komen uit de 'Oort-wolk’, een gebied aan de rand van het zonnestelsel. Sommige kometen hebben banen rond de Zon, waarbij ze dicht langs de Zon gaan. Kometen zijn vanaf aarde vaak te zien, als een bal met een lange staart erachter. Als de kometen dichter bij de zon komen, veranderd hun meeste ijs in gas en krijgen de kometen een lange staart van gas. Deze staart wijst altijd in de tegenovergestelde richting van de Zon, vanwege de druk van het zonlicht en vanwege de zonnewind. Kometen die uit de Oort-wolk komen zijn vaak niet te voorspellen. De meeste draaien in zulke grote banen rond de Zon, dat ze meer eens in de paar honderd jaar te zien zijn.
Slotcommentaar Het heelal is een boeiend onderwerp. We komen er steeds meer van te weten maar veel dingen blijven nog onopgelost. Ik geloof zelf ook in de Oerknal theorie, ik geloof er niet in dat God alles zou hebben geschapen. Dat hele God gebeuren vind ik dan ook een zwaar achterhaald gebeuren. De kerk heeft zelfs geleerden in de middeleeuwen voor ketters uitgemaakt omdat ze dachten dat de Aarde niet het middelpunt van het heelal zou zijn. Terwijl die geleerden natuurlijk gelijk hadden werden ze dus fout behandeld door de kerk. Dit geeft naar mij mening ook aan dat hele God gebeuren niet klopt. Maar ieder zijn eigen mening of je nou in de paashaas, God of de Big-Bang theorie gelooft mij zegen heb je. Ik vond het wel leuk om informatie te zoeken over het heelal. Ik wist er wel wat vanaf maar nu weet ik er een stuk meer over. Sommige dingen waar wel moeilijk geformuleerd op internet maar dat was geen hindernis in het verwerken van de informatie. Naar sommige dingen ben ik wel benieuwd, zoals andere leefbare planeten, buitenaards leven, en ruimte kolonisatie, maar ik denk dat ik dat jammer genoeg niet meer ga meemaken. De ontwikkeling gaat wel snel maar ik denk dat het nog minstens honderd jaar duurt voordat er een kolonisatie is gestart op Mars bijvoorbeeld. Ook lijkt het met wel tof om te zien hoe de Aarde er uit ziet over vijf miljard jaar als de Zon gaat doven, dat lijkt me prachtig. Natuurlijk zijn de gevolgen niet prachtig, maar het verschijnsel zelf wel. Maar ik denk dat de mens dan allang niet meer op deze planeet leeft en misschien niet eens meer bestaat. Bronvermelding www.users.skynet.be/sky03361
www.wikipedia.nl
www.iselinge.nl/scholenplein/pabolessen/00012bheelal2
www.apeldoorn-onderwijs.nl/ruimte/heelal.htm Logboek wanneer hoelang wat waar
Alle lessen - Informatie School
07-05 20 minuten Informatie Thuis
09-05 40 minuten Rest werkstuk Thuis
12-05 60 minuten Verbeterd Thuis Bijlage Oerknal
Oerknal of Big Bang is de populaire benaming van de kosmologische theorie die beschrijft hoe het heelal zo'n 13,7 miljard jaar geleden met een enorme explosie is ontstaan. De term explosie is eigenlijk niet juist. Bij een explosie worden brokstukken materie de ruimte ingeslingerd, terwijl bij de oerknal ruimte en tijd ontstonden. De term 'Big Bang' werd voor het eerst door Fred Hoyle in 1950 gebruikt - als een sarcastische aanduiding om zijn afkeer van de theorie tot uitdrukking te brengen. Onderzoek met de Wilkinson Microwave Anisotropy Probe heeft de leeftijd met een nauwkeurigheid van 1 procent op 13,7 miljard jaar weten te bepalen. Voordat de theorie van de Big Bang werd geformuleerd ging men uit van een statisch heelal: een heelal dat er altijd was en altijd zal zijn. Uit de zwaartekrachtwet van Newton volgt echter dat zo'n heelal zou instorten. Newton onderkende dat probleem, maar poogde dat in een briefwisseling met Richard Bentley te weerleggen door te stellen dat als de materie gelijkmatig in een oneindige ruimte verdeeld was er geen middelpunt zou zijn, waar het naar toe zou vallen. Voorgeschiedenis
Einstein ging ook uit van een statisch heelal en postuleerde de kosmologische constante om die ineenstorting tegen te gaan. Het heelal van Einstein was statisch. De Nederlandse astronoom Willem de Sitter kwam met een ander model van het heelal en voorspelde in 1918 aan de hand daarvan een roodverschuiving die evenredig was met de afstand. Het theoretische model van De Sitter bevatte geen materie maar dijde wel uit. Het idee van Sitter is tegenwoordig weer actueel in de inflatietheorie van de oerknal. Voortbordurend op het heelal van De Sitter, publiceert de Belgische pater jezuïet Georges Lemaître in 1926 de theorie dat het heelal met een geweldige explosie uit een oer-atoom moet zijn ontstaan. Lemaître kwam ook tot een schatting van het moment waarop het heelal zou ontstaan: ongeveer 15 miljard jaar geleden. Aan het begin van de 20e eeuw, begon men met het meten van de spectra van sterrenstelsels. Hierbij merkte men dat: • slechts enkele dichtbijgelegen stelsels, zoals de Andromedanevel, een blauwverschuiving hadden. • alle andere sterrenstelsels hadden een roodverschuiving • de roodverschuiving bleek toe te nemen naarmate het stelsel verder weg stond. Uit de roodverschuiving concludeerde men dat het heelal uitdijt. Sterrenstelsels die verder van ons weg staan hebben een grotere snelheid ten opzichte van ons. Dit zijn echter relatieve snelheden, want vanaf zo'n ver sterrenstelsel gezien, verwijderen wij ons met grote snelheid. Dit gegeven betekent dat de sterrenstelsels vroeger dichter bij elkaar hebben gestaan en in een heel ver verleden zelfs in een punt. De conclusie dat het heelal uitdijt werd door Edwin Hubble beschreven in een artikel dat in 1929 werd gepubliceerd. Met de Wet van Hubble kan de uitdijingssnelheid van melkwegstelsels berekend worden. Dit was aanleiding voor de hypothese dat er een oerknal is geweest. In het verre verleden hebben de sterrenstelsels dus niet alleen dichter bij elkaar gelegen, maar is de uitdijing begonnen met een oerknal. Aan het begin van de oerknal was zelfs het hele heelal geconcentreerd in een enkel punt, met oneindige dichtheid. Dit punt noemt men een singulariteit. [bewerken] Hete oerknal

In 1948 werd de hete oerknaltheorie door George Gamow samen Ralph Alpher en Robert Herman geformuleerd. De theorie beschrijft hoe het heelal is ontstaan uit een heet puntvormig begin (singulariteit). De theorie beschrijft verder nauwkeurig welke elementen na 1 seconde, toen het heelal nog een temperatuur had van 10 miljard Kelvin, werden gevormd en in welke verhoudingen. De elementen die tijdens de oerknal werden gevormd zijn waterstof, helium en lithium, nauwkeuriger gezegd de isotopen waterstof, deuterium, tritium, helium-3, helium-4 en lithium-7. De theorie voorspelde dat de gewichtsverhouding helium en waterstof 1:3 zou zijn, heel dicht bij de huidige waargenomen samenstelling. Alpher en Herman voorspelden verder dat de straling van de oerknal nu nog aanwezig zou moeten zijn en een temperatuur zou moeten hebben van plm. 3K. Deze kosmische achtergrondstraling werd door Arno Allan Penzias en Robert Woodrow Wilson in 1964 ontdekt. Voor hun werk aan de achtergrondstraling ontvingen zij in 1978 de Nobelprijs voor de Natuurkunde. Voor zeer ver verwijderde objecten, zoals quasars, wordt de roodverschuiving wel als afstandsmaat opgegeven. Ik heb nog wel meer bronnen gebruikt maar als ik die zou gaan vermelden bij ik iets lang bezig.