Σχ. Έτος: 2013-2014 ΣΧΟΛΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ: 3ο ΓΕΛ ΓΑΛΑΤΣΙΟΥ Τάξη: Α’ Υπεύθυνη Καθηγήτρια: Ανδρέου Χρηστίνα Έκθεση της ερευνητικής εργασίας με τίτλο:
«Το Αστεροσκοπείο Αθηνών» Το κτήριο και ο επιστημονικός φορέας
1
1 2 3
Εισαγωγή .............................................................................................................. 3 Η μεθοδολογία ...................................................................................................... 3 Κεφάλαιο 1 Το κτήριο ............................................................................................ 4 3.1 Τί κρύβεται πίσω από το κτήριο του Αστεροσκοπείου ; ...................................... 4 3.1.1 Η ιστορία ................................................................................................. 4 3.1.2 Η θέση .................................................................................................... 5 3.1.3 Η αρχιτεκτονική ....................................................................................... 5 3.2 Αστρονομία .................................................................................................... 6 4 Κεφάλαιο 2 Ο τεχνολογικός εξοπλισμός του Αστεροσκοπείου και οι δραστηριότητές του». ........................................................................................................................... 7 4.1 Σκοπός της ίδρυσης του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών ................................ 7 4.2 Πότε εφευρέθηκαν τα πρώτα τηλεσκόπια και ποιά η χρήση τους; ....................... 8 4.3 Τι όργανα χρησιμοποιεί το Αστεροσκοπείο; ....................................................... 8 4.3.1 Είδη Τηλεσκοπίων .................................................................................... 8 4.3.2 Τα τηλεσκόπια του Αστεροσκοπείου .......................................................... 9 4.3.3 Τηλεσκόπιο Hubble................................................................................. 10 4.4 Χαρτογράφηση της σελήνης .......................................................................... 10 4.5 Χρησιμότητα του τηλεσκοπίου για τον άνθρωπο και την κοινωνία .................... 11 4.6 Πως μπορούμε να προβλέψουμε τους σεισμούς και τον καιρό μέσω της μελέτης των άστρων; .......................................................................................................... 12 4.6.1 Οι Σεισμοί .............................................................................................. 13 4.6.2 Ο Καιρός ................................................................................................ 14 4.7 Η λειτουργία του Αστεροσκοπείου .................................................................. 14 4.8 Δορυφόροι ................................................................................................... 14 4.9 Ερασιτεχνική αστρονομία............................................................................... 15 5 Κεφάλαιο 3 Η αστροφυσική μαγεύει ...................................................................... 15 5.1 Τι είναι αστροφυσική;.................................................................................... 16 5.2 Σπουδαιότερες ανακαλύψεις .......................................................................... 16 5.3 Κύριες θεωρίες .............................................................................................. 17 5.4 Πρωτεργάτες αστροφυσικής .......................................................................... 17 5.5 Ωφέλειες της αστροφυσικής........................................................................... 19 5.6 Αναπάντητα Ερωτήματα: ............................................................................... 19 6 Συμπεράσματα .................................................................................................... 20 7 Πηγές- Βιβλιογραφία ............................................................................................ 22
2
1
Εισαγωγή
Το θέμα επελέγη με αφορμή το 19ο Πανελλήνιο Μαθητικό διαγωνισμό Αστρονομίας και Διαστημικής 2014 και το ενδιαφέρον που εκδήλωσαν αρκετοί μαθητές για την επιστήμη της Αστρονομίας, της Αστροφυσικής και της Διαστημικής. Τα συναρπαστικά θέματα, με τα οποία ασχολείται η Αστρονομία, αποτελούν πρόκληση για εκείνον που αρχίζει να τη γνωρίζει. Είναι από κάθε άποψη εξαιρετικά ενδιαφέρον αλλά και χρήσιμο για το σύγχρονο άνθρωπο να γνωρίσει το φυσικό κόσμο που τον περιβάλλει. Η αλματώδης εξέλιξη αυτών των επιστημών στις μέρες μας προσφέρει ένα γοητευτικό γνωστικό πεδίο και τεράστιες υπηρεσίες στο επίπεδο της προστασίας του περιβάλλοντος, αναδεικνύοντας την ασημαντότητα του ανθρώπου μπροστά στο μεγαλείο του σύμπαντος. Τα τελευταία χρόνια η ερασιτεχνική αστρονομία, δηλαδή η μη επαγγελματική ενασχόληση με την αστρονομία, εξαπλώνεται ολοένα και στην Ελλάδα, ως μια ενασχόληση που συνδυάζει την επιστήμη και την ψυχαγωγική δραστηριότητα. Το Αστεροσκοπείο Αθηνών είναι ένας συνδετικός κρίκος με την αστρονομία. Επί πλέον είναι ένα ερευνητικό κέντρο που δραστηριοποιείται εκτός από την αστρονομία και σε άλλους τομείς και παρέχει πολλές υπηρεσίες, όπως η συνεχής παρακολούθηση της σεισμικότητας του Ελληνικού χώρου και η πρόγνωση καιρού. Σκοπός της έρευνας είναι να βοηθήσει τους μαθητές να κατανοήσουν καλύτερα το φυσικό κόσμο, προσεγγίζοντας επιστημονικές θεωρίες μέσα από τη διερεύνηση και την ερμηνεία φυσικών φαινομένων που συναντούν στην καθημερινή τους ζωή. (π.χ εκλείψεις, καιρός, σεισμός) και να τους ενθαρρύνει να ασχοληθούν δημιουργικά με την κατασκευή απλών επιστημονικών οργάνων. Το κεντρικό ερευνητικό ερώτημα διαμορφώθηκε μετά από συζήτηση ως εξής: Συμβάλλει το Αστεροσκοπείο στη βελτίωση του επιπέδου ζωής μας και με ποιό τρόπο; Το θέμα χωρίστηκε σε τρία υποθέματα.
1. “ Η Σημασία του Κτηρίου του Αστεροσκοπείου”. Το κεντρικό ερευνητικό ερώτημα που διατυπώθηκε για το υποθέμα είναι: Υπάρχουν ιδιαιτερότητες στο κτήριο αυτό και ποιες είναι; Τα υποερωτήματα: Τι είναι το Αστεροσκοπείο, Ποια είναι η θέση του, Πότε και από ποιόν κατασκευάστηκε; Ποιος ο Αρχιτεκτονικός ρυθμός του, Τι είναι η αστρονομία, Ποια είναι η σχέση του Αστεροσκοπείου με την αστρονομία. 2. “ Ο τεχνολογικός εξοπλισμός του Αστεροσκοπείου και οι δραστηριότητές του” με ερευνητικό ερώτημα: Με ποιό τεχνολογικό εξοπλισμό και για ποιους λόγους μελετάμε το σύμπαν; Τα υποερωτήματα: Ποιος ο σκοπός της ίδρυσης του αστεροσκοπείου, Ποιος ο αρχικός εξοπλισμός του, Πότε εφευρέθηκαν και πώς εξελίχθηκαν τα τηλεσκόπια, Ποιες υπηρεσίες προσφέρει, Γιατί είναι χρήσιμες αυτές οι λειτουργίες για την ζωή μας; 3. “Η αστροφυσική μαγεύει” με ερώτημα :Γιατί η αστροφυσική είναι ελκυστική επιστήμη; Τα υποερωτήματα: Τι είναι η αστροφυσική, Πως συνδέεται με την αστρονομία, Ποιοι συνέβαλαν στην εξέλιξή της, Ποιες είναι οι σπουδαιότερες θεωρίες, Ποιες οι εφαρμογές στην καθημερινότητα.
2
Η μεθοδολογία
Πρόκειται για περιγραφική έρευνα. Οι περιγραφικές έρευνες έχουν ως σκοπό τον προσδιορισμό και την εκτίμηση των χαρακτηριστικών μιας δεδομένης κατάστασης. Εφαρμόστηκε το δεύτερο ερευνητικό σχήμα. Το τμήμα ενδιαφέροντος χωρίζεται σε 3 ομάδες. Κάθε υποθέμα εξετάζεται αυτοτελώς από μία ομάδα. Αξιοποιήθηκαν πρωτογενείς και δευτερογενείς πηγές. Στις πρωτογενείς πηγές κατατάσσονται: α) η επίσκεψη των εγκαταστάσεων του Αστεροσκοπείου Αθηνών
3
β) η ενημέρωση από το επιστημονικό προσωπικό του. γ) η χρήση της ιστοσελίδας, που καταγράφονται καθημερινά οι σεισμικές δονήσεις στον ελλαδικό χώρο δ) η χρήση της ιστοσελίδας, που ανακοινώνεται η πρόβλεψη του καιρού ε) η απλή προσομοίωση για την κατανόηση επιστημονικών θεωριών Στις δευτερογενείς συμπεριλαμβάνεται η μελέτη σχετικών κειμένων Τα μεθοδολογικά εργαλεία που επιλέχτηκαν: Εννοιολογικός χάρτης Καταιγισμός ιδεών Καταγραφή δεδομένων Ταξινόμηση Χρονολογική κατάταξη Ανάλυση στα επί μέρους στοιχεία Συσχέτιση
3
Κεφάλαιο 1 - Το κτήριο
Σκοπός της εργασίας : Να δουλέψουμε ομαδικά και να δέσουμε σαν τάξη Να ενημερωθούμε για το Αστεροσκοπείο Να ασχοληθούμε μ' ένα κοινό θέμα και να σχηματίσουμε δεσμούς μεταξύ μας Να αναπτύξουμε αρετές όπως η οργανωτικότητα και η ομαδικότητα Τρόπος εργασίας Συγκέντρωση πληροφοριών Οργάνωση πληροφοριών Ταξινόμιση ανά θεματική ενότητα Διαλογή των χρήσιμων πληροφοριών Ομαδική προετοιμασία της παρουσίασης
3.1 Τί κρύβεται πίσω από το κτήριο του Αστεροσκοπείου ;
Η Η Η Η
ιστορία του θέση του αρχιτεκτονική του αστρονομία
3.1.1 Η ιστορία Ο βαρόνος Γεώργιος Σίνας ανέλαβε το 1842 να κτίσει το αστεροσκοπείο των Αθηνών Η οικοδόμηση άρχισε την 26η Ιουνίου του 1842 και περατώθηκε το 1846 Το 1890 το αστεροσκοπείο μετατράπηκε σε κρατικό ίδρυμα και μετονομάστηκε σε Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών Το νέο μεγάλο τηλεσκόπιο του ΕΑΑ κατασκευάστηκε το 1902 από τον γαλλικό οίκο Gautier. Τη διεύθυνση του Γ.Ι. αναλαμβάνει, το 1949, ο Καθηγητής Άγγελος Γαλανόπουλος, στα χρόνια του οποίου αναπτύσσεται δίκτυο με 12 σύγχρονους για την εποχή σεισμογραφικούς σταθμούς ο 1955, το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών αποδέχεται την δωρεά από το Πανεπιστήμιο του Cambridge του 62.5 εκ. διοπτρικού τηλεσκοπίου
4
3.1.2 Η θέση o o o o o
Λόφος των νυμφών Άριστη ορατότητα με καθαρή ατμόσφαιρα (τότε) Ηρεμία ,ησυχία, γαλήνη Κατάλληλη τοποθεσία ώστε να ευθυγραμμίζεται με τον ήλιο Κοιτάσματα ασβεστόλιθου στην περιοχη
3.1.3 Η αρχιτεκτονική Η κάτοψη του κτιρίου είναι απλή, σε σχήμα σταυρού, διατεταγμένου ως προς τα τέσσερα σημεία του ορίζοντα . Στο μέσο έχει τετραγωνικό πύργο, με την κλίμακα η οποία οδηγεί προς τον τρούλο των παρατηρήσεων . Στην κατασκευή επικρατεί ασβεστόλιθος από τον λόφο των Νυμφών ,κυανωπό μάρμαρο Υμμητού καθώς και Πεντελικό μάρμαρο
Το αστεροσκοπείο ήταν για την εποχή του ένα πολύ σπουδαίο και ακριβό έργο, που το κόστος του αδυνατούσε να το καλύψει το φτωχό νεοσύστατο κράτος Κρίθηκε απαραίτητο, προκειμένου να θεμελιωθεί ένα σύγχρονο κράτος με δική του ώρα. Εξασφάλιζε επίσης τη σύνδεση και τη συνέχεια των νεοελλήνων με τον αρχαίο πολιτισμό, θεμελιώνοντας την εθνική ταυτότητα.
Στην όψη υπάρχουν όλα τα ρυθμολογικά στοιχεία του νεοκλασικισμού (κίονες με κιονόκρανα, περιστύλια, επιστήλια, αέτωμα) Χαρακτηριστικό είναι ότι στο αέτωμα υπάρχει ολόγλυφη σύνθεση στο κέντρο της οποίας έχει τοποθετηθεί ο θυρεός της οικογένειας Σίνα. Ιδιαιτερότητες του κτηρίου Το σχήμα του σταυρού στην κάτοψη και ο τρούλος παραπέμπει στο βυζαντινό ρυθμό. Ο σκελετός του τρούλου είναι μεταλλικός και το κεντρικό του τμήμα ανοίγει, ώστε να επιτρέπει την παρατήρηση του ουρανού με το τηλεσκόπιο. Ο μηχανισμός του ανοίγματος στην αρχή ήταν χειροκίνητος, στη συνέχεια όμως έγινε ηλεκτροκίνητος. Η στέγη στο υπόλοιπο κτήριο είναι με κλίση (δίριχτη). Έχει και αυτή κινητό τμήμα στην αίθουσα του μεσημβρινού τηλεσκοπίου Το Αστεροσκοπείο Αθηνών ήταν το τέταρτο της εποχής του στην Ευρώπη . Μπροστά του βρίσκονταν τα Αστεροσκοπεία των : Μόσχας, Λονδίνου και Μαδρίτης.
5
3.2 Αστρονομία Είναι η επιστήμη που ερευνά και εξετάζει όλα τα ουράνια σώματα καθώς και τις σχέσεις, κινήσεις και δυναμική αυτών Αναφέρεται στην παρατήρηση και την ερμηνεία των φαινόμενων που λαμβάνουν χώρα στον ουράνιο χώρο Μελετά την προέλευση, την εξέλιξη, τις φυσικές και χημικές ιδιότητες των ουρανίων σωμάτων που μπορούν να παρατηρηθούν Για τους Έλληνες, η «Αστρονομία» γεννήθηκε ακριβώς την στιγμή που γεννήθηκε και η ελληνική μυθολογία Η Αστρονομία είναι μία από τις λίγες επιστήμες που έχουν απομείνει, όπου οι ερασιτέχνες διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο Τομείς στους οποίους διακρίνεται : Πρακτική Αστρονομία ή Παρατηρησιακή Αστρονομία Φυσική Αστρονομία Ναυτική Αστρονομία Περιγραφική Αστρονομία Σφαιρική Αστρονομία Κοσμογονία Κοσμογραφία Εργάστηκαν οι μαθητές : Καλατζής Μιχάλης Κοντογεώργος Ανδρέας Βουλγαροπούλου Στυλιανή Κεραμιδόπουλος Εμμανουήλ Κορτίδης Κωνσταντίνος Μαχαίρας Σταύρος
6
4
Κεφάλαιο 2 - Ο τεχνολογικός εξοπλισμός του Αστεροσκοπείου και οι δραστηριότητές του. Ο σκοπός της εργασίας μας στο Project είναι να μελετήσουμε, να ενημερωθούμε και να μάθουμε πράγματα σχετικά με το Αστεροσκοπείο, την μελέτη των άστρων και με ποιόν τρόπο οδηγούμαστε σε κάτι που θα βοηθήσει την κοινωνία στην εξέλιξή της, μέσω των άστρων. Επίσης, μέσω των άστρων μπορούμε να προβλέψουμε ή να προστατευτούμε από κάποιο συμβάν που πρόκειται να συμβεί στο μέλλον, αλλά εμείς θα καταφέρουμε να το ξέρουμε από σήμερα. Πως εργαστήκαμε / διαδικασία έρευνας: Το πρώτο στάδιο ήταν ο προγραμματισμός. Το δεύτερο στάδιο ήταν η συλλογή των δεδομένων. Το τρίτο στάδιο ήταν η ένωση όλων των στοιχείων που είχαμε μαζέψει. Είδος έρευνας: Ερμηνευτική, περιγραφική
4.1 Σκοπός της ίδρυσης του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών Το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών (Ε.Α.Α.) είναι Δημόσιο Ερευνητικό Κέντρο (ΝΠΔΔ). Ιδρύθηκε το 1842 με δωρεά του Εθνικού ευεργέτη Γ. Σίνα. Ο κύριος σκοπός του ήταν να αποκτήσει το νεοσύστατο Ελληνικό κράτος δική του ώρα «Ώρα Ελλάδος». Σήμερα, οι επιστημονικές και ερευνητικές του δραστηριότητες αφορούν το εσωτερικό και το φλοιό της Γης, το ατμοσφαιρικό περιβάλλον, τον εγγύς διαστημικό χώρο και το αστροφυσικό Σύμπαν. Σχετικά με το αντικείμενα αυτά διεξάγεται βασική και εφαρμοσμένη έρευνα, με τη χρήση επίγειων και δορυφορικών παρατηρήσεων, και σύνδεση των αποτελεσμάτων με την επιχειρηματικότητα, τον πολιτισμό, την εκπαίδευση και την εκλαΐκευση.
7
4.2 Πότε εφευρέθηκαν τα πρώτα τηλεσκόπια και ποιά η χρήση τους; Πιστεύεται ότι το πρώτο λειτουργικό τηλεσκόπιο εφευρέθηκε από τον οπτικό Χανς Λίπερσχαϊ το 1608 στην Ολλανδία και ύστερα διαδόθηκε σε όλη την Ευρώπη. Τα αρχικά ολλανδικά τηλεσκόπια ήταν όλα διοπτρικά και αποτελούνταν από φακό. Ωστόσο ο πρώτος άνθρωπος που το χρησιμοποίησε για αστρονομικές παρατηρήσεις ήταν ο Γαλιλαίος. Με την βοήθεια των τηλεσκοπίων είδαμε για πρώτη φορά Όρη στην Σελήνη Φάσεις στην Αφροδίτη Κηλίδες στον Ήλιο Αστέρες στον Γαλαξία
4.3 Τι όργανα χρησιμοποιεί το Αστεροσκοπείο; Σήμερα, οι επιστημονικές και ερευνητικές δραστηριότητες του Αστεροσκοπείου αφορούν τον εγγύς διαστημικό χώρο, το αστροφυσικό Σύμπαν και το εσωτερικό και το φλοιό της Γης. Σχετικά με τα αντικείμενα αυτά διεξάγεται βασική και εφαρμοσμένη έρευνα, με τη χρήση επίγειων και δορυφορικών παρατηρήσεων, και σύνδεση των αποτελεσμάτων με την επιχειρηματικότητα, τον πολιτισμό, την εκπαίδευση και την εκλαΐκευση. Το Αστεροσκοπείο διαθέτει διάφορα είδη τηλεσκοπίων.
4.3.1 Είδη Τηλεσκοπίων Οπτικά Τηλεσκόπια Υπάρχουν αρκετοί τύποι οπτικών τηλεσκοπίων, ανάλογα με τους τρόπους σχεδίασης των οπτικών τους, δηλαδή ουσιαστικά τον τρόπο που χειρίζονται την οπτική δέσμη. Χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες: Διοπτρικό Διοπτρικά ή διαθλαστικά τηλεσκόπια λέγονται τα τηλεσκόπια που συλλέγουν και συγκεντρώνουν – εστιάζουν το φως με την χρήση φακών. Κατοπτρικό Τα κατοπτρικά τηλεσκόπια συλλέγουν και εστιάζουν το φως με την βοήθεια καθρέφτη Καταδιοπτρικό Τα καταδιοπτρικά τηλεσκόπια χρησιμοποιούν και φακούς και κάτοπτρα και σε αυτό οφείλουν και την ονομασία τους. Τα εννιά διαφορετικά είδη τηλεσκοπίων Διοπτρικό αχρωματικό Διοπτρικό αποχρωματικό Κατοπτρικό τύπου Newtonian Κατοπτρικό τύπου Cassegrain Κατοπτρικό τύπου Richey Chretien Καταδιοπτρικό τύπου Maksuton Cassegrain Καταδιοπτρικό τύπου Schmidt Cassegrain Καταδιοπτρικό τύπου Maksuton Newtonian Καταδιοπτρικό τύπου Schmidt Newtonian
8
Ραδιοτηλεσκόπια Τα ραδιοτηλεσκόπια είναι δέκτες ραδιοκυμάτων που εκπέμπουν διάφορες πηγές στο σύμπαν. Συλλέγουν και εστιάζουν το φως με την βοήθεια καθρέφτη. Είναι δυνατόν επίσης να συντονιστούν μεταξύ τους ραδιοτηλεσκόπια σε απόσταση, έτσι ώστε να επιτευχθεί μεγάλη ευκρίνεια των λαμβανομένων εικόνων. Αυτός ο συντονισμός ονομάζεται συμβολομετρία.
4.3.2
Τα τηλεσκόπια του Αστεροσκοπείου
Το τηλεσκόπιο Δωρίδη είναι από τα πρώτα τηλεσκόπια του Αστεροσκοπείου Αθηνών. Βρίσκεται σε ένα ειδικό διαμορφωμένο κτίριο με μεταλλικό θόλο επάνω στο λόφο της Πνύκας στο Θησείο. Ήταν το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο στον ελληνικό χώρο από το 1902 μέχρι το 1959. Χρησιμοποιήθηκε εκτεταμένα για παρατηρήσεις πλανητών, δορυφόρων πλανητών, κομητών, μεταβλητών αστέρων, για αστρομετρία αλλά και για την μελέτη του Ήλιου. Σήμερα το τηλεσκόπιο αυτό, χρησιμοποιείται για ξεναγήσεις, επιδείξεις, για παρατηρήσεις λαμπρών ουράνιων αντικειμένων, για εκπαιδευτικές και επιμορφωτικές δραστηριότητες. To Newall ήταν το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο της Ελλάδας μέχρι το 1975 και το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο του κόσμου από το 1869 (έτος κατασκευής του) μέχρι το 1873. Δωρήθηκε από το Πανεπιστήμιο του Cambridge στο ΕΑΑ το 1957 και τοποθετήθηκε στο θόλο της Πεντέλης το 1959. Μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 1980 χρησιμοποιήθηκε για καθαρά επιστημονικούς σκοπούς. Έκτοτε έχει ρόλο αμιγώς εκπαιδευτικό. Το Τηλεσκόπιο με το όνομα «Αρίσταρχος», διαμέτρου 2,3 μέτρων εγκαινιάστηκε το 2007 και αποτελεί την μεγαλύτερη ερευνητική υποδομή του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών. Τοποθετήθηκε στον Αστρονομικό Σταθμό Χελμού. Είναι το μεγαλύτερο των Βαλκανίων και το δεύτερο μεγαλύτερο στην ηπειρωτική Ευρώπη και επιτρέπει εξαιρετική ακρίβεια κατάδειξης, καθώς και άριστη παρακολούθηση.
1. Εικόνα: Το τηλεσκόπιο Δωρίδη 2. Εικόνα: To τηλεσκόπιο Newall
9
3. Εικόνα: Το Τηλεσκόπιο «Αρίσταρχος»
4.3.3
Τηλεσκόπιο Hubble
Είναι διαστημικό τηλεσκόπιο σε τροχιά γύρω από την Γη. Το Hubble Space Telescope είναι ένα πρόγραμμα συνεργασίας της ESA και της NASA για την διαχείριση του διαστημικού αστεροσκοπείου μακράς διαρκείας, προς όφελος της διεθνούς αστρονομικής κοινότητας. Η χρησιμότητα αυτού του τηλεσκόπιου στο σύμπαν: Το διαστημικό τηλεσκόπιο όμως αφού εργάζεται έξω από την ατμόσφαιρα επιτυγχάνει μια αύξηση του οριακού μεγέθους, αλλά κυρίως μια παρατήρηση, σε όλο το φάσμα, του ουράνιου θόλου. Αποφυγή ανέμων Αποφυγή Ατμοσφαιρικού Φιλτραρίσματος Η ατμόσφαιρα ενώ προστατεύει από τις επικίνδυνες κοσμικές ακτινοβολίες και από τις υπεριώδεις ακτίνες που 4. Εικόνα: προέρχονται από τον Ήλιο, ταυτόχρονα παρεμποδίζει Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble φιλτράροντας άλλες ακτινοβολίες ιδιαίτερης σημασίας για την αστρονομία, όπως εκείνες πλησίον του υπεριώδους. Επομένως, για την πλήρη μελέτη ενός ουράνιου αντικειμένου, είναι απαραίτητο να μεταφέρουμε τα όργανα μέτρησης πάνω από την ατμόσφαιρα με μπαλόνια ή πυραύλους. Διευρυμένο εύρος συχνοτήτων Ο ανθρώπινος οφθαλμός βλέπει ένα περιορισμένο μέρος μόνο του όλου φάσματος, και αντιλαμβάνεται το πολύ άστρα εκτός μεγέθους. Το Hubble φθάνει στο να βλέπει άστρα εικοστού τρίτου βαθμού.
4.4 Χαρτογράφηση της σελήνης Στο Αστεροσκοπείο υπάρχει χάρτης της σελήνης, που φτιάχτηκε με το χέρι στις αρχές του 20 ου από τον τότε Διευθυντή του. Η χαρτογράφηση της σελήνης διάρκεσε 20 χρόνια και βασίστηκε στις παρατηρήσεις της σελήνης μέσω τηλεσκοπίου. Δηλαδή ο επιστήμονας παρατηρούσε και ταυτόχρονα αποτύπωνε αυτό που έβλεπε!! Η επιστημονική αξία αυτού του έργου είναι μεγάλη, γιατί αργότερα συγκρίθηκε με τις φωτογραφίες της σελήνης και αποδείχτηκε ότι η αποτύπωση είναι πολύ ακριβής.
10
4.5 Χρησιμότητα του τηλεσκοπίου για τον άνθρωπο και την κοινωνία Από την στιγμή που το τηλεσκόπιο στράφηκε προς τον ουρανό έγινε το όργανο που μας έδειξε την αρχή και την μοίρα του κόσμου. Το τηλεσκόπιο έφερε επανάσταση στην Επιστήμη και στην Αστρονομία. Μας επέτρεψε να δούμε πίσω στο παρελθόν. Μας επέτρεψε να προβλέψουμε το μέλλον του κόσμου και με την ανακάλυψη εξωηλιακών πλανητικών συστημάτων, μας έδειξε ότι μπορεί να μην είμαστε μόνοι στο σύμπαν. Με την ανακάλυψη του πρώτου τηλεσκοπίου από τον Ιταλό αστρονόμο Γαλιλαίο, άνοιξε ένα νέα κεφάλαιο στην ιστορία των ερευνών του ανθρώπου. Έτσι το τηλεσκόπιο μας βοήθησε να διαπιστώσουμε γρήγορα την έκταση της άγνοιάς μας για το Σύμπαν. Στους αιώνες που ακολούθησαν τα τηλεσκόπια μεγάλωσαν και σε μέγεθος και σε πολυπλοκότητα αποκαλύπτοντάς μας, ως δια μαγείας, ένα νέα Σύμπαν και μία ατέλειωτη λιτανεία κρυμμένων μυστικών. Το 1850 ο Λόρδος του Rosse στην Ιρλανδία κατασκεύασε το μεγαλύτερο μέχρι τότε τηλεσκόπιο στον κόσμο. Με την βοήθεια του τηλεσκοπίου αυτού κατόρθωσε να αναγνωρίσει ότι ορισμένα από τα νεφελώματα που έβλεπε είχαν μια ξεχωριστή σπειροειδή μορφή και έτσι υπέθεσε ότι ίσως οι νεφελοειδείς αυτοί να ήταν στην πραγματικότητα μεμονωμένα και ξεχωριστά κοσμικά νησιά, απόμακρες δηλαδή αστρικές πολιτείες. Εβδομήντα χρόνια αργότερα με την ραγδαία εξέλιξη της φωτογραφικής τέχνης και την βοήθεια του τεράστιου, για την εποχή εκείνη, τηλεσκοπίου διαμέτρου 2,5 μέτρων στο όρος Ουίλσον στην Καλιφόρνια, ο αστρονόμος Έντουιν Χάμπολ κατόρθωσε να φωτογραφήσει μεμονωμένα άστρα στους σπειροειδείς, νεφελοειδείς, επιβεβαιώνοντας έτσι την άποψη ότι επρόκειτο για απόμακρους αστρικούς κόσμους, έξω από τον δικό μας Γαλαξία. Οι νεφελοειδής λοιπόν αποδείχτηκαν ότι είναι αυτόνομοι και απόμακροι γαλαξίες, τεράστιες αστρικές πολιτείες, όπως ο δικός μας Γαλαξίας, με δεκάδες δισεκατομμύρια άστρα ο καθένας. Με τον ίδιο τρόπο λοιπόν, που η ηλιοκεντρική άποψη του Κοπέρνικου προκάλεσε επανάσταση στην αντίληψη της θέσης που κατείχε ο πλανήτης μας στο Ηλιακό Σύστημα, έτσι και η ριζοσπαστική ανακάλυψη του Έντουιν Χάμπολ επαναπροσδιόρισε την άποψη που είχαμε για την θέση μας στο Σύμπαν. Η ανακάλυψη του Χάμπολ μας απεκάλυψε μέσα σε μια νύχτα ότι το Σύμπαν ήταν πολύ πιο τεράστιο απ’ ότι μπορούσαμε να φανταστούμε μέχρι τότε. Μέχρι τις αρχές του 17ου αιώνα που ο Γαλιλαίος εγκαινίασε την εξερεύνηση του διαστήματος στρέφοντας το πρωτόγονο τηλεσκόπιο του προς τον ουρανό, η ανθρωπότητα αγνοούσε όχι μόνο τι κρυβόταν πέρα από τον ουράνιο θόλο μέσα στα βάθη του αχαρτογράφητου σύμπαντος αλλά και τη θέση της Γης μέσα σε αυτό και τις ρίζες τόσο του πλανήτη μας όσο και του ίδιου του ανθρώπου. Μέσα σε 400 χρόνια καταφέραμε να διαπεράσουμε το νοητό τείχος του ουράνιου θόλου και να διευρύνουμε τους ορίζοντές μας όχι μόνο μέσα στον ασύλληπτα τεράστιο χώρο του διαστήματος, με τα πολυάριθμα θαύματα που αυτό φιλοξενεί αλλά και στο χρόνο, αφού καταφέραμε με την συμβολή της παρατήρησης και της επιστημονικής σκέψης να ταξιδέψουμε μέχρι το ξεκίνημά του. Ίσως το τηλεσκόπιο να είναι η μεγαλύτερη εφεύρεση που έκανε ο άνθρωπος στην μακραίωνη παρουσία του στην Γη. Αν και άλλες εφευρέσεις, όπως αυτές που βασίζονται στον ηλεκτρισμό ή ο τροχός, έχουν πιο πρακτικές εφαρμογές εν τούτοις το τηλεσκόπιο κατάφερε να διαφωτίσει την ανθρωπότητα που μέχρι τότε ήταν περιορισμένη στον μικρόκοσμό της που περιλάμβανε μόνο την Γη και τα πλησιέστερα αστρικά σώματα. Ακριβώς όπως αισθανόμαστε, όταν βλέπουμε τον τόπο που ζούμε ατενίζοντας τον από ψηλά από κάποιο βουνό ή ταξιδεύοντας με αεροπλάνο, έτσι νιώθουμε γνωρίζοντας ότι ο ουρανός δεν είναι μόνο αυτό που φαίνεται με γυμνό μάτι αλλά κάτι μεγαλύτερο και σημαντικότερο που μπορεί να αλλάξει την προοπτική που έχουμε για την ζωή μας αλλά και την τύχη μας μέσα σε αυτό. Είναι πραγματικά αξιοζήλευτη η θέση που έχει η ανθρωπότητα στις μέρες μας αφού γνωρίζουμε τόσα πολλά για το σύμπαν που οι προηγούμενες γενεές αγνοούσαν παντελώς και οι οποίες κοιτούσαν προς τον νυχτερινό ουρανό μην έχοντας την παραμικρή ιδέα για το θαυμαστό και
11
δυναμικό κόσμο που αυτός έκρυβε στα βάθη του. Είναι αναμενόμενο και οι επόμενες γενεές να διευρύνουν τους ορίζοντές τους με τον ίδιο τρόπο, ώστε να αισθάνονται οίκτο για εμάς και την προοπτική που έχουμε για τον Κόσμο σήμερα.
4.6 Πως μπορούμε να προβλέψουμε τους σεισμούς και τον καιρό μέσω της μελέτης των άστρων; Ήταν εύλογο ο πρωτόγονος φυσικός άνθρωπος να πρωτοκινηθεί φυσικά. Πρωτοκοίταξε τη γύρω φύση, αρχίζοντας από τους γονείς και το χώρο τους κι ύστερα προχώρησε στην πλατύτερη γνωριμία της εναλλάσσοντας τη χαρά με το φόβο (Λουκάτος, 1978). Ήταν άμεσα φυσική η περιέργεια του ανθρώπου για το φυσικό του κόσμο που τον περιέβαλλε. Με απλές σκέψεις προσπάθησε να εξηγήσει τις αστραπές, τις βροντές, το αστροπελέκι, πώς μαζεύονται τα σύννεφα, πώς πέφτει η βροχή, τι είναι και πως δημιουργείται το ουράνιο τόξο, ποιος δημιουργεί τους ανέμους και γιατί μερικές φορές έχουμε ανεμοστρόβιλο ή έναν σεισμό. Υπήρξαν πολλοί που έγραψαν για σημάδια που μπορούμε να προβλέψουμε τον καιρό. Πριν από τον Πλίνιο ο Ησίοδος συμβούλευε τους ναυτικούς να ταξιδεύουν άφοβα στη θάλασσα όταν τα φύλλα στις συκιές θα είχαν μέγεθος πατημασιάς κορακιού. Ο Θεόφραστος σχολίασε ότι οι καταιγίδες και οι αστραπές συνοδεύονται από ισχυρούς ανέμους όταν οι ακτίνες του ήλιου φαίνονται να πέφτουν σε διαφορετική κατεύθυνση. Επίσης ότι αν εμφανιστεί ένα δελφίνι κοντά στη στεριά θα ακολουθήσει καταιγίδα. Οι αρχαίοι Έλληνες αγρότες και ναυτικοί, παρατηρούσαν τα σημάδια του καιρού. Στην αρχαιότητα οι άνθρωποι πίστευαν ότι για τα καιρικά φαινόμενα ευθύνονταν οι θεοί, τα πνεύματα ή οι δαίμονες. Πίστευαν ότι αν παρατηρούσαν τα φυτά και τα ζώα θα προέβλεπαν τον καιρό και θα είχαν χρόνο να προετοιμαστούν. Η αλήθεια είναι ότι μερικά ζώα αισθάνονται κάποια ανησυχία αλλά δεν μπορούν να κάνουν πρόβλεψη. Ανάλογα με τις συνθήκες που επικρατούν τα φυτά ανθίζουν. Δεν μπορούμε όμως από αυτό να βγάλουμε πρόβλεψη. Δεν μπορούμε να καθορίσουμε από την ανάπτυξη και την καρποφορία των φυτών πόσο θα κρατήσει ο χειμώνας ή το καλοκαίρι Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα διάφορα προγνωστικά του καιρού που κατά κανόνα υπήρξαν το αποτέλεσμα μακροχρόνιων παρατηρήσεων, επαληθευμένων στην ίδια πράξη, παραγωγή κ.λ.π. Στηρίζονται στον ζωικό και φυτικό κόσμο, σε φυσικά φαινόμενα, μεταξύ άλλων και στην κατάσταση του ίδιου του καιρού που επικρατεί κατά τόπους σε ορισμένες μέρες του χρόνου. Πολλοί από τους τρόπους αυτούς προγνώσεως συνεχίζουν αρχαιότατη παράδοση, της οποίας μαρτυρίες βρίσκονται σε διάφορους συγγραφείς, ιδιαίτερα στον Αριστοτέλη και τον Θεόφραστο. Πιστεύεται π.χ. πως "όταν οι κοράκοι είναι ένας ένας και φωνάζουνε, βάνει αέρα, όταν είναι πολλοί μαζί και τσιμπιούνται, τότε βρέχει" (Κρήτη) ή λέγουν: "Οι κοκόροι κράζουν, οι καιροί αλλάζουν" (Μάνη). Η πρώιμη ανθοφορία φυτών και δέντρων θεωρείται σε πολλά μέρη βέβαιος τρόπος προγνώσεως. Η άνθιση π.χ. της αμυγδαλιάς κατά το φθινόπωρο ερμηνεύεται ως προμήνυμα βαρυχειμωνιάς (Κέρκυρα). Ιδιαίτερα προσέχουν τη σκίλλα ("σκιλλοκρομμύδα", "ασκελετούρα", "μποτσίκι" κ.ά.), η μικρή ή μεγάλη καρποφορία της κατά το φθινόπωρο συνδυάστηκε με πρώιμο ή όψιμο χειμώνα και με ανάλογη γεωργική παραγωγή. Η παρατήρηση επίσης των ουράνιων φαινομένων και του ορίζοντα (σημάδια του ουρανού) πιστεύεται ότι παρέχει ακριβή προγνωστικά. Σε πολλά μέρη π.χ. λέγουν "του ήλιου κύκλος άνεμος, του φεγγαριού χειμώνας", ή πιστεύουν ότι "άμα τρεμοσβήνουν τα άστρα θα έχουμε άνεμο, όταν είναι θολά θα έχουμε βροχή". Κάποιες φορές δημιουργούνται αναπάντητα ερωτήματα σχετικά με τα άστρα, όπως για παράδειγμα αν μπορούμε να προβλέψουμε κάποιο φυσικό φαινόμενο μέσω της μελέτης των άστρων. Πολλοί άνθρωποι πιστεύουν ότι μπορούμε να προβλέψουμε τους σεισμούς και τον καιρό. Οι έρευνες μας στο Project (ερευνητική εργασία) κατά το σχολικό έτος καθώς και η επίσκεψή μας στο Αστεροσκοπείο Αθηνών, έρχονται να καταρρεύσουν κάποιους μύθους.
12
4.6.1
Οι Σεισμοί
Οι σεισμοί δεν μπορούν να προβλεφθούν μέσω της μελέτης των άστρων από το αστεροσκοπείο. Το Αστεροσκοπείο είναι αυτό που κάνει την επίσημη ανακοίνωση για κάποιον σεισμό που πραγματοποιήθηκε, διότι τρέχει κάποιο πρόγραμμα (Institute of Geodynamic –Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών) το οποίο δείχνει πότε και πού έγινε ο σεισμός καθώς και πόσα ρίχτερ ήταν. Tο Ε.Α.Α. παρακολουθεί συνεχώς τη σεισμικότητα του Ελληνικού χώρου και ενημερώνει την Πολιτεία και το κοινού για τους σεισμούς που καταγράφονται, το επίκεντρο και το μέγεθός τους σε 24ωρη βάση. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στην ιστοσελίδα του. Δεκάδες σεισμοί μικρού μεγέθους γίνονται καθημερινά στον ελληνικό χώρο, που όμως δεν προκαλούν ανησυχία ούτε και υλικές ζημιές.
5. Εικόνα: Σεισμογράφος και άλλα όργανα
13
4.6.2
Ο Καιρός
Το Αστεροσκοπείο μέσω της μελέτης των άστρων έχει ωστόσο τη δυνατότητα να προβλέψει πρώτο τον καιρό της εβδομάδας (θερμοκρασία, μποφόρ ανέμων, υγρασία) καθώς και να τον ανακοινώσει μέσω της ιστοσελίδας “Meteo”. Παρόλα αυτά είναι δύσκολο και δυσνόητο για κάποιον άνθρωπο που δεν έχει επιστημονικές γνώσεις να καταλάβει με ποιόν τρόπο προβλέπουν τον καιρό. Το αστεροσκοπείο διαθέτει ένα δίκτυο μετεωρολογικών σταθμών. Από τις μετρήσεις που καταγράφονται προβλέπεται ο καιρός της εβδομάδας (θερμοκρασία, μποφόρ ανέμων, υγρασία). Οι προβλέψεις ανακοινώνονται μέσω της ιστοσελίδας “Meteo”.
4.7 Η λειτουργία του Αστεροσκοπείου Tο Ε.Α.Α. παρέχει υπηρεσίες όπως η συνεχής παρακολούθηση της σεισμικότητας του Ελληνικού χώρου και η ενημέρωση της Πολιτείας και του κοινού, η πρόγνωση καιρού, η συνεχής μέτρηση παραμέτρων της ιονόσφαιρας, η συνέχιση ιστορικών κλιματικών παρατηρήσεων (διάρκειας 150 ετών), η λειτουργία ενός από τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια της Ευρώπης, κ.α. Σημαντική είναι η συνεισφορά του στην επιμόρφωση του κοινού και τον τομέα της διάχυσης της επιστήμης μέσω του Κέντρου Επισκεπτών Πεντέλης και Θησείου που περιλαμβάνει το Μουσείο Γεωαστροφυσικής. Οι δραστηριότητες του Κέντρου εξυπηρετούνται από τα Ινστιτούτα Αστρονομίας, Αστροφυσικής, Διαστημικών Εφαρμογών και Τηλεπισκόπησης (ΙΑΑΔΕΤ), Ερευνών Περιβάλλοντος και Βιώσιμης Ανάπτυξης (ΙΕΠΒΑ) και το Γεωδυναμικό Ινστιτούτο (ΓΕΙΝ) τα οποία είναι στελεχωμένα με επίλεκτο ερευνητικό και επιστημονικό δυναμικό.
4.8
Δορυφόροι
Ένα τεχνολογικό επίτευγμα της αστρονομίας αποτελούν και οι δορυφόροι. Ένας τεχνητός δορυφόρος είναι οποιαδήποτε κατασκευή, που δημιουργήθηκε από τον άνθρωπο και τοποθετείται σε τροχιά γύρω από ένα ουράνιο σώμα. Αντιθέτως, όλα τα ουράνια σώματα που είναι μέρη του Ηλιακού Συστήματος, συμπεριλαμβανομένης της Γης, είναι δορυφόροι είτε του Ήλιου, είτε, όπως η Σελήνη, δορυφόροι άλλων ουράνιων σωμάτων. Αυτοί οι δορυφόροι λέγονται φυσικοί δορυφόροι,
14
προκειμένου να διακρίνονται από τους τεχνητούς.. Η εκτόξευση και η τοποθέτηση σε κατάλληλη τροχιά γίνεται με πυραύλους. Στις δεκαετίες του 1960 και 1970 η χρήση τεχνητών δορυφόρων γνώρισε μεγάλη ανάπτυξη, λόγω της μεγάλης χρησιμότητάς τους σε τηλεπικοινωνιακούς, επιστημονικούς (π.χ. μετεωρολογικοί δορυφόροι), αλλά και στρατιωτικούς (π.χ. κατασκοπευτικοί δορυφόροι) σκοπούς. Τεχνητοί δορυφόροι έχουν τεθεί κατά καιρούς σε τροχιά γύρω από πλανήτες του Ηλιακού συστήματος αλλά και την Σελήνη.
4.9
τους περισσότερους
Ερασιτεχνική αστρονομία
Η ερασιτεχνική αστρονομία είναι ένα χόμπι στο οποίο οι συμμετέχοντες, οι οποίοι ονομάζονται ερασιτέχνες αστρονόμοι, απολαμβάνουν τη μελέτη της αστρονομίας και την παρατήρηση των ουράνιων σωμάτων. Συνήθως οι ερασιτέχνες αστρονόμοι διεξάγουν νυκτερινές παρατηρήσεις, αλλά μερικοί παρατηρούν και τον Ήλιο, ιδίως τις ηλιακές κηλίδες, ενώ μια ειδική υποκατηγορία τους είναι οι «κυνηγοί εκλείψεων», οι οποίοι κάνουν ενίοτε μεγάλα ταξίδια για να παρατηρήσουν και να φωτογραφήσουν μία ολική έκλειψη Ηλίου. Η ερασιτεχνική αστρονομία μπορεί να ασκηθεί ως απλή παρατήρηση του ουρανού με γυμνό μάτι, αλλά συνηθισμένος εξοπλισμός είναι τα κιάλια και τα τηλεσκόπια καθώς και οι αστρικοί χάρτες, οι φωτογραφικές μηχανές και οι κάμερες CCD για τη φωτογράφηση-απεικόνιση των ουράνιων σωμάτων. Σε όλη τη διάρκεια της ανθρώπινης ιστορίας, πολλοί άνθρωποι μελετούσαν τον ουρανό σε ερασιτεχνικά πλαίσια, χωρίς κάποια συστηματική μέθοδο, χρήση ανώτερων μαθηματικών ή χρηματοδότηση. Μόλις κατά τον εικοστό αιώνα η ερασιτεχνική αστρονομία εξελίχθηκε σε μία δραστηριότητα καθαρά διαχωρισμένη από την «επαγγελματική» αστρονομία. Ωστόσο, η αστρονομία παραμένει ίσως η μοναδική θετική επιστήμη στην οποία οι ερασιτέχνες μπορούν να προσφέρουν στην επιστημονική έρευνα. Εξάλλου, αρκετοί ερασιτέχνες αστρονόμοι έχουν συνδέσει το όνομα τους με ανακαλύψεις ή εφευρέσεις, όπως ο ζυθοποιός Ουίλλιαμ Λάσελ, ο οποίος ανακάλυψε τον Τρίτωνα, τον Υπερίωνα και άλλους πλανητικούς δορυφόρους, ή ο Τζων Ντόμπσον, ο οποίος εφηύρε το κατοπτρικό τηλεσκόπιο "Dobsonian". Στην Ελλάδα, η ερασιτεχνική αστρονομία άρχισε να αναπτύσσεται ιδιαίτερα μετά το 1995, και σήμερα υπάρχουν αρκετοί ερασιτέχνες αστρονόμοι, κυρίως στην επαρχία, πολλοί από τους οποίους είναι οργανωμένοι σε συλλόγους. Κάθε δύο χρόνια από το 1999 και μετά διεξάγεται και στην Ελλάδα Πανελλήνιο Συνέδριο Ερασιτεχνικής Αστρονομίας. Ομάδα ερευνητικής εργασίας Καλογεροπούλου Δήμητρα Ματσιούλας Απόστολος Καλπίδη Τζωρτζίνα Ματίγια Σέρτζιο Κούρτη Ντόριαν
5
Κεφάλαιο 3 Η αστροφυσική μαγεύει
Σκοπός έρευνας: Ομαδική δουλειά- συνεργασία Διερεύνηση των θεμάτων που μας απασχολούν Χρησιμότητα της επιστήμης στην καθημερινότητα μας Τρόπος εργασίας: Συλλογή και ταξινόμηση πληροφοριών Κατανομή εργασιών Σύνθεση τελικής εργασίας
15
5.1 Τι είναι αστροφυσική; Αστροφυσική είναι ο κλάδος εκείνος της αστρονομίας που ασχολείται με τη φυσική του Σύμπαντος, με τις φυσικές ιδιότητες των αστρονομικών αντικειμένων, π.χ. αστεριών και γαλαξιών, και με την αλληλεπίδρασή τους. Γενικά η αστροφυσική ερευνά και μελετά το σύνολο των διαφόρων διαδικασιών που εξελίσσονται έξω από την ατμόσφαιρα της Γης, δηλαδή στα ουράνια σώματα και στο διάστημα. Της φυσικής κατάστασης και χημικής σύστασης των ουρανίων σωμάτων. Στη φασματοσκοπική εξέταση των αστέρων, τη φωτομετρική και οφθαλμοσκοπική μελέτη της επιφάνειάς τους ή τη μορφολογική εξέταση των συγκροτημάτων ουρανίων σωμάτων.
5.2
Σπουδαιότερες ανακαλύψεις
Οι νέες επιστημονικές θεωρίες, κβαντική φυσική του Max Planck και θεωρία σχετικότητας του Albert Einstein αποτέλεσαν θεμελιώδη εργαλεία για την εξήγηση παλαιών ερωτημάτων σχετικά με τη δημιουργία και την εξέλιξη του σύμπαντος. Το έτος 1920 εντοπίστηκε ο βαρύτερος σιδηρούχος μετεωρίτης της σύγχρονης εποχής στη Νότια Αφρική, ο οποίος ζύγιζε περί τους 60t Κατά το 19ο αιώνα είχε αναγνωριστεί η ύπαρξη του γαλαξία, θεωρείτο όμως ότι το ηλιακό μας σύστημα βρισκόταν κοντά στο κέντρο του .Το έτος 1918 ότι το ηλιακό μας σύστημα απέχει από το ένα άκρο του γαλαξία γύρω στα 20.000 και από το άλλο γύρω στα 80.000 έτη φωτός, άρα βρίσκεται μάλλον στο άκρο του γαλαξία. Στη δεκαετία του 1920 επιβεβαιώνεται η άποψη ότι ο γαλαξίας μας αποτελεί έναν από τα πολλά δισεκατομμύρια γαλαξίες, οι οποίοι απαρτίζουν το σύμπαν., οι αστρονόμοι της εποχής συνειδητοποίησαν ότι ο γαλαξίας μας και τα γύρω νεφελώματα δεν είναι όλο το σύμπαν, αλλά υπάρχουν κι άλλα συστήματα. Το 1926 ανέλυσε ο οι γαλαξίες περιστρέφονται γύρω από το κέντρο τους.. Το ορατό σύμπαν, δηλαδή αυτό που είμαστε σε θέση να δούμε με τα ισχυρότερα (ραδιο-)τηλεσκόπια στις αρχές του 21ου αιώνα, αποτελείται από μερικές δεκάδες δισεκατομμύρια γαλαξίες, οι οποίοι έχουν περίπου το μέγεθος του δικού μας γαλαξία, με περίπου 100 δισεκ. άστρα καθένας. 1929 υπολόγισε από τη μετατόπιση προς το ερυθρό κατά Ντόπλερ τη σχετική ταχύτητα των γαλαξιών. Έτσι ότι το σύμπαν επεκτείνεται - μια πολύ σημαντική ανακάλυψη, τόσο για την κοσμολογία, όσο και για τη φιλοσοφία. Το έτος 1930 εντοπίστηκε σε μια φωτογραφική πλάκα ο πλανήτης Πλούτων ένα έτος μετά υπάρχει μια γιγαντιαία μαύρη τρύπα. ι το έτος 1938 τη διαδικασία πυρηνικής σύντηξης του υδρογόνου στα άστρα. Έτσι, εξηγήθηκε πώς «καίγονται» και λάμπουν τα άστρα, καταναλώνοντας θερμοπυρηνικά το υδρογόνο που διαθέτουν και το οποίο αποτελεί αρχικά περίπου το 70% του υλικού τους. Στη συνέχει ακολουθεί μια έκλαμψη του παραγόμενου ηλίου (αρχικά ~28%) από τη σύντηξη του υδρογόνου, κατά την οποία αυτό το ήλιο συντήκεται εκ νέου προς βαρέα στοιχεία. το 1951 ανακαλύφθηκε η κοσμική ραδιο-ακτινοβολία. Το έτος 1964καταγράφηκε η « «ηχώ της μεγάλης έκρηξης»
16
5.3 Κύριες θεωρίες 1. Η Μεγάλη Έκρηξη (BigBang, Μπιγκ Μπανγκ) είναι κοσμολογική θεωρία σύμφωνα με την 2. 3. 4.
5.
οποία το σύμπαν δημιουργήθηκε από μια υπερβολικά πυκνή και θερμή κατάσταση, πριν από περίπου 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια. Καθιερωμένο μοντέλο της Μεγάλης έκρηξης Το μοντέλο θεωρεί ότι η γενική σχετικότητα είναι η σωστή θεωρία της βαρύτητας σε κοσμολογικές κλίμακες. Κοσμικός πληθωρισμός Ο Ισαάκ Νεύτων διετύπωσε τον περίφημο Νόμο της παγκόσμιας έλξης όπου κατ΄ αυτόν: Οι ελκτικές δυνάμεις μεταξύ δύο ουρανίων σωμάτων είναι ανάλογες του γινομένου των μαζών τους και αντιστρόφως ανάλογες του τετραγώνου της μεταξύ των κέντρων μάζας τους απόστασης. Η Γενική θεωρία της Σχετικότητας είναι η θεωρία βαρύτητας που προτάθηκε από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν, και η οποία περιγράφει την βαρυτική δύναμη μέσω των καμπυλώσεων του χωροχρόνου παρουσία μάζας. Η βαρύτητα δεν θεωρείται ως το αποτέλεσμα μιας δύναμης, αλλά οφείλεται στην καμπύλωση του χωροχρόνου, η οποία προκαλείται από την περιεχόμενη στον χωρόχρονο μάζα και ενέργεια.
5.4 Πρωτεργάτες αστροφυσικής Η κίνηση των ατόμων και ο σχηματισμός των ουρανίων σωμάτων από άτομα.
Δημόκριτος
Η σχετικότητα.
Θαλής ο Μηλήσιος, Αναξιμένης, Θεόπομπος, Ηράκλειτος, Ζήνων, Ελεάτης. – (Παρουσιάστηκε από τον Αινστάιν) Η αντιστροφή του Χρόνου.
Πλάτων (Πολιτικός). – (Παρουσιάστηκε από τον Αινστάιν) Η φύση του Σύμπαντος.
Λουκρήτιος
Η φύση του Σύμπαντος και η σφαιρικότητά του.
Πλάτων, Θαλής, Πυθαγόριοι Χωρο-χρόνος.
Ζήνων, Ελεάτης, Δαμάσκιος. Αντί-Υλη και παράλληλα Σύμπαντα.
Φιλόλαος
Νόμος των αναλογιών.
Ερμής, Πυθαγόρας
Το παλλόμενο Σύμπαν.
Πλάτων (Πολιτικός) Η Μεγάλη Έκρηξη.
Ορφικοί. – (Παρουσιάστηκε από τον Ζώρζ Λεμάντρ το 1927)
17
Σχεδίαση: Καμπύλωση του χωροχρόνου
Το Ηλιακό Σύστημα και η σφαιρικότητα της Γής.
Αρίσταρχος ο Σάμιος, Πυθαγόρας, Πλάτων.
Η φύση του Γαλαξία ως αστρικό νεφέλωμα.
Δημόκριτος
Η πολλαπλότητα των Κόσμων.
Αναξαγόρας, Αναξιμένης, Αναξίμανδρος, Ξενοφάνης, Ζήνων, Ελεάτης, Μητρόδωρος, Θαλής. (Παρουσιάστηκε από τον Τζορντάνο Μπρούνο) Το απροσμέτρητο των αποστάσεων.
Ορφεύς, Αρίσταρχος
Οι Κόσμοι έχουν αρχή και τέλος. Δημόκριτος
Τα Ηλιακά Συστήματα και τους «μη φωτεινούς συνόδους των ήλιων». Πυθαγόρας, Ηράκλειτος Η ύπαρξη ζωής σε άλλα Συστήματα. Αναξαγόρας, Ξενοφάνης, Δημόκριτος, Επίκουρος, Αναξιμένης, Ζήνων, Ελεάτης, Λουκρήτιος, Στράβων Η ελλειπτικότητα της Γήινης τροχιάς. Αρίσταρχος. (Παρουσιάστηκε από τον Γκάους το 1819)
Διαστρικά ταξίδια.
Λουκιανός
Ο τρόπος σχηματισμού του Ηλιακού Συστήματος.
Πλάτων. – (Παρουσιάστηκε από τον Λαπλάς) Η προέλευση της Ζωής. Δημόκριτος, Αναξίμανδρος Η Ενέργεια
Αριστοτέλης, Αναξίμανδρος
Οι Αστεροειδείς και οι συγκρούσεις τους. Πλάτων(Τίμαιος)
Η φύση των Κομητών.
Η 24ωρη περιστροφή της Γης.
Οι Κοσμικοί Ήχοι
Η αιτία της Έκλειψης.
Ο Νόμος που ορίζει τις αποστάσεις των Πλανητών από τον Ήλιο.
Ηρακλείδης ο Ποντικός Αναξαγόρας, Θαλής
Η φύση της Σελήνης.
Πλούταρχος, Εμπεδοκλής Η σφαιρικότητα της Γης.
Στράβων
Η φύση του Ηλίου.
Αναξαγόρας
Η ανάκλαση του Ηλιακού φωτός από την Σελήνη.
Θαλής, Παρμενίδης, Πλούταρχος. – (Παρουσιάστηκε από τον Γαλιλαίο) Η αιτία των παλιρροιών.
Αριστοτέλης, Πυθαγόρειοι Πυθαγόρας
Πυθαγόρειοι – (Παρουσιάστηκε από τον Μποντέ) Το Σύμπαν είναι ένα ζωντανό Ον και περικλείει όλα τα όντα.
Πλωτίνος
Η Αλληλεπίδραση των πάντων.
Πλάτων
Ο νόμος της Αναλογίας και της Αντιστοιχίας Μικρόκοσμου-Μακρόκοσμου.
Ερμής ο Τρισμέγιστος
Άστρο-Γένεση και Αστρική σκόνη. Ορφικοί
Ποσειδώνιος. – (Παρουσιάστηκε από τον Κέπλερ)
Η αρχική συγκέντρωση όλης της συμπαντικής Ύλης σε ωοειδές σχήμα.
Οι Υπολογιστές. Ο μηχανισμός των Αντικυθήρων. –
Το Πεπερασμένο του Σύμπαντος.
(Παρουσιάστηκε από τον Βίνερ το 1950)
18
Ορφικοί Ορφικοί
5.5 Ωφέλειες της αστροφυσικής Στη βιομηχανία: • Η AT&T χρησιμοποιεί IRAF(λογισμικό που δημιουργήθηκε από το Εθνικό Οπτικό Αστρονομικό Παρατηρητήριο) για να αναλύσει τα διάφορα συστήματα υπολογιστών. • Το φιλμ της Kodak αρχικά δημιουργήθηκε από αστρονόμους που μελετούν τον ήλιο, η οποία χρησιμοποιείται από ιατρικές και βιομηχανικές βιομηχανίες , φωτογράφους και καλλιτέχνες. Στο αεροδιάστημα: • Διαστημικά τηλεσκόπια έχουν χρησιμοποιήσει οι δορυφόροι της Εθνικής Αμύνης , τα οποία απαιτούν όμοια τεχνολογία και υλικό. • Δορυφόροι για το Παγκόσμιο Σύστημα Θέσης βασίζονται σε αστρονομικά αντικείμενα ( κβάζαρ και μακρινούς γαλαξίες)για να δοθούν ακριβείς θέσεις. Στην ενέργεια: • Η τεχνολογία που έχει αναπτυχθεί από την απεικόνιση των ακτίνων Χ χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση της σύντηξης(2 ατομικοί πυρήνες συνδυάζονται για να σχηματίσουν ένα βαρύτερο πυρήνα)είναι η απάντησή μας για την καθαρή ενέργεια. Στην ιατρική: • Σαρωτές CAT και μαγνητικές τομογραφίες. • Η κατασκευή διαστημικών τηλεσκοπίων απαιτεί ένα εξαιρετικά καθαρό περιβάλλον, προκειμένου να αποφευχθούν τα σωματίδια της σκόνης από τη συσκότιση των καθρεπτών ή των οργάνων. Παρόμοιες μέθοδοι χρησιμοποιούνται σήμερα στα νοσοκομεία και τα φαρμακοβιομηχανικά εργαστήρια. Διεθνείς συνεργασίες • Η συνεργασία εμπνέει επίσης τον ανταγωνισμό . Ένας ανταγωνισμός μεταξύ της Σοβιετικής Ένωσης και των Ηνωμένων Πολιτειών για την κυριαρχία όσον αφορά την εξερεύνηση του διαστήματος(Space Race). • Η Αστρονομία είναι μία συλλογική προσπάθεια. Το 1887 αστρονόμοι από όλο τον κόσμο συγκέντρωσαν όλες τις εικόνες των τηλεσκόπιων τους για να συνθέσουν το πρώτο χάρτη ολόκληρου του ουρανού. Στην καθημερινή ζωή • Τα αεροδρόμια χρησιμοποιούν τα τεχνολογικά επιτεύγματα που έχουν σχεδιαστεί για την αστρονομία . Στους ιμάντες των αποσκευών X-ray χρησιμοποιείται τεχνολογία για την παρατήρηση των ακτίνων Χ . Ένα όργανο σχεδιασμένο για αποστολή στον Άρη(αέριος χρωματογράφος) χρησιμοποιείται για να αναλύσει τις αποσκευές για τυχόν εκρηκτικές ύλες.
5.6 Αναπάντητα Ερωτήματα: Η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης, παρά τις πειραματικές της επιβεβαιώσεις αφήνει και κάποια φυσικά και φιλοσοφικά ερωτήματα αναπάντητα, τα βασικότερα των οποίων είναι: 1. Προβλέπει ένα μικρότερο σύμπαν από αυτό που υπάρχει σήμερα. 2. Δεν εξηγεί την Κοσμολογική Αρχή, αλλά την δέχεται αξιωματικά, πράγμα ασυμβίβαστο με την μαθηματική ανάλυση. 3. Τι υπήρχε πριν; Πως από το τίποτα προήλθαν τα πάντα; 4. Γιατί δημιουργήθηκαν οι συγκεκριμένοι φυσικοί νόμοι και όχι κάποιο άλλοι; Γιατί για παράδειγμα ο χωρόχρονος είναι τετραδιάστατος; Απάντηση σε αυτά τα ερωτήματα προσπάθησαν να δώσουν κάποιες άλλες θεωρίες. 5. Είναι ο Κόσμος μας μοναδικός;
19
Ίσως η πιο συνταρακτική και εκτεταμένη πρόβλεψη της θεωρίας χορδών – και επίσης του πληθωριστικού μοντέλου του Κόσμου – είναι ότι ο Κόσμος που ζούμε δεν είναι πιθανώς ο μοναδικός. Το πληθωριστικό μοντέλο προβλέπει ότι πραγματοποιούνται συνεχώς BigBangs σε άλλες περιοχές του διαστήματος – και η θεωρία χορδών προτείνει ότι αυτοί τα άλλα μίνι-σύμπαντα μπορούν να είναι τόσο διαφορετικοί από το δικό μας, που ακόμη και οι νόμοι της φύσης και ο αριθμός των διαστάσεων του χώρου μπορεί να είναι διαφορετικοί. Αυτό που ξέρουμε είναι ότι εάν αυτοί οι θεμελιώδεις νόμοι και οι σταθερές ήταν ακόμα και ελαφρώς διαφορετικοί από αυτό που παρατηρούμε, τότε η ζωή όπως την ξέρουμε δεν θα υπήρχε. Παραδείγματος χάριν, τα άτομα θα ήταν λιγότερο σταθερά, ή τα αστέρια και οι πλανήτες δεν θα σχηματίζονταν. Παραδοσιακά, οι φυσικοί επιδίωκαν κάποια λογική εξήγηση γιατί ο Κόσμος μας να είναι όπως είναι. Αλλά η πιθανότητα των πολλαπλών Κόσμων εγείρει την δυνατότητα η ίδια η φύση να παίζει ζάρια: μερικοί Κόσμοι έχουν τις σωστές συνθήκες για τη ζωή, ενώ άλλοι – η μεγάλη πλειοψηφία – όχι. Η φύση είναι πλήρης εκπλήξεων, και αυτός ο διάλογος με τη φύση πρέπει να πάει μακριά. Με κάθε γενεά, ο Κόσμος που παρατηρούμε φαίνεται μεγαλύτερος και πιο θαυμαστός. Λίγες μόνο εκατοντάδες χρόνια πριν, τα αστέρια που βλέπουμε στον ουρανό φαίνονταν να είναι τα όρια του Κόσμου μας. Κατόπιν το τηλεσκόπιο του Γαλιλαίου άνοιξε το πανόραμα των άστρων που αποτελούν το Γαλαξία μας. Έναν μόνο αιώνα πριν, η ανθρωπότητα ακόμα δεν είχε ανακαλύψει ότι υπάρχουν δισεκατομμύρια γαλαξίες αρκετά πέρα από τον δικό μας. Σήμερα, μπορούμε να δούμε τόσο μακριά όσο η φύση μας επιτρέπει αυτή την περίοδο – στη στιγμή του ίδιου του BigBang. Οι ιδέες μας και η ευστροφία δημιουργούν έναν Κόσμο ακόμα μεγαλύτερο και πιο ποικίλο από όσο είχαμε φανταστεί ποτέ. Υπάρχει καμιά ερώτηση ότι αυτό είναι μια μεγάλη εξερεύνηση; Αυτή ήταν μία εργασία της ομάδας: Αστροκομμάτια του ουρανού
Κοντογιάννη Μαρία Κόρδα Ζωή Λαυρέντζου Πολυτίμη Κοτρωνάκη Αναστασία Λεπενίτσα Χριστίνα Κατσίκα Δώρα
6
Συμπεράσματα
Τα συμπεράσματα της έρευνας μας για το το Αστεροσκοπείο είναι:
20
Το αστεροσκοπείο ήταν για την εποχή του ένα πολύ σπουδαίο και ακριβό έργο, που το κόστος του αδυνατούσε να το καλύψει το φτωχό νεοσύστατο κράτος Εξασφάλιζε επίσης τη σύνδεση και τη συνέχεια των νεοελλήνων με τον αρχαίο πολιτισμό, θεμελιώνοντας την εθνική ταυτότητα. Το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών είναι από τα παλαιότερα στον κόσμο ξεπερνώντας αυτό της Γαλλίας και της πρώην Ενωμένης Σοβιετικής Σοσιαλιστικής Δημοκρατίας. Ο αρχικός λόγος για τον οποίο χτίστηκε το αστεροσκοπείο ήταν να αποκτήσει η Ελλάδα τη δυνατότητα να έχει δικιά της ώρα. Τελικά κατάφεραν να μετρήσουν την ώρα με τη βοήθεια ενός μεσημβρινού τηλεσκοπίου το οποίο μελετούσε την τροχιά ενός συγκεκριμένου αστεριού και ύστερα με μια συγκεκριμένη εξίσωση μπόρεσαν να μετατρέψουν την αστρική ώρα σε ηλιακή. Πλέον θεωρείται ως προκάτοχος των σημερινών ρολογιών. Στο αστεροσκοπείο κατάφεραν να χαρτογραφήσουν την επιφάνεια της Σελήνης χρησιμοποιώντας ειδικά τηλεσκόπια.
21
Επίσης, αφού στην Ελλάδα γίνονται καθημερινά σεισμοί (παρόλο που δεν γίνονται αντιληπτοί), ένας άλλος ρόλος του αστεροσκοπείου είναι η μέτρησή τους με ειδικά σεισμολογικά όργανα τα οποία ήταν απλά στην χρήση και παρόλο την παλιά τους τεχνολογία, οι μετρήσεις τους είχαν μικρή απόκλιση σε σχέση με την μέτρηση με σύγχρονα εργαλεία. Πλέον το αστεροσκοπείο χρησιμοποιείται σαν εκθεσιακό μουσείο στο οποίο φυλάγονται αντικείμενα ανεκτίμητης αξίας, όπως, τηλεσκόπια που σώθηκαν από τις καταστροφές του Β’ παγκοσμίου πολέμου, όργανα μέτρησης της σεισμικής δραστηριότητας τα οποία είναι αντίκες και βιβλιογραφίες που το θέμα τους κατά κύριο λόγο είναι τα τηλεσκόπια, μέθοδοι μέτρησης των άστρων και διάφορες ιστοριογραφίες με θέμα τα άστρα. Όλα αυτά συνέβαλαν στην προβολή της Ελλάδας στο εξωτερικό. Ίσως το τηλεσκόπιο να είναι η μεγαλύτερη εφεύρεση που έκανε ο άνθρωπος στην μακραίωνη παρουσία του στην Γη. Αν και άλλες εφευρέσεις, όπως αυτές που βασίζονται στον ηλεκτρισμό ή ο τροχός, έχουν πιο πρακτικές εφαρμογές εν τούτοις το τηλεσκόπιο κατάφερε να βγάλει την ανθρωπότητα από τον μικρόκοσμό της, που περιλάμβανε μόνο την Γη και τα πλησιέστερα αστρικά σώματα. Η πρώτη γνωριμία με την επιστήμη της αστροφυσικής μας εντυπωσίασε. Αντιληφθήκαμε πως η επιστήμη δικαιώνει τη φαντασία. Οι εφαρμογές της αστροφυσικής δεν περιορίζονται στην αστροναυτική, αλλά καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα καθημερινών δραστηριοτήτων. Παρόλο την επιστημονική πρόοδο υπάρχουν αναπάντητα ερωτήματα που μας προβληματίζουν και μας δημιουργούν την επιθυμία για την ικανοποίησή τους Διαπιστώσαμε ότι δεθήκαμε σαν ομάδα
7
22
Πηγές- Βιβλιογραφία Επίσημη ιστοσελίδα Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών, www.noa.gr/ Η ίδρυση του Αστεροσκοπείου Αθηνών, Ελευθέριος Γ. Σκιαδάς, http://mikrosromios.gr/2671/asteroskopeio/
el.wikipedia.org/wiki/Εθνικό_Αστεροσκοπείο_Αθηνών
Το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών και τα Ελληνικά τηλεσκόπια, Διονύσης Σιμόπουλος http://www.eugenfound.edu.gr/frontoffice/portal.asp?cpage=RESOURCE&cresrc=1695&cnode =28, Επαναλειτουργία του ιστορικού τηλεσκοπίου Newall από το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών http://www.ekt.gr/content/display?prnbr=87864 ΕΘΝΙΚΟ ΑΣΤΕΡΟΣΚΟΠΕΙΟ ΑΘΗΝΩΝ, ΚΤΙΡΙΟ "ΣΙΝΑ", "Μελέτη συντήρησης και αποκατάστασης τοιχογραφιών, οροφογραφιών και ξύλινων στοιχείων" http://www.aeinaes.gr/el/restoration_studies/?nid=929, Αστεροσκοπείο Αθηνών, Αρχαιολογία της πόλης των Αθηνών, Αρχείο νεότερων μνημείων, http://www.eie.gr/archaeologia/gr/arxeio_more.aspx?id=43 Αστεροσκοπείο Αθηνών, http://bill-files.blogspot.gr/2013/10/blog-post_20.html Εταιρεία Αστρονομίας & Διαστήματος, http://www.astronomos.gr/ http://www.globalomen.com/webtvgr/τεχνολογιαδιαστημα Ντοκιμαντέρ Ταξίδι στην άκρη του σύμπαντος Εικόνες : google.com/images(390)am%OOFNHANASTRONOMY%% Βιβλιογραφία : Το σύμπαν που αγάπησα Πληροφοριες:noa.gr/index.php?view=category&catid=2&option=com_joomgallery&Itemid=61 7&lang=el&page=2#category wikipedia.org/wiki/Astronomy