Mennesket og universet – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

23. juli 2009

Mennesket og universet

Hej Spørg om Fysik
1. Universet udvider sig stadig, men hvad mener en del forskere, kan ske en dag?

 A) Udvidelsen standser, og tiden kommer til at gå lidt langsommere.

 B) Udvidelsen standser, begynder at gå "baglæns", og universet falder sammen.

 C) Udvidelsen forbliver konstant, fordi solen sørger for energibalance.

2. Fra 1969 til 1972 har 12 mænd været på Månen, der ligger godt 380.000 km borte. Hvor langt væk har mennesket højst været siden?

  A) Cirka 600 km fra Jorden.

  B) Cirka 6.000 km fra jorden

  C) Cirka 600.000 km fra Jorden.

Jeg ser med tak frem til svarene, da jeg ikke har kunnet google mig til dem.

Med venlig hilsen
V S

Der har naturligvis været teorier fremme om såvel, at universet er stabilt, at det fortsætter med at udvide sig, og at det ender med at trække sig sammen.

Først til c)

Solen er en så ubetydelig stjerne, at den ingen indflydelse har på universets endelige skæbne. Den startede som stjerne for ca. 4,5 milliarder år siden, da havde universet eksisteret efter Big Bang mere end dobbelt så længe allerede, og om 4,5 milliarder år er det forbi. Solen vil have brugt sit "brændstof" - og vil svulme op, derefter blive ganske lille, og efterhånden ophøre med at udsende energi. I opsvulmningsperioden vil den nå ud til omkring jordbanen, dvs. alle de indre planeter incl. jorden vil blive optaget i solen. Derefter er det bare en ret kold masse, der ligger i rummet, med nogle (ydre) planeter omkring.

Hvis universet skulle kunne falde sammen igen, skal noget stoppe ekspansionen, dvs. stoppe de ret store hastigheder galeakserne har væk fra hinanden (de fjerneste er målt til nær lyshastighed). Det eneste vi kender, der kunne gøre det, er tyngdekraften. Man har udregnet, hvor meget masse der er i universet, og udregnet om det (og det inkluderer det mørke stof, se en række svar) er i stand til at stoppe ekspansionen.

Med vor nuværende viden er svaret nej

Tvært imod synes der at være effekter, der forøger hastighederne bort fra hinanden. Svaret er altså med vor nuværende viden, at universet vedbliver med at ekspandere, dvs. efterhånden vil der blive færre og færre galeakser, som bidrager med lys. Himmelen bliver langsomt mørkere, og efterhånden som stjerner udbrænder, vil himmelen blive et mørkt dødt sted. Der dannes nye stjerner i dag, men da stoffet forsvinder til alle sider, vil der nok i alt blive mindre lys. Vor nuværende viden giver altså det resultat, at udvidelsen ikke stoppes.

Mennesket i rummet

Vi har indtil videre kun besøgt et meget lille "hjørne" af universet. Den internationale rumstation er ikke længere ude end i en højde på ca. 341 km, altså svarende til noget i retning af afstanden til Skagen fra København. Det er det fjerneste mennesket opholder sig for tiden. Hubble-teleskopet, som er serviceret et antal gange, er i en højde på 559 km, som altså er den største højde, vi har været i de sidste mange år altså B).

Apollo-missionerne til månen har været så langt væk som på månen, dvs. omkring 384 399 km til månens centrum (+ lidt mere end måneradius). Programmet blev påbegyndt i 1961 og endte i 1975.. Den 20/7 -1969 satte det første menneske fod på månen.

Siden kom Programmets bemandede del der startede med Apollo 7, og var den første som fløj omkring månen med start d. 11/10-68, hvor den bemandede kapsel blev sendt rundt om månen, men der skete ikke nogen landing af personer. Det var først med Apollo 11 at der blev foretaget en landing. Apollo 13 havde, som vist i spillefilm med mere, et uheld, men måtte en tur til månen for at få sin hastigheden væk fra jorden drejet tilbage imod jorden (mangel på ilt, elektricitet og varme efter eksplosion i en beholder med flydende ilt, som også anvendtes til kraftproduktion).

Apollo 17 den sidste 

Apollo 17 var den sidste bemandede mission, og den landede på månen d. 19 december 1972. Siden har der ikke været sendt mennesker til månen. Det er så det fjerneste vi har været. Det drejer sig altså om 33 personer, hvoraf de 12 har stået på månen (en har ved hver landing siddet i kredsløbsmodulen, og Apollo 13 landede ikke. De første missioner fra Apollo 7 til 10 altså før Apollo 11 landede ikke).

NASA og måske andre f.eks. Russere, Japanere Kinesere, Europæere, alle de sidste nok ubemandet, har planer om igen at sende landere til månen, bl.a. NASA for at udforske Månen og betingelser for ophold udenfor Jorden, og yderligere for at forberede Mars missioner.

Det sker antageligt omkring år 2020 eller kort derefter. Hvis der skal sendes mennesker til Mars, vil det antageligt først ske om 15 - 20 år. Afstanden vil så være ca. 378 millioner km når astronauterne er fjernest fra jorden, dvs. Mars og jorden er på hver sin side af solen.

Astronauterne er nødt til at følge med Mars i kredsløbet

Det tager ca. 9 måneder at komme derud, og 9 måneder at komme hjem igen. Og de må så vente der i ca. 14 måneder, idet Jorden og Mars, skal være nær hinanden i banen, for at vi kan sende en rumskib over imellem dem. Yderligere vil man nok sende Marssonden af sted med mennesker i et solaktivitetsminimum, for at have minimum af stråling når astronauterne er i rummet, og på Mars (hvor der ikke er beskyttende atmosfære og magnetfelt). Solens aktivitet svinger med en periode på ca. 11 år, så der er mange ting der bestemmer tidspunktet.

Vi har nået månen, den nærmeste stjerne er omkring 4,13 * 1016 m væk fra os (se http://www.nbi.ku.dk/spoerg_om_fysik/astrofysik/synligstjerne/) eller 100 efterfulgt af 9 nuller gange længere væk end vi kommer på Mars, så det er helt udenfor rækkevidde med vor nuværende viden, og selv med lyshastighed tager det mere en 4 år om at komme derud.

Med venlig hilsen
Malte Olsen