Proteus, letnik 71, številka 2, oktober 2008 by prirodoslovno.drustvo

PROTEUS oktober 2008, 2/71. letnik cena v redni prodaji 3,70 EUR naroËniki 3,20 EUR dijaki in πtudenti 2,25 EUR www.proteus.si

meseËnik za poljudno naravoslovje

■

Zgodovina astronomije

Popolni sonËni mrk 7. marca 1970 ■

Fizika

O holografskem vesolju ■

Naravoslovna fotografija

NateËaj naravoslovne fotografije 2008

proteus oktober za tisk.indd 97

10/12/08 12:48:12 PM

•

■

stran 54

Zgodovina astronomije

Popolni sonËni mrk 7. marca 1970 Anton Peterlin Leta 1970 je akademik profesor dr. Anton Peterlin z ženo v Združenih državah Amerike opazoval popolni sonËni mrk in o tem napisal besedilo, ki je hranjeno v arhivu družine Peterlin in ni bilo še nikoli objavljeno. Revija Proteus ga objavlja prviË. Besedilo lahko velja za zgled poljudnega pisanja, saj domiselno povezuje strokovni pogled na naravni nebesni pojav, ki vedno vzbuja veliko zanimanje ljudi, reportažni zapis in dnevniško beleženje osebnih vtisov. Na ta naËin stroka postane del vsakdanjega življenja.

proteus oktober za tisk.indd 50

10/12/08 12:47:21 PM

Vsebina

Foto: Miha Krofel.

Uvodnik

Tomaæ Sajovic 54

Zgodovina astronomije

• Popolni sonËni mrk 7. marca 1970 Anton Peterlin 80 60

Fizika

Naravoslovje v šoli

• Vseživljenjsko izobraževanje uËiteljev naravoslovnih predmetov Gorazd PlaninšiË, Iztok TomažiË in Vera Frank • Vpliv osvetljenosti zatoËišËa na Ëas izletavanja netopirjev Maja Ferjan, Tina Janša, Lara Kobal in Laura Šimenc Paleontologija

• Rhizocorallium jenense (fosilna sled) iz spodnjetriasnih plasti Slovenije Matija Križnar

proteus oktober za tisk.indd 51

Nove knjige

• Matjaž Vesel: Nebeške novice Galilea Galileija Marijan Prosen ∑ Majo

• O holografskem vesolju Janez Strnad 66

Zgodovina naravoslovja

• Freyerjevi zoološki sestavki v slovenšËini Tone Wraber

Naravoslovna fotografija

• NateËaj naravoslovne fotografije 2008 Janja Benedik 87

Naše nebo

• Je naše osonËje posebno? Mirko Kokole 91 93

Table of Contents Kam in kdaj?

• Oktober 2008

10/12/08 12:47:22 PM

■

Kolofon

Proteus

PROTEUS oktober 2008, 2/71. letnik cena v redni prodaji 3,70 EUR naroËniki 3,20 EUR dijaki in πtudenti 2,25 EUR www.proteus.si

Proteus 71/2 • Oktober 2008

Izhaja od leta 1933 MeseËnik za poljudno naravoslovje

meseËnik za poljudno naravoslovje

Izdajatelj in zaloænik: Prirodoslovno druπtvo Slovenije Odgovorni urednik: prof. dr. Radovan Komel Glavni urednik: doc. dr. Tomaæ Sajovic Uredniπki odbor: Janja Benedik prof. dr. Milan Brumen akad. prof. dr. Matija Gogala dr. Uroπ Herlec prof. dr. Alojz Ihan doc. dr. Nejc Jogan mag. Ivana Leskovar Matjaæ Mastnak Marjan Richter mag. Andrej Seliπkar dr. Simona Strgulc Krajπek Mateja Ævikart Lektor: doc. dr. Tomaæ Sajovic Oblikovanje: Eda PavletiË Angleπki prevod: Andreja VerbiË Priprava slikovnega gradiva: Marjan Richter Tisk: Trajanus d.o.o.

■

Zgodovina astronomije

Popolni sonËni mrk 7. marca 1970 ■

Fizika

O holografskem vesolju ■

Naravoslovna fotografija

NateËaj naravoslovne fotografije 2008

Naslovnica: Miha Krofel: Planinski moËerad.

Proteus izdaja Prirodoslovno druπtvo Slovenije. Na leto izide 10 πtevilk, letnik ima 480 strani. Naklada: 4000 izvodov. Naslov izdajatelja in uredniπtva: Prirodoslovno druπtvo Slovenije, Salendrova 4, p.p. 1573, 1001 Ljubljana, telefon: (01) 252 19 14, faks (01) 421 21 21. Cena posamezne πtevilke v prosti prodaji je 3,70 EUR, za naroËnike 3,20 EUR, za dijake in πtudente 2,25 EUR. Celoletna naroËnina je 32,00 EUR, za πtudente 22,50 EUR; za tujino: 42 EUR. 8,5% DDV je vkljuËen v ceno. Poslovni raËun: 02010-0015830269, davËna πtevilka: 18379222. Proteus sofinancirata: Javna agencija RS za raziskovalno dejavnost in Ministrstvo za πolstvo in πport.

Svet revije Proteus: prof. dr. Nina Gunde ∑ Cimerman prof. dr. LuËka Kajfeæ ∑ Bogataj prof. dr. Miroslav Kaliπnik prof. dr. Tamara Lah ∑ Turnπek prof. dr. Tomaæ Pisanski doc. dr. Peter Skoberne prof. dr. Kazimir Tarman prof. dr. Tone Wraber

http://www.proteus.si prirodoslovno.drustvo@guest.arnes.si ∂ Prirodoslovno druπtvo Slovenije, 2008. Vse pravice pridræane. Razmnoæevanje ali reproduciranje celote ali posameznih delov brez pisnega dovoljenja izdajatelja ni dovoljeno.

Koledar 2009

Koledar za leto 2009 ≈Metulji« Avtor fotografij: Jurij Kurillo Format: 310 x 450 mm Vezava: spirala Izdala: Prirodoslovno društvo Slovenije in Založba Narava

Metulji • Butterflies CitronËek • Brimstone • Gonepteryx rhamni

Metulji • Butterflies 2009

Jurij Kurillo

Februar • February 2009 Ponedeljek • Monday

Torek • Tuesday

Sreda • Wednesday

»etrtek • Thursday

Petek • Friday

Sobota • Saturday

Nedelja • Sunday

1 2

PolsenËni Lunin mrk

Svetovni dan mokriπË

Mali bisernik • Queen of Spain fritillary • Issoria lathonia

Jurij Kurillo

Slovenski kulturni praznik

Cena: • do 1. novembra 2008: 7,00 EUR (6,00 EUR za Ëlane društva in naroËnike revije Proteus) • od 1. novembra 2008 dalje: 9,00 EUR (8,00 EUR za Ëlane društva in naroËnike revije Proteus).

PrednaroËila sprejemamo po telefonu 01/252-19-14, na telefonski odzivnik 24 ur na številko 01/421-21-21, na elektronski naslov prirodoslovno.drustvo@guest.arnes.si ali preko spletne strani www.proteus.si. Za koliËinsko veËja naroËila nudimo popust, možen je tudi poljuben dotisk logotipa.

proteus oktober za tisk.indd 52

10/12/08 12:47:24 PM

Uvodnik

Druga številka letošnjega Proteusa je ∑ lahko bi rekli ∑ ≈zgodovinska«. S to besedo Proteus seveda ni želel hvaliti samega sebe, Ëeprav je res, da je v njem objavljeno še neobjavljeno besedilo akademika prof. dr. Antona Peterlina o popolnem sonËnem mrku daljnjega leta 1970. Pridevnik ≈zgodovinski« sem namreË uporabil v izvornem pomenu ∑ pomenu, ki se nanaša na zgodovino. Tone Wraber piše o Freyerjevih zooloških sestavkih v slovenšËini v gimnazijskem Slovenskem berilu iz leta 1850 ∑ na priloženi sliki boste lahko prebrali prvo stran Freyerjevega moËarilca -, Peterlinovo besedilo je iz leta 1970, ostala besedila pa so priËevalci 21. stoletja. Poldrugo stoletje ∑ ki je, sicer po iztrganih delih, povzeto v eni sami številki revije - je razmeroma dolgo obdobje, ki je zaznamovalo tudi ali predvsem jezikovno oblikovanje vseh teh spisov. Toda kaj pravzaprav pomeni besedna zveza ≈jezikovno oblikovanje«? Kaj sploh je jezik? Za stare Grke je bil jezik predvsem tisto v njem upovedano, ameriški filozof David Davidson pa je to misel še izostril ∑ sposobnosti jezikovnega izražanja, zaznavanja in mišljenja so med seboj nerazdružljive. Preprosto povedano ∑ naËin jezikovnega oblikovanja je naËin mišljenja. Ko pa na jezik pogledamo s tega zornega kota, se nam tudi objavljena besedila pokažejo v Ëisto drugaËni, resnejši in globlji luËi. Besedila namreË priËajo, kako so njihovi avtorji mislili in razumevali svet v svojem zgodovinskem Ëasu. In Freyerjevo, Peterlinovo in kakšno današnje besedilo kažejo zelo razliËne miselne podobe. Peterlinovo besedilo tako ni ≈samo« suhi, znanstveni opis popolnega sonËnega mrka ∑ taki opisi prevladujejo v sodobnih strokovnih besedilih, tudi v Proteusu -, ampak pripoved o tem naravnem pojavu in kar je z njim tako ali drugaËe povezano: kako so se in se nanj odzivajo ljudje, predvsem pa kakšen oseben, Ëustven odnos ima avtor sam. V današnjih strokovnih besedilih je to osebno razmerje skoraj ≈prepovedano«. OËitno gre za dva miselna vzorca, za dve razliËni razmerji do sveta. EmpiriËno bi se verjetno dalo dokazati, da se je tudi v Proteusu neosebno razmerje do sveta v besedilih v zadnji Ëetrtini 20. stoletja vedno bolj krepilo. Ta neosebnost je v znanosti povezana z objektivnostjo, oboje pa skriva v sebi dva nesporazuma. Objektivnost obstaja le v okvirih, ki so ga doloËili ljudje, neosebnost pa vnaša v razmerje do sveta vseenost in odtujenost. Na tem mestu se moramo spomniti še enega ameriškega filozofa Johna Deweyja, ki je namesto pojma razuma (ta je povezan z objektivnostjo) raje uporabljal pojem inteligence, ta pa ni loËena od Ëustev. Vse to nas zopet vodi v bližino Heideggrove misli, da je tudi znanost naËin Ëlovekove eksistence v svetu, eksistenca pa je vedno celostna: razuma namreË ni mogoËe, niti ni pametno, loËevati od Ëustev in drugih plasti duševnosti. Temeljna prvina Ëlovekove brezbrežne eksistence pa je nedvomno jezik v vsej svoji raznovrstnosti. Pravzaprav bi morali zapisati jeziki. Nemški filozof Hans-Georg Gadamer tako nikoli ni verjel v enotni jezik. Odlomek iz njegove knjige DedišËina Evrope nas sili k poglobljenemu razmišljanju: ≈Kdor v jeziku ne vidi niË drugega kot priroËni sistem znakov, bo, izhajajoË iz enotne znanosti, ≈unity of science«, kot so jo imenovali v Dunajskem krožku, tudi od enotnega jezika lahko priËakoval, da bo v njem pravilno razumljen. Glede raziskovanja in obvladovanja narave morda tudi upraviËeno. Glede raznoterosti znanstvenosti, ki se v kulturnih jezikih in v jezikovnih kulturah vseh ljudstev poraja iz njihovih lastnih izroËil in zakladov, pa nas do resniËne skupnostnosti lahko privede prav drugaËnost, ponovno prepoznanje nas samih, ponovno sreËanje z drugim v jeziku, umetnosti, religiji, pravu in zgodovini.« V tej misli se skriva globlje spoznanje: znanost ne sme biti moË za obvladovanje sveta in ljudi v njem, ampak bi morala odpirati Ëlovekov odgovorni, skrajno obËutljiv pogled na tisto drugo in drugaËno ∑ na svet in ljudi v njem. Pazljivo branje besedilnih miselnih svetov iz razliËnih obdobij našega zgodovinskega bivanja v tej številki Proteusa lahko samo bogati naš miselni svet. »lovek se lahko uresniËuje le tako, bi rekel Gadamer, da tisto drugo in druge izkuša kot druge nas samih, zato da bi lahko drug v drugem deležili. Tomaž Sajovic

proteus oktober za tisk.indd 53

10/12/08 12:47:26 PM

Zgodovina astronomije • Popolni sonËni mrk 7. marca 1970

■

Proteus 71/2 • Oktober 2008

Popolni sonËni mrk 7. marca 1970 Anton Peterlin Revija Proteus v tej številki prviË objavlja še neobjavljeno besedilo akademika profesorja doktorja Antona Peterlina o popolnem sonËnem mrku, ki ga je profesor s svojo ženo opazoval 7. marca leta 1970 v Združenih državah Amerike. Izvirno besedilo je shranjeno v arhivu družine Peterlin. V objavo nam ga je posredovala Peterlinova hËi dr. Tanja Peterlin ∑ Neumaier, ki se ji na tem mestu najlepše zahvaljujemo. Besedilo je objavljeno v neokrnjeni obliki, dopisali smo samo nekaj manjkajoËih vejic, letnico bitke med Lidijci in Medijci in povpreËno število mrkov (številke v izvirniku še niso bile dopisane). Dopisane številke so oznaËene ležeËe. Za podatka o povpreËnem številu mrkov se prav tako najlepše zahvaljujemo profesorju Marijanu Prosenu.

Akademik prof. dr. Anton Peterlin (1908∑1993).

proteus oktober za tisk.indd 54

Popolni sonËni mrk 7. marca 1970 Kar verjeti nisem mogel, ko sem bral pred dvema mesecema v Durhamskem jutranjiku, da bo letos 7. marca popolni sonËni mrk viden v obrežnem pasu ZDA, komaj 100 km od nas proti vzhodu. V spominu mi je bilo še iz šolskih let, da se kaj takega zgodi na Tihem oceanu, kje v afriških pušËavah ali v sibirskih pragozdovih, da pa ni skoro nobenega upanja za to v teku enega Ëloveškega življenja v obljudenih predelih, kjer živim. V tej veri v redkost pojava na kateremkoli mestu v zmernem pasu me je še potrdila tista slavna bitka med Lidijci in Medijci v Mali Aziji dne 28. maja leta 584 pr. Kr., za katero ne vemo kraja, paË pa natanËni datum, ker jo je prekinil popolni sonËni mrk. Vsa vojska se je razbežala v nenadni grozi, kar priËa, da se nihËe ni spominjal takega dogodka, da ga torej nihËe v obeh vojskah še ni nikoli prej doživel niti ni vedel zanj po pripovedovanju drugih. Podobno priËuje Haggardova povest o Salomonovih rudnikih, ki smo jo vËasih z vnemo prebirali desetletni prvošolci, da stara Ëarovnica Gagul, ki je doživela in se spominjala mnogih delnih sonËnih mrkov, še nikoli prej ni videla popolnega mrka in tako ni mogla spodnesti vere v mogoËnejše Ëarovništvo Sergeja, ki je v vroËi Afriki tak mrk priËaral kralju Tvali v dokaz svojih nadnaravnih moËi.

10/12/08 12:47:27 PM

Popolni sonËni mrk 7. marca 1970 • Zgodovina astronomije

Prva stran izvirnega besedila. Vir: Druæinski arhiv dr. Tanje Peterlin ∑ Neumaier.

proteus oktober za tisk.indd 55

Preprosta geometrija in fizika pove, da je velikanska razlika med delnim in popolnim mrkom. »e je pokritega 90 ali 99 % sonca, pride do opazovalca še vedno 10 ali 1 % direktne sonËne svetlobe in to je še vedno tako veliko, da proti temu izginejo vsa druga nebesna svetila, to je zvezde, planeti in korona. Najvažnejše pri tem je, da gre prav toliko svetlobe skozi ozraËje nad opazovalcem. Zrak siplje sonËno svetlobo na vse strani in tako ustvarja modro barvo neba, ki s svojo svetlostjo zakriva svetlobo zvezd in sonËne korone. Delni sonËni mrk tedaj zmanjša svetlost dneva na desetino ali stotino in v sencah ustvarja iz vsakega prepušËenega žarka Ëudovite srpaste svetle lise namesto okroglih, to je prav slike delno prekritega sonca po principu primitivne fotografske kamere (camera obscura), ne prinese pa nobenih novih pojavov. Srpe namesto krogov v sencah seveda vidimo tudi vsako noË ob prvem in zadnjem luninem krajcu, zmanjšano svetlost dneva nam pa prepogosto priËarajo oblaki. »e ne bi bil delni sonËni mrk za vsak kraj na zemlji sorazmerno redek pojav, bi se nam ga komaj zdelo vredno pogledati. PrviË je gotovo nekaj vznemirjujoËega in tudi nevarnega za oËi, drugiË se nam še zdi vredno se zanj vsaj nekoliko zanimati, potem pa se zanj komaj še zmenimo. Vse kaj drugega je popolni sonËni mrk. PrviË je silno redek pojav na kateremkoli mestu na zemlji, saj ga vidimo le na nekaj odstotkov ozemlja, kjer se vidi kot delni mrk. Pas vidljivosti popolnega mrka, širok letos nekaj nad 100 km, pokriva

10/12/08 12:47:27 PM

Zgodovina astronomije • Popolni sonËni mrk 7. marca 1970

Popolni sonËni mrk: 1. avgust 2008. Foto: http://sunearth.gsfc.nasa.gov/eclipse/ SEpubs/IAU233.html.

proteus oktober za tisk.indd 56

■

Proteus 71/2 • Oktober 2008

vedno le neznaten del zemeljske površine, dokaj manj kot eno stotinko. Ker pride na leto v povpreËju eden do dva popolna sonËna mrka, je v naši zemljepisni širini verjetnost za tak mrk manj kot eden na 200 do 300 let. Prihodnji popolni mrk na atlantski obali ZDA bo šele l. 2024. Toda, Ëe bi bila vsa imenitnost popolnega mrka le v njegovi redkosti, bi se res ne splaËalo o njem govoriti. Ko luna popolnoma prekrije sonce, ne pride do nas in do ozraËja nad nami noben direktni sonËni žarek. Nastane skoro popolna tema in nebo izgubi velik del svoje svetlobe. In ta uËinek nastopi kot odrezano prav v trenutku, ko se pokrije zadnji košËek sonËne plošËe. Pojav je tako nepriËakovan, da se kar ustrašiš, ko se stemni od 1/100 na 1/10000 dnevne svetlobe v nekaj sekundah. Vse je temno, prižgane luËi, ki jih prej niti opazil nisi, svetijo sedaj skoro tako svetlo kot ponoËi ali vsaj v kasnem mraku, na bledem sivkasto modrem nebu vidiš planete in okoli sonca oz. temne lune sveti velikanska korona, ki preseneËa s svojo nepravilnostjo in negibnostjo. Pri tako neuravnovešeni obliki bi priËakoval neprestano spreminjanje in prelivanje kot pri eksploziji ali plamenu, nikakor pa ne togega miru. Vsa slika izgleda kot kulisa, kot nekaj v nasprotju z naravo. Prav blizu sonca je Venera, svetla kot veËernica ali danica. Manj svetli so Merkur, Mars in Saturn. Tema seveda ni popolna, ker pas polne sence ni dovolj širok. OzraËje v polsenci dobi dovolj direktne sonËne svetlobe, ki jo siplje na vse strani in torej tudi v pas

10/12/08 12:47:28 PM

Popolni sonËni mrk 7. marca 1970 • Zgodovina astronomije

popolne sence. Toda ta svetloba ima dokaj daljšo pot skozi zrak, 100 ali še veË kilometrov, in dobi zato zaradi izgube modrih žarkov, ki se najmoËneje sipljejo, rdeËkasto barvo kot na jutranjem ali veËernem nebu. Zato je nebo najtemnejše okoli zasenËenega sonca, proti obzorju pa postaja svetlejše z rahlim rumenordeËim nadihom. Vendar je ta zarja precej enaka na vse strani neba, saj ni nikjer vzhoda ali zahoda. Z višino se njena barva poËasi izgubi v sivomodro. Obeti za vreme v soboto 7. marca so bili zelo negotovi. Najprej so ugotovile desetletne statistike, da je na ta dan 80 % verjetnosti za oblaËno vreme. Najboljši so še izgledi na Floridi, 50 %, in seveda v Mehiki, kjer je veË kot 80 % verjetnosti, da ne bo oblakov. Potem je v zadnjem tednu tri dni deževalo in se zvedrilo v Ëetrtek. Toda vremenska napoved v Ëetrtek zjutraj je bila porazna; lepo, sonËno vreme v petek, pooblaËitev v noËi od petka na soboto, dež v soboto. Le na jugu v Floridi in na severu okoli Bostona se obeta ugodno vreme. Kdor je na vsak naËin hotel videti mrk in si je to lahko privošËil, je letel na Florido. Po poroËilih so bili vsi hoteli zasedeni. Potem je prišlo preseneËenje v petek zjutraj: hladni zrak s severa je pritisnil hitreje, kot so priËakovali, in s tem prepreËil vdor toplega, vlažnega zraka iz Mehiškega zaliva. Zato se obeta sonËna sobota ob osrednji atlantski obali, to se pravi prav pri nas, oblaËno pa na jugu v Floridi in Georgiji. V potrdilo je bil že petek poln najlepšega sonca, prava paša za oËi, Ëeprav je bil zrak hladen, saj je pripadal hladni fronti, ki je prišla pravoËasno na pomoË astronomom. Navkljub vsemu slabemu slovesu meteorologov, ki jim zamerimo le napake, ne štejemo jim pa v dobro, kadar vreme pravilno zadenejo, se je vreme to pot ravnalo po njihovi napovedi. Zjutraj je bila rahla megla, zrak prav hladen. Ob pol 12. se odpeljeva z ženo proti vzhodu. Ob 12.30 se že lepo vidi skozi Ëadasto steklo precej pokrita sonËna plošËa, mrk torej bo. Ob cestah je vse živo opazovalcev. Otroci in odrasli imajo postavljene na vrtovih pred hišami daljnoglede, najrazliËnejše lepenke za ≈camere obscure«, fotografske aparate. Ko prihajava v pas, kjer je priËakovati popolni mrk, je vedno veË skupin ljudi, ki so se tja pripeljali z vso opremo za opazovanje. Po veË avtov parkira skupaj ob cesti, na palice so pritrjene velike lepenke z malo luknjico v sredi, ki služijo kot camera obsura za projekcijo sonËne plošËe, vseh vrst astronomski daljnogledi za projekcijo sonËne plošËe ali za fotografiranje. Le tu pa tam gleda kdo s Ëadastim steklom v sonce. Amerikanci so za naše pojme najbolj disciplinirano ljudstvo na svetu in so si dali zato v nekaj dneh dopovedati po televiziji, radiu in Ëasnikih, da gledanje v sonce brez zašËite požge oËesno mrežnico, da je tudi gledanje skozi Ëadasto steklo za oËi zelo nevarno in

proteus oktober za tisk.indd 57

10/12/08 12:47:29 PM

Zgodovina astronomije • Popolni sonËni mrk 7. marca 1970

SonËeva korona ob popolnem sonËnem mrku: 7. marca 1970. Vir: druæinski arhiv dr. Tanje Peterlin ∑ Neumaier.

proteus oktober za tisk.indd 58

■

Proteus 71/2 • Oktober 2008

da je zato najbolje opazovati na belem papirju sliko sonca, ki jo dobimo skozi luknjico v velikem kosu lepenke (camera obscura), najbolje pa seveda doma na televiziji, kjer bo pri roki tudi vsa strokovna razlaga. Vendar se niso odloËili vsi za to najboljšo rešitev. Zato je bilo pravo ljudsko romanje v pas popolnega mrka z vsemi pripravami, ki jih je kdo zmogel. »udil sem se predvsem neznanskemu štev ilu astronomskih daljnogledov z objektivi od 6 do 12 cm premera, ki le stanejo nekaj sto dolarjev. Vse lepo montirano na stojalih in po veËini s fotografskimi kamerami. Posebna koncentracija ljubiteljev astronomov je bila organizirana na univerzi v Greenvilleu, kjer so ves travnik v osrednjem parku napolnili z instrumenti vseh velikosti in kakovosti od papirnatih tubusov do pravih astronomskih instrumentov za resno delo. Organizirali so celo informacijsko pisarno in rediteljstvo. Vsaka univerza je imela svoje moštvo z optiko, elektroniko, mikrofoni itd. Nekdo se je celo spomnil na kurnik, kjer naj bi ljudstvo in znanost opazovala vedenje kakih 100 pišËancev ob mrku. Verjetno je bilo zijal preveË, pa se pišËanci niso spravili spat, kot bi se bili morali. Ker je v taki množici prava umetnost dobiti prostor za parkiranje avtomobila, sva se z ženo odloËila, da greva raje približno 30 km bolj proti severu med Tarboro in Bethel in si ogledava znanost v Greenvilleu po mrku. Vsi ti kraji leže precej v sredi pasu popolnega mrka, tako da bodo pojavi kar najbolj izraziti. Na robu pasu je prviË trajanje mrka krajše in zatem stemnitev neba enostranska, zato manj popolna. No, bila sva nekoliko kasna in v Tarboroju je bilo v mestu toliko prometa in rdeËih semaforjev, da se nama je pot pošteno zataknila. Postajalo je že kar preveË temno, sence so bile vedno bolj srpaste oblike, popolni mrk se je vse prehitro bližal. Na veliko sreËo sva le še prišla pravi Ëas iz mesta in ustavila avto

10/12/08 12:47:29 PM

Popolni sonËni mrk 7. marca 1970 • Zgodovina astronomije

sredi polja pred majhno, leseno zamorsko cerkvijo nasproti neke tovarne. Hitro privleËem na dan svojo lepenko z vrsto lepih lukenj, ki sem jih pripravil zjutraj za opazovanje sonca. Uspeh je bilo precejšnje razoËaranje, ker je bila slika premajhna in premalo svetla. Bolje se je obneslo Ëadasto steklo, s katerim pa ni bilo veliko opazovanja, ker je kot presekano vsa slika postala popolnoma drugaËna. Predno se skrije sonce popolnoma, se razsvetljenost valovito spreminja. Ob svetlobi, odbiti na avtomobilu, imaš obËutek, kot bi ga nekdo parkrat ošvrknil z žarometom. In že izgine zadnji blešËeËi sij sonËne plošËe, pokaže se korona, Venera zasveti slabo ped proti jugovzhodu, vse okrog na zemlji pa postane nenaravno temno. VeËina tiËjih glasov potihne, njim kot nama je skupen obËutek skrivnostnosti, ki ga še poveËuje nenadnost vsega pojava. Zdi se ti, kot bi z mogoËnim neslišnim udarcem spremenil ves svet okoli tebe. Na drugi strani je nebo prava veliËastna paša za oËi: kot okamenela korona, z velikim rogljem proti jugovzhodu, z nekoliko manjšim proti severovzhodu, vendar brez življenja. Modrosivo nebo okoli sonca prehaja proti obzorju v rumenkaste in rdeËkaste odtenke. V tovarni svetijo luËi, ki so svetlejše od neba, na katerem se riše Ërna silhueta zidov tovarne z razsvetljenimi okni in nepogrešljivih drogov elektriËne napeljave s težkimi žicami, ki so posebna krasota ameriških naselij. Hitro napravim par posnetkov sonca s kamero. Veliko si ni obetati od njih, saj bo pri 50 mm gorišËne dolžine slika sonca le pol milimetra v premeru in vsa korona ne bo veËja kot dva milimetra. Rad bi posnel še razsvetljeno tovarno z ožarjenim nebom v ozadju, pa se ne morem prav odloËiti za osvetlitev in že zablešËi z neznansko silo prvi žarek vraËajoËega se sonca. Ves Ëar izgine prav tako odrezano, kot je pred dvema minutama prišel, ni veË planetov in korone, ostale so le še srpaste lise v sencah. Kot po skrajnem naporu se sprosti vsa napetost, vse nadaljnje pojemanje sonËnega mrka postane neznansko nezanimivo. Toda nadvse živ je vtis, ki ga je zapustil popolni mrk, tisto Ëustvo prevzetosti in zadošËenja, da si bil priËa tako veliËastnemu naravnemu pojavu, da si imel tako neverjetno sreËo z idealnim vremenom tam na prašnem preddvoru neznatne zamorske cerkve sredi prostranih sivih, ravninskih polj Severne Karoline, pripravljenih na pomladansko setev.

proteus oktober za tisk.indd 59

10/12/08 12:47:30 PM

■

Fizika • O holografskem vesolju

Proteus 71/2 • Oktober 2008

O holografskem vesolju Janez Strnad TeoretiËni fiziki kujejo teorije, s katerimi si prizadevajo vse bolje opisati naravo. Teorijo sprejmejo, ko jo nedvoumno podprejo opazovanja pojavov v naravi. VËasih traja dolgo, preden se je mogoËe na podlagi dovolj natanËnih merjenj odloËiti o kaki teoriji. Dotlej ostane teorija na ravni domneve. O domnevah je vredno razpravljati, Ëetudi si kdaj med seboj nasprotujejo. Vnaprej namreË ne vemo, ali se bo katera izkazala in katero bo to.

Slike na naslednji strani: Hologram (2) se popolnoma razlikuje od predmeta na obiËajni fotografiji (1). Hologram osvetlimo z lasersko svetlobo in v prepušËeni svetlobi v gorišËni ravnini leËe vidimo sliko (3). Hologram malo premaknemo, pa vidimo sliko predmeta iz drugega kota (4). Slike so vzete iz Ëlanka E. N. Leith, J. Upatnieks: Photography by laser. Scientific American, 212 (1965), str. 6, junij.

proteus oktober za tisk.indd 60

ZaËelo se je s Ërnimi luknjami. To so zelo gosta vesoljska telesa z veliko maso, v katerih se je snov zaradi gravitacije med deli popolnoma sesedla vase. O zvezdah, ki jih ne more zapustiti svetloba, sta razpravljala John Michell leta 1784 in Pierre Simon de Laplace leta 1796, ko sta obravnavala svetlobo kot roj delcev. Leta 1916 je Albert Einstein objavil splošno teorijo relativnosti, s katero je zajel gravitacijo natanËneje kot Isaac Newton z gravitacijskim zakonom. Istega leta je Karl Schwarzschild našel natanËno rešitev Einsteinovih enaËb za gravitacijsko polje telesa v obliki krogle. Schwarzschildova rešitev se pri Schwarzschildovem polmeru nenavadno vede. Ta polmer se ujema s polmerom, ki sta ga Michell in Laplace dobila, ko sta hitrost svetlobe izenaËila z ubežno hitrostjo. To je najmanjša hitrost, ki jo mora imeti telo, da lahko zapusti zvezdo. »rna luknja nastane po eksploziji supernove, Ëe je polmer zvezde manjši od Schwarzschildovega polmera in masa presega trikratno maso Sonca. V jedrih nekaterih galaksij obstajajo Ërne luknje z milijonkrat veËjo maso. (O malih in velikih Ërnih luknjah je Proteus nazadnje pisal v letniku 68 (5) na str. 208-214.) Edina za Ërno luknjo znaËilna koliËina je masa, Ëe se ne oziramo na to, da se luknja lahko vrti in nosi elektriËni naboj. Okoli luknje si zamislimo dogodkovni horizont v obliki krogle s Schwarzschildovim polmerom. Skozenj padata snov in sevanje v notranjost, v nasprotni smeri pa ga niË ne zapusti. Gravitacija je tako moËna, da tudi svetloba ne more iz Ërne luknje. DoloËeni masi ustrezata doloËeni Schwarzschildov polmer in doloËena površina dogodkovnega horizonta. Površina dogodkovnega horizonta se poveËa, Ëe snov ali sevanje pade v Ërno luknjo. Zmanjšati pa se ne more, Ëe Ërne luknje niË ne zapusti. Ko se ob trku združita dve Ërni luknji, je površina novega dogodkovnega horizonta enaka vsoti zaËetnih površin obeh Ërnih lukenj ali veËja. To so z raËunanjem ugotovili leta 1970 Demetrious Christodoulou in leto zatem Stephen Hawking ter Roger Penrose s sodelavcem. Jacob Bekenstein je leta 1972 izrazil domnevo, da ima Ërna luknja entropijo in da je ta povezana s površino njenega

10/12/08 12:47:31 PM

O holografskem vesolju • Fizika

proteus oktober za tisk.indd 61

dogodkovnega horizonta. Za entropijo velja namreË enako kot za površino dogodkovnega horizonta, da v izolirani skupini teles ostane nespremenjena ali se poveËa. Na strani entropije je to spoznanje znano kot entropijski zakon. Ko Ërni luknji priredimo entropijo, ji priredimo tudi temperaturo, ki je z entropijo tesno povezana. Kot vse druge lastnosti Ërne luknje doloËa tudi temperaturo in entropijo njena masa. Temperaturo Ërne luknje je leta 1974 vpeljal Hawking, Ëeprav je spoËetka ostro nasprotoval Bekensteinovi zamisli. Površina dogodkovnega horizonta je v preprosti zvezi z entropijo: Ëe je površina dvakrat veËja, je tudi entropija dvakrat veËja. Pokaže se, da je entropija Ërne luknje enaka Ëetrtini površine dogodkovnega horizonta, Ëe jo merimo v posebnih enotah. Z entropijo je povezana informacija. Pri tej povezavi pa naletimo na težavo. Ali gre del informacije o snovi, katere stanje v kvantni mehaniki poznamo kolikor mogoËe natanËno, v izgubo, ko snov pade v Ërno luknjo? Ali ne bi to pomenilo, da bi se zmanjšala entropija, za katero smo ugotovili, da lahko samo ostane enaka ali se zveËa? Ne! Pokazalo se je, da je poleg snovi, ki pade v Ërno luknjo, treba upoštevati še sevanje Ërne luknje. »rna luknja seva? Da. To sevanje, ki navidez nasprotuje prejšnji trditvi, da Ërne luknje niË ne zapusti, pojasnimo v kvantni fiziki. V moËnem gravitacijskem polju ob zunanji strani dogodkovnega horizonta nenehno nastajajo in izginjajo virtualni fotoni, kvanti elektromagnetnega polja. Kdaj pa kdaj iz gravitacijskega polja dobijo

10/12/08 12:47:31 PM

Fizika • O holografskem vesolju

Odvisnost holografske meje in splošne meje od velikosti sistema. Na navpiËno os je nanesena informacija v bitih, na vodoravno os pa znaËilna velikost v metrih. Bit (binary digit, dvojiška števka) je enota za merjenj informacije: en bit ustreza enemu odgovoru z da ali ne, 1 ali 0 ... Posebej so nakazani podatki za nekaj primerov: 1 Ëloveški kromosom, 2 glasbena zgošËenka, 3 kongresna knjižnica v Washingtonu, 4 svetovni splet, 5 termodinamiËna entropija kubiËnega decimetra vode. Po Bekensteinu.

proteus oktober za tisk.indd 62

■

Proteus 71/2 • Oktober 2008

dovolj energije, da postanejo prosti. Tedaj eden od dveh nastalih fotonov pade v Ërno luknjo, drugi pa odleti v okolico. »rna luknja seva kot Ërno telo. Za Ërno telo je znaËilno, da je pri doloËeni temperaturi sevanje v ravnovesju s telesom. Poleg spremembe entropije zaradi padca snovi v Ërno luknjo moramo upoštevati še entropijo sevanja. Skupna entropija snovi in sevanja pa ostane nespremenjena ali se poveËa. Ta sklep je znan kot razširjeni entropijski zakon. Izpeljal ga je Bekenstein, s teoretiËnimi razlogi pa so ga podprli še drugi. Temperatura zvezdnih in galaktiËnih Ërnih lukenj je zelo nizka, tako da zelo šibko sevajo. Vendar Ërna luknja s trojno maso Sonca v Ëasu 5,7 • 10 68 let, ki je zelo velik v primerjavi s starostjo vesolja 1,4 • 1010 let, vso razpoložljivo energijo in z njo maso izseva in preneha obstajati - izgine. »as, v katerem preneha obstajati galaktiËna Ërna luknja, je še veliko daljši. V zadnjem Ëasu se je moËno poveËalo število tranzistorjev, ki jih je mogoËe umestiti na silicijevo plošËico, Ëip. »im veËja je gostota tranzistorjev, tem veË informacije je mogoËe shraniti v plošËici. Po tem premisleku bi priËakovali, da narašËa informacija s prostornino in maso vseh plošËic, ki jih upoštevamo. V tem primeru je najveËja informacija, ki jo je mogoËe shraniti v kakem telesu, odvisna od njegove prostornine. Tudi entropija je tesno povezana s prostornino. Ob sicer nespremenjenih podatkih je entropija sistema z dvakrat veËjo prostornino dvakrat veËja. Toda za Ërno luknjo smo ugotovili, da najveËjo informacijo doloËa površina. Zares je Ërna luknja skrajni primer, a mogoËe si je predstavljati, da obstaja v bližini katerega koli telesa majhna Ërna luknja, v katero pade telo in se pri tem spremeni v Ërno luknjo. Tako razmišljanje je napelja lo na domnevo, da sta v splošnem, ne samo pri Ërni luknji, entropija in informacija povezani s površino, ne s prostornino. Nenavadno misel, da nasploh najveËjo informacijo doloËa površina, je kot holografsko naËelo izrekel leta 1993 Nobelov nagrajenec za leto 1999 Gerard t' Hooft. Dve leti zatem mu je pritegnil Leonard Susskind. Bekenstein se je leta 1980 vprašal po najveËji informaciji, ki jo je mogoËe shraniti

10/12/08 12:47:32 PM

O holografskem vesolju • Fizika

v doloËeni snovi. Za njim so razmišljanje povzeli drugi in raziskali veË vrst meja zanjo. Holografska meja pove, kolikšno informacijo lahko v najboljšem primeru shranimo v krogli z dano površino. »e se snov v krogli sesede v Ërno luknjo, mora njen dogodkovni horizont imeti manjšo površino. Splošna meja je manjša in zadeva informacijo, ki jo shranimo v telesu z maso z danim polmerom. Razpravljali so še o drugih vrstah meja. Holografsko naËelo je spodbudilo nadaljnjo domnevo, da je sistem mogoËe opisati s teorijo, ki je omejena na njegovo površino. Površina ima eno razsežnost manj kot prostornina. V okviru domneve je mogoËe priËakovati, da bo teorijo, ki je omejena na tri razsežnosti, laže razviti kot teorijo v štirih razsežnostih. Pri tem mislimo na vesolje. Po holografskem naËelu bi štirirazsežno vesolje mogli opisati s teorijo na trirazsežni površini. Zamisel je zanimiva, a za zdaj ni toliko dozorela, da bi postregla s konkretnimi napovedmi. Kaže, da ji veljavni model vesolja nasprotuje. Ali ni zanimivo, da bi pri tem prebili s teorijo v eni razsežnosti manj, medtem ko v teoriji superstrun uporabijo veËje število dodatnih razsežnosti? Po Leeju Smolinu holografsko naËelo vodi k teoriji, ki ne vsebuje ne polja ne prostora in Ëasa, ampak gradi na izmenjavanju informacije pri fizikalnih pojavih. O pomenu informacije so fizike, ki se ukvarjajo z gravitacijo, podprli kvantni fiziki. Med prvimi je zamisel v teoriji gravitacije in v kvantni mehaniki zastopal John A. Wheeler, ki je dal Ërnim luknjam ime. Kvantni fizik Anton Zeilinger pa je prišel do prepriËanja, da naj zakoni narave ne razloËujejo med dejanskostjo in informacijo. (Leta 2005 je Zavod RS za πolstvo izdal v slovenπËini Zeilingerjevo knjigo Einsteinova tanËica. Novi svet kvantne fizike.) V nadaljevanju poskusimo podrobneje pojasniti nekatere od omenjenih pojmov in trditev. Entropija v termodinamiki. V termodinamiki velja entropijski zakon ali drugi zakon termodinamike. Entropija izoliranega sistema se ob spremembah v njem ne spremeni ali pa se poveËa. Entropijo je vpeljal Rudolf Clausius leta 1865, zakon pa sta v letih pred tem utemeljila on in William Thomson lord Kelvin. Zakon je zelo pomemben. »e si v prispodobi naravo zamislimo kot tovarno, sedi entropijski zakon na mestu vodje, ki doloËa, kakšnih poslov se tovarna loti. Energijski zakon ali prvi zakon termodinamike ima ob tem le vlogo raËunovodje, ki izravnava izdatke in prejemke. Entropijski zakon je v fiziki pomemben tudi zato, ker je povezan s pušËico Ëasa, ki doloËa, kako teËe Ëas.

proteus oktober za tisk.indd 63

10/12/08 12:47:33 PM

Fizika • O holografskem vesolju

■

Proteus 71/2 • Oktober 2008

Reverzibilni in ireverzibilni pojavi. Vzemimo, da filmamo kak pojav in film zavrtimo v obratni smeri. Nekateri pojavi se bodo zdeli mogoËi, Ëetudi predvajamo film v obratni smeri, drugi pa ne. Zgled za prve je prožni trk dveh atomov. Za prvo silo velja to tudi za trk dveh biljardnih krogel, Ëe se omejimo le na trk in izkljuËimo zaustavljanje krogel zaradi trenja. Zgled za druge je porcelanasta skodelica, ki se razbije, ko pade na tla. Pri filmu trka dveh atomov ne bi mogli ugotoviti, ali ga predvajamo v pravi ali v obrnjeni smeri. Ob obrnjenem filmu, na katerem vidimo, kako se zberejo drobci skodelice in se cela skodelica dvigne, pa zlahka ugotovimo, da na tak pojav ne naletimo v naravi. Razbita skodelica se sama od sebe ne bo sestavila in dvignila s tal. Prvi pojavi so reverzibilni, drugi ireverzibilni. Izrazito ireverzibilni pojavi so trenje, upor pri gibanju telesa po tekoËini, elektriËni upor, prevajanje toplote, mešanje tekoËin ali plinov. Pri reverzibilnih pojavih si deli sistema izmenjavajo entropijo, ko si izmenjavajo toploto. Del sistema entropijo odda, drugi del pa tolikšno entropijo sprejme, ko prvi del sistema odda toploto in drugi del prejme enako toploto. Pri reverzibilnih pojavih se torej entropija ohrani in se skupna entropija toplotno izoliranega sistema ne spremeni. Nasprotno pa pri ireverzibilnih pojavih entropija na novo nastane in je, ko je nastala, ni mogoËe uniËiti. Pri ireverzibilnem pojavu entropija toplotno izoliranega sistema narašËa, dokler sistem ne doseže ravnovesnega stanja, tedaj je entropija najveËja. Znan je Clausiusov izrek, da se energija vesolja ohrani, entropija pa bo narašËala, dokler ne bo dosegla najveËje vrednosti. To ravnovesno stanje so imenovali toplotna smrt in so svoj Ëas o njem veliko razpravljali. Entropija v statistiËni mehaniki. V statistiËni mehaniki pojasnimo lastnosti termodinamiËnih sistemov z lastnostmi atomov. V njej je entropijo utemeljil Ludwig Boltzmann leta 1877 kot mero za neurejenost. »im veËja je entropija, tem veËja je neurejenost. V statistiËni mehaniki je entropija povezana z verjetnostjo. DoloËa jo število razliËnih stanj atomov v sistemu, ki jih - teh stanj - pri termodinamiËnem naËinu opazovanja ne moremo razloËiti med seboj. Pri tem sistem opišemo z majhnim številom podatkov, tlakom, temperaturo, prostornino. Entropije delov sistema seštevamo, medtem ko verjetnosti množimo. To je pripeljalo do spoznanja, da entropijo doloËa logaritem verjetnosti. Zveza je napisana na Boltzmannovem nagrobniku. V toplotno izoliranem termodinamiËnem sistemu neurejenost narašËa, dokler sistem ne doseže ravnovesnega stanja. Entropija in informacija. Entropijo poznajo tudi v teoriji informacij. »eprav ima entropija v teoriji informacij drugaËno enoto in velikost od entropije v termodinamiki, obe doloËata podobni enaËbi. Entropijo je v teoriji informacij vpeljal Claude Shannon leta 1948. Pri-

proteus oktober za tisk.indd 64

10/12/08 12:47:33 PM

O holografskem vesolju • Fizika

povedujejo, da je matematika Johna von Neumanna vprašal, kako naj koliËino imenuje. Neumann mu naj bi odgovoril: ≈Imenujte jo entropija, [...] ker v resnici nihËe ne ve, kaj je entropija, tako boste v razpravi vedno v prednosti.« Razprave v tej smeri ne kaže nadaljevati, ker se o podrobnosti ne strinjajo niti strokovnjaki. Trditvi, da je entropija povezana z informacijo, dodajmo pomembno opozorilo. Medtem ko veËji neurejenosti ustreza veËja entropija, veËji informaciji ustreza manjša neurejenost. To potrdimo, Ëe vselej skrbno upoštevamo spremembo informacije in spremembo entropije. Holografija. Dennis Gabor je leta 1947 poskušal izboljšati loËljivost elektronskih mikroskopov. Pri tem je odkril holografijo, ki je do uvedbe laserjev leta 1960 spala, potem pa se je hitro razvila. Leta 1971 mu je odkritje prineslo Nobelovo nagrado. S fotografijo ujamemo trenutno sliko predmeta, ko z leËo preslikamo vsako toËko predmeta v toËko na filmu. Ob osvetlitvi svetloba poškoduje tem veË zrnc srebrovega halogenida, Ëim veËja je v njej na kakem mestu filma gostota energije. Gostoto energije v elektromagnetnem valovanju doloËa kvadrat amplitude jakosti elektriËnega polja. Ta gostota ni odvisna od faze. Faza pove, kolikšna je trenutna vrednost jakosti elektriËnega polja, ki na danem kraju niha: ali je vrednost najveËja, to je amplituda, v eno ali drugo smer ali katera od vmesnih vrednosti. Slika na filmu se ne ozira na fazo. Pri holografiji pa ne uporabimo leËe, ampak v vsaki toËki upoštevamo fazo valovanja s tem, da rekonstruiramo valovno Ëelo. Z delom laserske svetlobe, ki ga prepusti polprepustna plošËica, osvetlimo predmet. Drugi del te svetlobe, ki se na polprepustni plošËici odbije, pa vodimo mimo predmeta na zrcalo. Obe delni valovanji se na drobnozrnatem filmu sestavita in nastane interferenËna slika, ki je odvisna od razlike faz. Na nekaterih mestih se valovanji oslabita, na drugih pa ojaËita. Nastala slika na takem hologramu ni niti malo podobna predmetu. Na hologram posvetimo s curkom laserske svetlobe, pa v prepušËenem ali odbitem curku vidimo posneti predmet. Opazujemo ga lahko iz razliËnih smeri, se pravi, da ga vidimo v prostoru, trirazsežno. Celotno sliko predmeta dobimo že z delom holograma, Ëe le ni premajhen. Danes znajo narediti hologram, ki ga lahko opazujemo v navadni, beli odbiti svetlobi. Z njim opremijo plaËilne kartice in dokumente, da bi prepreËili ponarejanje. Holografsko naËelo je dobilo ime po spoznanju, da dverazsežni hologram vsebuje vse podatke o trirazsežnem predmetu. Literatura: Bekenstein, J. D., 2003: Information in the holographic universe. Scientific American, 289, str. 48, avgust. Strnad, J., 2006: Preprosta termodinamika Ërne luknje. Spika, 14, str. 208.

proteus oktober za tisk.indd 65

10/12/08 12:47:33 PM

Naravoslovje v šoli • Vseživljenjsko izobraževanje uËiteljev naravoslovnih predmetov

■

Proteus 71/2 • Oktober 2008

Vseživljenjsko izobraževanje uËiteljev naravoslovnih predmetov Gorazd PlaninšiË, Iztok TomažiË in Vera Frank

Uspešnega izobraževanja uËiteljev naravoslovnih predmetov si ne moremo predstavljati brez tesnega povezovanja in sodelovanja med šolami in fakultetami, ki izobražujejo bodoËe uËitelje naravoslovnih predmetov. Vrhunski znanstveni dosežki na podroËju naravoslovja in tehnike so praviloma plod tesnega sodelovanja in izkorišËanja znanja znanstvenikov vseh naravoslovnih disciplin. Nova znanja zahtevajo tudi spremembo konceptov pouËevanja teh predmetov od osnovne šole do fakultet. UËitelji celotne vertikale v naravoslovju se vedno bolj zavedamo, da obvladovanje temeljnih konceptov znanja, loËeno po posameznih naravoslovnih predmetih, ni dovolj, da bi uËenci, dijaki in študenti znali pridobljena znanja naravoslovnih predmetov povezovati in jih v vsakdanjem življenju funkcionalno uporabljati. Problem priljubljenosti naravoslovnih predmetov v šolah ni samo slovenski problem, z njim se sooËajo povsod po svetu. UËitelji so se znašli v nezavidljivem položaju. Znanja, ki so jih pridobili v Ëasu študija, niso veË dovolj. Potrebujejo namreË uËinkovito strokovno podporo za osebni strokovni razvoj. Hkrati pa stroga izobraževalna hierarhija ne more prinesti zaželenih rezultatov. Spoznanja, izkušnje ter izmenjava mnenj uËiteljev praktikov so lahko še eni od pomembnih dejavnikov, ki lahko prispevajo k veËji kakovosti v izobraževalnem procesu. UËitelji so se v preteklih letih izobraževali praviloma strogo loËeno za posamezne naravoslovne predmete (fizika, kemija, biologija, naravoslovje). V letu 2006 pa je na pobudo Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo v okviru projektov Partnerstvo fakultet in šol, ki jih je razpisalo Ministrstvo za šolstvo in šport in so delno sofinancirani iz Evropskega socialnega sklada, zaËel teËi projekt Vseživljenjskega izobraževanja uËiteljev naravoslovnih predmetov, v katerem sodeluje vseh pet fakultet Univerze v Ljubljani, ki izobražujejo uËitelje naravoslovnih predmetov, Zavod Republike Slovenije za šolstvo ter 58 osnovnih in srednjih šol. Cilji projekta so razviti uËinkovite in cenovno sprejemljive modele vseživljenj-

proteus oktober za tisk.indd 66

10/12/08 12:47:34 PM

Vseživljenjsko izobraževanje uËiteljev naravoslovnih predmetov • Naravoslovje v šoli

Slika 1: Organizacija delavnic za uËitelje. Foto: Iztok TomažiË.

proteus oktober za tisk.indd 67

skega izobraževanja uËiteljev naravoslovnih predmetov. Izobraževalni del projekta je bil v veliki meri naravnan na interdisciplinarnost doloËenih tem in je potekal v obliki delavnic in dvodnevnega seminarja. Pokazalo se je, da si uËitelji želijo in potrebujejo interdisciplinarni pristop pri doloËenih temah, da je izmenjava izkušenj in mnenj (strokovnih in didaktiËnih) po celotni izobraževalni vertikali nujno potrebna in je do sedaj povsem zanemarjena sestavina vseživljenjskega izobraževanja uËiteljev. Primer interdisciplinarnega povezovanja med biologijo in fiziko želimo na kratko predstaviti z delavnico Površinska napetost in kapilarni vlek, ki je potekala na delavnici, katere tema je bila Voda. Zanimivo je tudi to, da so se delavnice v velikem številu udeležili tudi uËitelji kemije (slika 1). Fizikalni del delavnice je potekal v dveh zaporednih sklopih z naslovoma Minimalne površine in Kapilarni vlek ali kako potuje vlaga. V obeh primerih je delo potekalo v obliki aktivnega uËenja, kjer so udeleženci ob zaporedju napovedi, opazovanj preprostih poskusov in diskusiji oblikovali rešitve problema oziroma razumevanja pojava. Osnovni namen naloge Minimalne površine je bil na preprostem, dvodimenzionalnem primeru preveriti ali spoznati, da milna opna v ravnovesju zavzame obliko, ki je takšna, da je površina opne najmanjša. (»e smo dosledni, lahko pride zaradi teže opne do manjših odstopanj, toda v veËini praktiËnih primerov lahko vpliv teže zanemarimo.) S pedagoškega stališËa je prednost dvodimenzionalnega primera v tem, da lahko minimum površine preverimo s preprostimi meritvami, potrdimo ali napovemo pa ga lahko tudi raËunsko, in to z gimnazijskim znanjem matematike. Kot osnovni pripomoËek za izvajanje poskusov so udeleženci uporabili preprost okvir, ki so ga sami izdelali iz vnaprej pripravljenih sestavnih delov (slika 2). Pred izvedbo poskusa so morali udeleženci napovedati možne oblike milne opne, ki se bo napela na kvadratni okvir s stranico a. Nato so potopili okvir v milnico in izmerili dolžino nastale milne opne. Na koncu so primerjali, katera od oblik (vkljuËno z eksperimentalno) ima najkrajšo skupno dol-

10/12/08 12:47:34 PM

Naravoslovje v šoli • Vseživljenjsko izobraževanje uËiteljev naravoslovnih predmetov

Slika 2: Okvir iz plastike za doloËanje najmanjše površine milne opne, napete na štiri paliËice v oglišËih kvadrata. Foto: Gorazd PlaninšiË.

Slika 3: Minimalna oblika milne opne, ki povezuje paliËice v oglišËih kvadrata. Foto: Gorazd PlaninšiË.

proteus oktober za tisk.indd 68

■

Proteus 71/2 • Oktober 2008

žino (to je najmanjšo površino). Oblika, ki jo v tem primeru izbere narava (slika 3), je takšna, da so vsi koti ob stiËišËih milnih open enaki in merijo 120 stopinj (enako naËelo velja tudi pri drugih oblikah minimalnih open). V našem primeru je dolžina minimalne opne (to je dolžina milnega traku med plošËama) ( 3 + 1)a ali približno 2,73a, kjer je a stranica kvadrata. Z merjenjem ali raËunanjem se lahko prepriËamo, da je vsaka druga oblika opne, ki povezuje štiri oglišËa, daljša (na primer oblika, ki jo doloËata diagonali kvadrata, ima dolžino približno 2,83a). Namen naloge Kapilarni vlek ali kako potuje vlaga je bil opazovati in z merjenji potrditi napoved o tem, kako se s Ëasom spreminja dolžina stolpca tekoËine v vodoravno ležeËi kapilari. Kot vemo, se tekoËina v navpiËni kapilari dviguje, dokler ne doseže doloËene višine, pri kateri se sile zaradi površinske napetosti izenaËijo s težo dela tekoËine nad gladino v posodi. V primeru, ko je kapilara postavljena vodoravno, pa je glavna sila, ki nasprotuje ≈pogonski« sili površinske napetosti, sila upora, ki je posledica viskoznosti tekoËine. Ker je ta sila sorazmerna s hitrostjo gibanja tekoËine, se njen prispevek z zaviranjem zmanjšuje. Bolj ko je poËasno premikanje tekoËine po kapilari, manjša je sila upora. TekoËina se premika po kapilari vse poËasneje, a se nikdar ne ustavi (seveda, zgodbe je konec, Ëe zmanjka tekoËine ali Ëe tekoËina doseže drugi konec kapilare). IzraËun pokaže, da je lega meniskusa (to je ukrivljene gladine) tekoËine v kapilari sorazmerna s kvadratnim korenom iz Ëasa. Z opisanim mehanizmom lahko razložimo tudi ≈lezenje« vlage po toaletnem papirju, ki ga položimo vodoravno tako, da en konec namoËimo v vodo (slika 4). V delavnici smo na opisano temo izvedli dva poskusa. Pri prvem poskusu smo merili, kako se s Ëasom spreminja lega vlažnega ≈Ëela« na toaletnem papirju (za tekoËino smo uporabili vodo), pri drugem poskusu pa, kako se s Ëasom spreminja lega meniskusa v vodoravni kapilari, na konec katere smo kanili kapljo glicerina. Iz meritev smo izraËunali Ëasovno spreminjaje hitrosti in v obeh primerih potrdili korensko odvisnost. S prilagajanjem meritev teoretiËni napovedi bi lahko na primer doloËili premer kapilare, Ëe poznamo viskoznost in površinsko napetost tekoËine. Opisani poskus

10/12/08 12:47:35 PM

Vseživljenjsko izobraževanje uËiteljev naravoslovnih predmetov • Naravoslovje v šoli

Slika 4: Meritev potovanja vode po vodoravno položenem toaletnem papirju. Za prvih 6 centimetrov je voda potrebovala približno pet minut. Foto: Gorazd PlaninšiË.

pa lahko predstavimo v šoli (celo v osnovni šoli) le kot primer gibanja, ki ga najdemo v naravi, ki ima ponovljive znaËilnosti in razmeroma razumljivo kvalitativno interpretacijo, toda ni niti enakomerno niti enakomerno pospešeno gibanje. Pri pripravljanju biološkega dela delavnice smo izbrali nekaj primerov, s katerimi je pri pouku mogoËe na konkreten naËin predstaviti pomen površinske napetosti in kapilarnosti za organizme. V živem svetu sta površinska napetost in kapilarnost pomembna fizikalna mehanizma, njun vpliv pa postane prevladujoË na mikroskopski ravni. D´Arcy Thompson (1860 ∑ 1948) je v svojem znanem delu On growth and form (prva izdaja leta 1917) opisoval uËinek sil na organizme. Prišel je do zakljuËka, da so manjši organizmi podrejeni bolj silam površinske napetosti, veËji pa sili težnosti. Sklepal je, da je oblika organizmov popolnoma pod vplivom zunanjih sil, ki v Ëasu razvoja delujejo na organizme. Nerad pa je upošteval odkritja na podroËju dedovanja in dednosti. Danes se nagibamo k temu, da upoštevamo oboje, in pravimo, da geni nadzirajo obliko, aktivnosti genov pa so omejene s fizikalno-kemijskimi lastnostmi kemijskih spojin in konfiguracijami, ki jih te spojine predstavljajo v organizmu.

Za predstavitev smo izbrali teme oziroma vsebine z razliËnih bioloških podroËij: • vodne žuželke (vodni hrošËi in liËinke komarjev), ki morajo priti po zrak na vodno gladino in jo morajo tudi predreti (slika 6), • vodni drsalci in nekateri pajki, ki ≈tekajo« po vodni gladini, • vloga surfaktantov (to so snovi, ki so aktivne na površini) v pljuËih, • dvig vode in raztopljenih snovi v krošnje dreves, • najmanjše površine in organizmi ter • organizacija celic med razvojem. (Celice se v strukturah praviloma organizirajo tako, da minimizirajo svojo površino. Vzorci, ki jih oblikujejo agregati celic, so zelo podobni tistim, ki jih tvorijo milni mehurËki.)

Na delavnici so se udeleženci sreËali z organizmi, kot so vodni drsalci, liËinke komarjev in vodni hrošËi. Na podlagi opazovanja so ugotavljali, na kakšne naËine dihajo, kako se premikajo in od katerih fizikalnih pogojev je odvisno nji-

proteus oktober za tisk.indd 69

10/12/08 12:47:36 PM

Naravoslovje v šoli • Vseživljenjsko izobraževanje uËiteljev naravoslovnih predmetov

■

Proteus 71/2 • Oktober 2008

hovo preživetje. Udeležencem delavnice smo predstavili, kaj se zgodi, ko damo vodnega drsalca v vodo, onesnaženo z detergentom. Na konkretnem primeru so se tako udeleženci sreËali z ekološkim problemom, povezanim z zmanjšano površinsko napetostjo vode. VeË o tej aktivnosti lahko preberete na spletni strani http://www.bf.uni-lj.si/bi/metodika/ povnap.html.

Slika 5: ≈Neokrnjena« narava v okolici Kranja. Foto: Iztok TomažiË.

Zakaj smo na delavnici uporabili živali? Na delavnici smo uporabili živali, ki smo jih nabrali na moËno z odpadki obremenjenem obmoËju (slika 5). To obmoËje smo izbrali z namenom, da bodo uËitelji doživeli pomen seznanjanja uËencev s posledicami nepremišljenega ravnanja

Ëloveka z naravo. Mesto, kjer smo nabrali živali, je bilo še pred petimi leti skoraj nedotaknjeno. V njih je bilo kar nekaj vrst dvoživk, njihovih mrestov in liËink ter liËink razliËnih žuželk. V zadnjih nekaj letih pa na tem obmoËju poteka kar nekaj gradenj ter obnov stanovanjskih poslopij. Ker so ≈takšne luže« po mnenju nekaterih samo mesto za zalege komarjev, so zato popolnoma neuporabne in zgolj primerne za odlaganje odpadkov. Razumevanje nekaterih ekoloških problemov je povezano tudi z razumevanjem površinske napetosti vode. Z vnosom onesnaževalcev v vodne ekosisteme organizme ne samo zastrupljamo, temveË jim v nekaterih primerih tudi fiziËno prepreËimo življenje v takih okoljih. Tako na primer z vnosom surfaktantov v vodna okolja zmanjšamo površinsko napetost vode in vodnim drsalcem prepreËimo, da bi ostali na gladini. Z zmanjšanjem površinske napetosti vode lah-

proteus oktober za tisk.indd 70

10/12/08 12:47:37 PM

Vseživljenjsko izobraževanje uËiteljev naravoslovnih predmetov • Naravoslovje v šoli

Slika 6: Vodni hrošË (Ilybius fuliginosus), ki ga uvršËamo v družino kozakov (Dytiscidae). Foto: Iztok TomažiË.

Literatura: VrtaËnik, M., in sod., 2005: Kako uspešneje pouËevati kemijo? Monografija za uËitelje kemije ∑ mentorje Partnerstvo fakultet in šol. Ljubljana: Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo. Bukovec, N., in sod., 2005: Modelni seminar za izobraževanje uËiteljev kemije: strokovni priroËnik. Ljubljana: Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo. Medmrežje: http://srv10.fkkt.uni-lj.si/moodle/ http://www.bf.uni-lj.si/bi/metodika /povnap.html.

proteus oktober za tisk.indd 71

ko prav tako prepreËimo liËinkam komarjev in vodnim hrošËem, da bi prišli do zraka, in jih tako utopimo (slika 6). V nekaterih državah ljudje taka sredstva uporabljajo za zmanjševanje števila komarjev. UËitelji bioloških vsebin imajo pri osvešËanju uËencev o ekoloških problemih pomembno vlogo, ki naj ne bi temeljila le na posredovanju podatkov, ampak naj bi uËitelji uËencem s konkretnimi primeri prikazali posledice neprimernega ravnanja ljudi. Na podlagi aktivnega uËenja na konkretnih primerih iz narave lahko uËence (tudi študente) vodimo do konkretne izkušnje (izkustvenega uËenja). Pri tem se v uËencu porajajo novi problemi, ki ga spodbudijo k nadaljnjemu delu in raziskovanju. Ob tem uËenec prihaja do posplošitev (zakljuËkov) oziroma do bolj poglobljenega znanja. Delavnice, kot je bila ta, so za uËitelje koristne, saj smo se uËitelji na razliËnih stopnjah šolanja lahko pouËili o tem, kaj uËenci od doloËene vsebine obravnavajo že v osnovni šoli, hkrati pa smo lahko tudi ugotovili, kakšno predznanje uËencev priËakujejo uËitelji v srednjih šolah. Zavedati se moramo, da naše uËence uËijo osnovnošolski in srednješolski uËitelji, mnoge pa pouËujejo tudi univerzitetni profesorji. UËitelji na razliËnih stopnjah šolanja in razliËnih naravoslovnih strok pa so si tudi le malokdaj izmenjevali izkušnje med seboj. Prav zato je za nas uËitelje dobrodošel projekt Partnerstvo fakultet in šol, kjer naj bi se sreËevali prav uËitelji razliËnih stopenj izobraževanja. Rezultat dela in truda kemikov v prejšnjem projektu je bila izmenjava izkušenj ter izpeljava kakovostnih seminarjev za uËitelje, kjer so dobili tisto, kar so želeli in potrebovali. V uvodu omenjenem projektu pa smo se združili uËitelji vseh ravni izobraževanja naravoslovja ter nadgradili in razširili prvotni model kemikov še na podroËje biologije, fizike in naravoslovja. Oblikovali in preizkusili smo jih na skupnih sreËanjih ter potrdili nujnost povezovanja naravoslovnih strok. Ugotovili smo, da so modeli uspešni in da delujejo v resniËno interdisciplinarnem obsegu.

10/12/08 12:47:38 PM

GruËa navadnih netopirjev (Myotis myotis) na cerkvenem podstreπju.

Foto: Alenka Petrinjak.

Vpliv osvetljenosti zatoËišËa na Ëas izletavanja netopirjev Maja Ferjan, Tina Janša, Lara Kobal in Laura Šimenc Prispevek je raziskovalna naloga, ki so jo avtorice, dijakinje jeseniπke gimnazije, ob pomoËi mentoric prof. Milenke Kuralt in Alenke Petrinjak (Triglavski narodni park) izdelale v lanskem πolskem letu. Nalogo so predstavile na 17. regijskem sreËanju mladih raziskovalcev gorenjskih srednjih πol v okviru projekta Gibanje Znanost mladini in dosegle prvo mesto, dobile pa so tudi bronasto priznanje na SreËanju mladih raziskovalcev Slovenije, ki ga je organizirala Zveza za tehniËno kulturo Slovenije.

proteus oktober za tisk.indd 72

Namen naloge je bil ugotoviti, ali osvetljenost odprtine, skozi katero netopirji ob mraku izletavajo iz zatoËišËa, vpliva na izletavanje netopirjev, in sicer tako na Ëas njihovega izleta kot tudi na njihovo vedenje. Netopirji iz svojih zatoËišË izletijo, ko se dovolj stemni (tako se izognejo plenilcem). Njihov Ëas izletavanja se zato navadno ujema s Ëasom sonËnega zahoda. Nekatere raziskave v Evropi so pokazale, da umetna osvetljenost odprtin spremeni vedenje netopirjev (sprememba letalne poti, uporaba drugih izhodov, vraËanje v zatoËišËe) in podaljša Ëas izleta netopirjev iz zatoËišË. V eni od raziskav vrste vejicati netopir so ob umetni osvetlitvi odprtine netopirji izleteli približno 37 minut kasneje kot obiËajno. Zaradi kasnejšega izletavanja netopirji zamudijo višek žuželk, s katerimi se prehranjujejo, zaradi Ëesar pride do njihove podhranjenosti. Za kraj opazovanja smo si izbrale cerkev Sv. Marije na Breznici, kjer je porodniška kolonija navadnega netopirja (Myotis myotis). Poleg navedenega namena smo ugotavljale tudi, skozi katero odprtino v strehi cerkve netopirji izletavajo ter

10/12/08 12:47:39 PM

Vpliv osvetljenosti zatoËišËa na Ëas izletavanja netopirjev • Naravoslovje v šoli

Zgoraj: Cerkev Sv. Marije s kolonijo navadnih netopirjev stoji v vasi Breznica v obËini Æirovnica. Zelena Ërta omejuje obmoËje, ki je razglaπeno za obmoËje Natura 2000 prav zaradi pomembnosti kolonije navadnih netopirjev v cerkvi na Breznici. Prikazano je tudi sosednje obmoËje Natura 2000 v vasi Rodine, kjer je v cerkvi kolonija druge vrste netopirjev ∑ malih podkovnjakov (TNP, 2007). Spodaj: Mesto opazovanja na pokopaliπki strani cerkve. PuπËica in krog nakazujeta odprtino, skozi katero izletavajo netopirji. Foto: Alenka Petrinjak.

v katero smer oziroma proti kakšnemu okolju odletijo. PreuËevanje netopirjev smo zaËele z ogledom porodniške kolonije navadnega netopirja na podstrešju cerkvene ladje cerkve sv. Marije na Breznici. Znano je, da netopirji izletijo iz zatoËišË, ko je dovolj temno. »as izletavanja je torej odvisen od jakosti svetlobe, ta pa se bolj ali manj ujema s Ëasom sonËnega zahoda. Zato smo z opazovanjem priËele vsak dan 20 minut pred sonËnim zahodom. Opazovale smo v parih na obeh straneh cerkve. To je trajalo pet dni. Prve tri dni smo netopirje opazovale pri ugasnjeni luËi, zadnja dva pa s prižganimi ref lektorji (ref lektor je imel moË tisoË vatov), ki smo jih 10 minut pred koncem opazovanja ugasnile. Ugotovile smo, da navadni netopirji zaËnejo izletavati približno 40 minut po sonËnem

proteus oktober za tisk.indd 73

10/12/08 12:47:40 PM

Naravoslovje v šoli • Vpliv osvetljenosti zatoËišËa na Ëas izletavanja netopirjev

Levo: Postavitev reflektorjev z æupnjiske strani. Foto: Alenka Petrinjak. Desno: Postavitev reflektorjev s pokopaliπke strani. Foto: Alenka Petrinjak.

■

Proteus 71/2 • Oktober 2008

zahodu. Pri osvetlitvi z dodatnim reflektorjem so izleteli 8,7 minut kasneje. V Ëasu umetne osvetlitve so se netopirji takoj vrnili nazaj v zatoËišËe, veËina netopirjev pa ni izletela vse do trenutka, ko smo ugasnile reflektorje. Prvi in drugi dan je izletelo veË kot sto netopirjev, tretji, Ëetrti in peti opazovalni dan pa manj kot sto osebkov. Sklepamo lahko, da na izletavanje netopirjev vplivata temperatura in osvetljenost.

©tevilo vseh izletelih netopirjev v posameznem opazovalnem dnevu. RdeËa barva oznaËuje dneve brez luËi, rumena pa dneve z umetno osvetlitvijo. Temperatura je prikazana z zvezno Ërto.

proteus oktober za tisk.indd 74

10/12/08 12:47:42 PM

Vpliv osvetljenosti zatoËišËa na Ëas izletavanja netopirjev • Naravoslovje v šoli

Ortofoto posnetek z nakazanimi smermi izleta. Vir: ARSO.

Osvetljenost izletnih odprtin netopirjev vpliva tako na Ëas izletavanja netopirjev kot na število izletelih netopirjev in njihovo vedenje. NajveË jih je izletelo 58 minut po sonËnem zahodu. V obdobju neosvetljenih dni je najveË netopirjev izletelo v povpreËju 51,3 minute po sonËnem zahodu. »e ne upoštevamo tretjega, hladnega dneva, je najveË netopirjev izletelo v 43. minuti po sonËnem zahodu. V Ëasu osvetljenih dni pa je najveË netopirjev izletelo 67,8 minut po sonËnem zahodu. Smer izletavanja VeËinoma (51 odstotkov) odletijo na sever, proti Karavankam, kjer je gozdnati življenjski prostor. Najmanj (2 od-

proteus oktober za tisk.indd 75

10/12/08 12:47:44 PM

Naravoslovje v šoli • Vpliv osvetljenosti zatoËišËa na Ëas izletavanja netopirjev

Viri in literatura: Mlakar, J., 2006: Navadni netopir (Myotis myotis). Glej, netopir!, 3, št. 1, str. 2-5 Kryštufek, B., 1991: Sesalci Slovenije. 1. natis. Ljubljana: Prirodoslovni muzej Slovenije. 59 - 109. Slovensko društvo za prouËevanje in varstvo netopirjev-SDPVN (online). 2001. (Citirano 26.08.2007.) Dostopno na naslovu: http://www.sdpvn-drustvo.si

■

Proteus 71/2 • Oktober 2008

stotka) jih odleti na jug, proti vasi Vrba. Razloga sta lahko dva: netopirji se izognejo osvetljenemu delu cerkve ali pa se izognejo odprti pokrajini, saj se med cerkvijo in vasjo Vrba razprostirajo travniki. Proti severu (Karavankam) je življenjski prostor najbolj zaprt - gozdnat. Da bi ugotovili, kje dejansko letajo in se prehranjujejo, bi morali uporabiti drugo metodo raziskovanja, in sicer telemetrijo. Pri primerjavi smeri izleta med neosvetljenimi in osvetljenimi dnevi nismo opazile nobenega vzorca oziroma spremembe. ZakljuËki Netopirji so noËne živali, ki svoj plen lovijo ponoËi. Iz svojega zatoËišËa izletijo na lov približno v Ëasu sonËnega zahoda, saj s tem ujamejo veËerni višek žuželk. »e odprtine, iz katerih netopirji izletavajo, osvetlimo z dodatnimi svetili, netopirji niso prepriËani, ali je že dovolj temno oziroma dovolj varno, da se podajo na svoj veËerni lov. Tako izletijo kasneje in s tem zamudijo veËerni višek žuželk. »e veË dni oziroma nekaj tednov zapored ne ulovijo dovolj hrane, lahko pride do podhranjenosti in poslediËno do pogina in izumrtja posameznih vrst netopirjev.

Paleontologija • Rhizocorallium jenense (fosilna sled) iz spodnjetriasnih plasti Slovenije

Rhizocorallium jenense (fosilna sled) iz spodnjetriasnih plasti Slovenije Matija Križnar Fosilne sledi so ponekod skoraj edini fosilni ostanek, ki se ohrani v kamnini. Fosilne sledi ali ihnofosili se pojavljajo v vsej geološki zgodovini in so pomemben del paleontoloških in geoloških raziskav. Leta 1956 je Kühn opisoval spodnjetriasne fosile iz Julijskih Alp (planina Trstje) in na podlagi skromnih ostankov opisal novo vrsto Rhizocorallium (?) striatum. DoloËitev se nam zdi prenagljena in sporna, saj je raziskovalec vrsto opisal na podlagi enega delno in slabo ohranjenega primerka. Toda njegova doloËitev je ostala in tako so slovenski

proteus oktober za tisk.indd 76

raziskovalci okamnin podobne ostanke pripisovali kar tej ≈slovenski« vrsti. Revizijo ihnofosilnega rodu Rhizocorallium je opravil Fürsich že leta 1974. Opisuje samo tri vrste tega rodu, ki se med seboj loËijo po obliki in naËinu nastanka. S preuËutvijo dodatne literature (Schlirf, 2000) smo prišli do zakljuËka, da verjetno vsi slovenski spodnjetriasni primerki pripadajo vrsti Rhizocorallium jenense. Za vrsto je znaËilna U-oblika (slika 1), ki obiËajno leži vodoravno ali pod rahlim kotom s površino plasti kamnine. Med glavnim rovom (dejansko

10/12/08 12:47:44 PM

Rhizocorallium jenense (fosilna sled) iz spodnjetriasnih plasti Slovenije • Paleontologija

Ihnofosil rodu Rhizocorallium iz spodnjetriasnih plasti pri Izgorju nad Žirmi. Med glavnim rovom so lepo opazni koncentriËni krogi, v ozadju je viden še en primerek. Velikost primerka je približno 12 centimetrov. Foto: M. Križnar.

Literatura: Fürsich, F. T., 1974: Ichnogenus Rhizocorallium. Paläontologische Zeitschrift, 48, 1/2 : 16-28. Kühn, O., 1956: Triasfossilien aus den Julischen Alpen. Razprave IV. razreda SAZU, 4: 443-450. Schlirf, M., 2000: Upper Jurassic trace fossils from the Boulonnais (Northern France). Geologica et Palaeontologica, 34: 145-213.

gre za zapolnitev rova) so vidni rahlo valoviti koncentriËni obrisi (angleško spreite). Tvorci te fosilne sledi so zaenkrat neznani, Ëeprav jo najpogosteje pripisujejo delovanju rakov (Crustacea) ali kolobarnikov (Annelida), katerim pripadajo morski Ërvi. Rod Rhizocorallium se pojavlja skoraj povsod po svetu, predvsem v mezozojskih in terciarnih plasteh. V Sloveniji najdemo rizokoralium najpogosteje v mlajših Ëlenih spodnjetriasnih plasti v okolici Žirov in Idrije, pri Sv. Barbari nad Škof jo Loko, pogosta je tudi v okolici TržiËa, nekaterih predelih Julijskih Alp in okolici SolËave v Kamniško-Savinjskih Alpah. Za potrditev

proteus oktober za tisk.indd 77

naših predvidevanj o vrsti Rhizocorallium jenense bi bilo treba nabrati še veË primerkov in jih natanËno paleontološko raziskati.

10/12/08 12:47:45 PM

Zgodovina naravoslovja • Freyerjevi zoološki sestavki v slovenšËini

■

Proteus 71/2 • Oktober 2008

Freyerjevi zoološki sestavki v slovenšËini Tone Wraber

Henrik Freyer, portret Matevža Langusa v Narodnem muzeju v Ljubljani. Foto: P. Skoberne.

Ali vemo, kdaj so bila natisnjena prva besedila o živalih v slovenšËini? Da so bila napisana okoli leta 1850, je v Ëlanku Henrik Freyer o Ëloveški ribici (Proteus, 29, 1966: 51-53) sporoËil Marko AljanËiË, ko je v tem Ëlanku objavil Freyerjevo besedilo o ≈spremenljivi golazni«, neke vrste uvodu o dvoživkah, in ≈moËarilcu« (Ëloveški ribici). Nekaj let pozneje je objavil še Freyerjeve sestavke o polhu (Proteus, 33, 1970: 169) in krokodilu (33, 1971: 317), s kratkim dostavkom v istem letniku (33, 1971: 384). AljanËiË že v svojem prvem zapisu poudarja, da gre za prva slovenska naravoslovna besedila ali tudi kar prva, ki jih je pisal izobražen naravoslovec, podrobnosti pa naj

proteus oktober za tisk.indd 78

bi pokazale šele natanËne raziskave. Kako je prišlo do vednosti o teh sestavkih? Minilo je že veË kot 40 let od tedaj, ko sem kot kustos za botaniko v Prirodoslovnem muzeju Slovenije pripravil razstavo ob stoletnici smrti Henrika Freyerja (18021866), prvega stalnega kustosa Kranjskega deželnega muzeja v Ljubljani. O razstavi ni znano nobeno poroËilo, spominjam se le tega, da je bila v Prirodoslovnem muzeju Slovenije leta 1966 in še isto leto ponovljena v Idriji. Ob tej priložnosti sem pregledal Freyerjevo pisno zapušËino v Arhivu Slovenije (Priv. A XI) in izbral precej gradiva, ki sem ga uvrstil na razstavo. V arhivu so bili ustrežljivi in sem si dragocene izvirne dokumente brez težav izposodil, kar danes najbrž ne bi bilo veË tako enostavno. Razstavno gradivo so prispevali še Narodni muzej (Langusov portret Henrika Freyerja in nekatere publikacije iz Muzejske knjižnice), Prirodoslovni muzej Slovenije (publikacije, geološko-paleontološko gradivo, za katero je poskrbel kolega, kustos za geologijo F. Cimerman), Zemljepisni muzej v Ljubljani (Freyerjeva karta Kranjske) in Freyerjevi potomci v Ljubljani. Danes se seveda ne bi veË zgodilo, da ob razstavi ne bi izšla spremna publikacija, ki pa jo je tedaj do neke mere nadomestila posebna, tej priložnosti posveËena dvojna številka Proteusa (letnik 28, štev. 9/10, 1966) s priložnostnimi Ëlanki Z. Bufona (biografija), V. Lebana (kartograf ija), F. Cimermana (geologija in paleontologija), M. AljanËiËa (zoologija), T. Wraberja (botanika in planinstvo), M. Planine (botanika) in J. Boleta (malakologija). Do natanËnih raziskav o Freyerjevih spisih pozneje ni prišlo oziroma je k veËji vednosti o zgodnjem naravoslovnem pisanju v slovenšËini prispevalo neugaslo zanimanje za Freyerjevo življenje in delo. Leta 2002 so

10/12/08 12:47:45 PM

Freyerjevi zoološki sestavki v slovenšËini • Zgodovina naravoslovja

Naslovna stran Slovenskega berila za pervi gimnazijalni razred (1850), v katerem je objavljeno Freyerjevo besedilo z naslovom MoËarilec. Vir: arhiv družine AljanËiË.

Mariborske lekarne izdale obsežen zbornik Slovenski farmacevti v naravoslovju, ki ga je zasnoval in uredil farmacevt Štefan Predin. V njem je pomemben del sestavkov namenjen Henriku Freyerju. Zaradi priprave enega od njih (Henrik Freyer kot botanik) je pisec tega zapisa spet pregledal Freyerjevo gradivo v Arhivu Slovenije in ugotovil, da je v njem tudi Freyerjeva rokopisna avtobiografija v obliki veË konceptov in fragmentarnih odlomkov. Pomislil je, da gre morda za osnutek življenjepisa, ki ga je Freyer pripravil za Avstrijsko akademijo znanosti na Dunaju. Ta ga je namreË 26. junija 1848 imenovala za dopisnega Ëlana matematiËnonaravoslovnega razreda. Ko je to možnost omenil uredniku zbornika Štefanu Predinu, se je pokazalo, da je ta nanjo pomislil tudi sam in od Avstrijske akademije znanosti že dobil kopijo Freyerjevega lastnoroËno napisanega življenjepisa. Štefan Predin je poleti leta 2003 umrl in svoje bogato gradivo o zgodovini slovenske farmacije zapustil zavodu Mariborske lekarne, vendar se mi ko-

pije Freyerjevega življenjepisa v Mariboru pozneje ni posreËilo dobiti. Tako je minil Ëas vse do novembra leta 2007, ko sem se osebno obrnil na Knjižnico in arhiv Avstrijske akademije znanosti na Dunaju in brez težav že naslednji dan (15. novembra) kopijo dobil. Gre za v liËni pisavi (pisani gotici) napisani 40 strani dolg Freyerjev spis v formatu 26,5 × 34 cm z naslovom Freyers streben und wirken (Freyerjevo prizadevanje in delovanje), ki ga je ta konËal na Dunaju 18. februarja 1849, ko se je tam izpopolnjeval v geoloških vedah. 18. decembra leta 1850 je iz Ljubljane poslal še seznam svojih pisnih izdelkov ter na koncu omenil še ≈novo kranjsko gimnazijsko berilo, ki vsebuje moje sestavke o polhu, preobrazbi dvoživk, Ëloveški ribici in krokodilu v kranjskem jeziku, katere tisk se bliža koncu«.1 V Slovenskem šolskem muzeju sem povprašal za najstarejše slovensko gimnazijsko berilo in hitro dobil v roke Ëastitljivo starino Slovensko berilo za pervi gimnazijalni razred, ki je izšlo v Ljubljani z letnico 1850, natisnil in založil pa ga je Jožef Blaznik, prav tisti, ki je le malo let prej natisnil tudi Prešernove Poezije. In res: v tem berilu so natisnjeni vsi štirje Freyerjevi sestavki, ki jih poznamo iz Proteusa. Zdaj vemo, zakaj jih je Freyer napisal in da so bili tudi že objavljeni. Za naravoslovne sestavke v tem berilu je bil odgovoren, tako piše zgodovinar slovenskega šolstva Vlado Schmidt v 3. knjigi Zgodovine šolstva in pedagogike na Slovenskem (1966, ponatis 1988), veterinar Janez Bleiweis, znan tudi kot ≈oËe slovenskega naroda«. Ko listamo po berilu iz leta 1850, preseneËeni opazimo, da jih je od 96 kar 18 (od tega štirje Freyerjevi) takšnih, ki obravnavajo živali. Napisalo jih je veË piscev, ki jih tukaj, hkrati z naslovi sestavkov, posebej ne navajamo. Vsekakor bi bilo

1 V nemškem izvirniku: ≈Das neue krainische Gymnasial Lesebuch enthält von mir die Naturgeschichte des Bilich (Myoxus Glis); - die Umwandlung der Batrachier; - die Naturgeschichte des Olms (Hypochthon) und des Crocodils in krainischer Sprache. Der Druck nahet der Vollendung.« (Archiv der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (AÖAW), Personalakt Heinrich Freyer).

proteus oktober za tisk.indd 79

10/12/08 12:47:46 PM

■

Zgodovina naravoslovja • Freyerjevi zoološki sestavki v slovenšËini

Proteus 71/2 • Oktober 2008

koristno podrobno raziskati to in še slovenska berila za naslednje gimnazijske razrede iz tistega Ëasa in tudi na šolskem podroËju spoznati razvoj in vlogo slovenskega naravoslovnega pisanja. Vsekakor pa zdaj vemo, da je prvi spis o Ëloveški ribici v slovenšËini izšel že leta 1850, potem ko je bilo za njo že mnogo raziskovalnih prizadevanj.

Prva stran Freyerjevega MoËarilca. Vir: arhiv družine AljanËiË.

Nove knjige • Matjaž Vesel: Nebeške novice Galilea Galileija

Matjaž Vesel: Nebeške novice Galilea Galileija Matjaž Vesel: Nebeške novice Galilea Galileija. (Galileo: Sidereus nuncius/Zvezdni glasnik/ in Kepler: Razgovor z Zvezdnim glasnikom ∑ prevod Matej Hriberšek; Izbrana pisma ∑ prevod Mojca MiheliË). 328 strani, mehka vezava, naklada 500 izvodov. Založba ZRC, ZRC SAZU, Ljubljana 2007. Knjigo je zasnoval, uredil in z opombami opremil Matjaž Vesel, izdajo knjige pa podprlo Ministrstvo za kulturo RS. V zbirki Založbe ZRC Historia scientiae, ki jo ureja Matjaž Vesel, so do zdaj izšli štirje prevodi temeljnih del svetovno pomembnih uËenjakov, in sicer Descartesovega Kompendija o glasbi, Kopernikove knjige O revolucijah nebesnih sfer, Aristotelovega dela O nebu in Koyréjeve Znanstvene revolucije. Zdaj so

proteus oktober za tisk.indd 80

10/12/08 12:47:47 PM

Matjaž Vesel: Nebeške novice Galilea Galileija • Nove knjige

se tem lepim in urejenim prevodom pridružile še skrbno pripravljene Nebeške novice Galilea Galileija. V bistvu gre za filozofsko in znanstveno razpravljanje na zelo visoki ravni oziroma za sprehod ali kritiËno gledanje na slavna Galilejeva nebesna odkritja, kar dopolnjujejo trije odliËni prevodi na temo Veselovega razglabljanja. Izbrana pisma na koncu zajemajo v glavnem Galilejeva pisma razliËnim osebnostim, od katerih tu omenjamo le Keplerja in Clavija. V Nebeških novicah Vesel zelo natanËno in hkrati prikupno zanimivo pripoveduje o Galileju, ki je sestavil daljnogled in se z njim dokopal do številnih revolucionarnih odkritij (novih ≈nebesnih« dejstev), o katerih je Galilej poroËal v marca leta 1610 izdanem Zvezdnem glasniku, in sicer da so na Luni gore in doline kakor na Zemlji, da je Rimska cesta sestavljena iz nepreštevne množice zvezd, da ima Jupiter štiri lune in tako naprej ∑ vse v potrditev Kopernikovega nauka. Gre zares za izredno pomembna odkritja v zgodovini znanosti, kar Galileja uvršËa med prepriËane kopernikance, kar pa je bil že pred tem. Razprava se poglobljeno dotika vsebin številnih Galilejevih pisem, Galilejeve filozofije, astronomije, geometrije in fizike, vse pa je podkrepljeno z izËrpnimi in številnimi komentarji. Kar precej izvemo o zaËetni zgodovini daljnogledu, izdelka, koristnega pri vojskovanju, ki ga je Galilej s pridom uporabil za opazovanje noËnega in dnevnega neba (tu je mišljeno Sonce). Vseh zanimivih informacij, predvsem f izikalne vsebine, seveda v takem kratkem zapisu ni mogoËe predstaviti in obravnavati. Izpiljeno besedilo spremlja nekaj izvirnih Galilejevih slik Lune, leg Jupitrovih satelitov itn. Zvezdni glasnik je izšel 13. marca leta 1610 (mimogrede, 13. marca leta 1781 je bil odkrit Uran) in novice o Galilejevih slikovitih odkritjih so se širile bliskovito hitro. Do konca marca leta 1610 je bil Zvezdni glasnik dostopen v številnih italijanskih mestih, apri la pa že v Pragi in Münchnu. Pojavi-

proteus oktober za tisk.indd 81

li pa so se tudi prvi kritiËni (posmehljivi) odzivi in prvi javni nasprotniki. Poleti tega leta je Galilejeva odkritja potrdilo zelo malo ljudi, v glavnem zato, ker niso imeli daljnogleda ali dovolj dobrega daljnogleda. Je pa Galileja podprl Kepler, kar je bilo zelo pomembno. Pozno jeseni so Galilejeva odkritja potrdili tudi rimski jezuiti (Clavius), ki so bili sprva zelo skeptiËni, predvsem glede Jupitrovih satelitov. Sledi še zapis o opazovanju planeta Saturna. S Saturnom v zvezi je naveden znameniti Galilejev anagram, ki ga Kepler ni mogel rešiti. Nato so navedena še Galilejeva opazovanja Venerinih men oktobra in decembra leta 1610, ki so dokazovala, da Venera kroži okrog Sonca, in hkrati potrjevala Kopernikov sistem. Galilej je prikazan kot velik in strasten opazovalec zvezdnega neba, kar se obiËajno ne ve. Bil je celo tako zavzet opazovalec, da je ves Ëas opazoval tudi med svojim potovanjem v Rim marca leta 1611. Tam je razkril in pojasnil svoja odkritja, si zagotovil primerno pozornost in utišal kritike. Doživel je popoln uspeh oziroma priznanje. Jezuiti so potrdili njegova odkritja. Kljub zmagoslavju pa je mogoËe že v takratnem Galilejevem obisku zaslediti klice prihodnjih težav, saj je njegov kopernikanizem postajal vse glasnejši. O tem in še veË piše Matjaž Vesel zelo zanimivo, živahno in dokumentirano. Veselovi razpravi sledijo odliËni prevodi z opombami, najprej Galilejevega Zvezdnega glasnika, kjer je dan velik poudarek opazovanju Jupitrovih lun, nato Keplerjevega Razgovora z Zvezdnim glasnikom, kjer v pismih Kepler hvali in verjame v veliËastna Galilejeva odkritja, hkrati pa ga spodbuja k nadaljnjim opazovanjem (Praga 19. 4. 1610), in konËno še Izbranih pisem, ki jih je kar dvajset in o vsakem posebej tu ni mogoËe razpravljati. Vsa so zanimiva in odliËno prevedena, veËina pa povezana z nevsakdanjimi Galilejevimi odkritji. Dodana je še bogata bibliografija Galilejevih in Keplerjevih del ter drugih virov in imensko

10/12/08 12:47:48 PM

■

Nove knjige • Matjaž Vesel: Nebeške novice Galilea Galileija

kazalo. Tako se polagoma prikopljemo do konca knjige, ki ni preprosto branje, prezahtevno pa tudi ne. OdliËna knjiga je smiselno urejena, opombe so izvrstne, besedilo je napisano v lepi in Ëisti slovenšËini, paË takšni, kakršna se zahteva za tovrstno pisanje. »eprav sem poklicni astronom, veliko v knjigi omenjenih podrobnosti iz tistega Ëasa, ko je Galilej prvi v zgodovini astronomije usmerjal daljnogled proti nebesnim telesom in odkrival Ëudesa, nisem poznal. V knjigi pa so predstavljene in pojasnjene skrajno razumljivo ter z opombami primerno komentirane. Zdaj kakšne stvari iz tistega obdobja tudi sam bolje razumem.

Proteus 71/2 • Oktober 2008

Vsem trem avtorjem je treba samo Ëestitati, da so uspeli tako zahtevno vsebino iz latinšËine preliti v slovenšËino, založbi pa, da je v svoj program izbrala knjigo, ki ima temeljni pomen pri izobrazbi današnjega intelektualca, tako naravoslovca kot družboslovca, f ilozofa, humanista, zagotovo pa jo bo vzel v roke in prebral tudi kakšen medicinec, psiholog, tehnik ali drug strokovnjak ter morda celo kak ≈navaden« zemljan. Ne bo mu žal. Za bralni napor bo z novimi stvarmi, ki jih bo spoznal, bogato poplaËan.

Marijan Prosen - Majo

Naravoslovna fotografija • NateËaj naravoslovne fotografije 2008

NateËaj naravoslovne fotografije 2008 V zaËetku leta 2008 je Prirodoslovno društvo Slovenije razpisalo nateËaj naravoslovne fotografije, na katerem so lahko sodelovali uËenci, dijaki ter dodiplomski in podiplomski študenti. Odzvalo se je 27 mladih fotografov, ki so poslali veË kot 230 fotografij. Strokovna žirija, ki so jo sestavljali Marjan Artnak, Petra DraškoviË, Marjan Richter, Tomaž Sajovic in Janja Benedik, so pregledali prispele fotografije in naredili ožji izbor. Dva avtorja sta bila diskvalificirana, saj sta poslala enako fotografijo. V ožji izbor je komisija izbrala 32 fotografij, ki so po kakovosti izstopale od ostalih, od teh pa še 10, ki so bile po mnenju komisije najboljše. Izbor fotografij objavljamo na naši spletni strani www.proteus.si, na kratko pa predstavljamo tudi nekatere njihove avtorje. Vsem avtorjem se zahvaljujemo za poslana dela in jih vabimo, da se skupaj z novimi mladimi fotografi odzovejo na naš razpis, ki ga bomo objavili v mesecu januarju leta 2009.

proteus oktober za tisk.indd 82

Miha Krofel, rojen leta 1982 v Mariboru, je podiplomski študent biologije. Ukvarja se predvsem z raziskavami velikih zveri (risa, volka, medveda, geparda, šakala), naravoslovna fotografija pa mu pomeni najljubši naËin preživljanja prostega Ëasa. Resneje se je s fotografijo zaËel ukvarjati pred sedmimi leti, ko je dobil svoj prvi zrcalni fotoaparat. Motive išËe predvsem v živalskem svetu, še posebej pa ga navdušujejo veËji vretenËarji. NajveË fotografira v dinarskih gozdovih in Alpah, obËasno pa se odpravi na fotolov tudi kam drugam po svetu. Je Ëlan fotokluba Diana, svoje fotografije pa redno objavlja v domaËih in tujih naravoslovnih revijah, knjigah, koledarjih itd.

Na sosednji strani. Zgoraj: Miha Krofel: Gosja družina. 1. mesto. Spodaj: Miha Krofel: Snežni ulov. 2. mesto.

10/12/08 12:47:48 PM

NateĂ&#x2039;aj naravoslovne fotografije 2008 â&#x20AC;˘ Naravoslovna fotografija

proteus oktober za tisk.indd 83

10/12/08 12:47:49 PM

Zgoraj: DuĹĄan Smolnikar: Panorama. 5. mesto. Spodaj: Miha Krofel: MistiĂ&#x2039;ni gozd. 6. mesto.

proteus oktober za tisk.indd 84

10/12/08 12:47:50 PM

NateËaj naravoslovne fotografije 2008 • Naravoslovna fotografija

Zgoraj: Darko Pevec: Trsje. 8. mesto. Spodaj: Katja Ivanuša: Regrat. 9. mesto.

proteus oktober za tisk.indd 85

Katja Ivanuša, rojena leta 1984 v Ljubljani, je letos diplomirala na Turistici - Visoki šoli za turizem Portorož. S fotografijo se amatersko ukvarja približno tri leta. Oprema, ki jo trenutno uporablja, je digitalni zrcalni fotoaparat Pentax K10D, še vedno pa uporablja tudi kompakten fotoaparat Canon PS S2, s katerim se je zaËela tudi

10/12/08 12:47:51 PM

■

Naravoslovna fotografija • NateËaj naravoslovne fotografije 2008

Proteus 71/2 • Oktober 2008

njena strast do fotografiranja. Zelo jo veseli fotograf iranje živali in vedno bolj se zanima za makrofotograf ijo. Polega tega rada fotograf ira tudi pokrajino, naravo in ljudi. Njena velika želja je, da bi se nekega dne s fotografijo ukvarjala profesionalno.

se tudi ukvarja s fotografijo. Pogosto fotografira v Ërno-beli in sepijasti tehniki, kar daje njenim fotografijam starinski videz, primeren predvsem za arhitekturne motive, motive kulturne dedišËine in portrete ljudi iz njihovega domaËega okolja.

Maja Novina, rojena leta 1983 v Celju, je diplomirala na Teološki fakulteti v Mariboru in nadaljuje študij Kulturne raznolikosti in transnacionalnih procesov v Ljubljani. Za fotografiranje jo je navdušil oËe, ki

Janja Benedik

Levo: Maja Novina: Polž. 10. mesto. Spodaj: Miha Krofel: Usklajeni æerjavi. 3. mesto.

proteus oktober za tisk.indd 86

10/12/08 12:47:54 PM

Je naše osonËje posebno? • Naše nebo

Je naše osonËje posebno? Mirko Kokole Slika 1: Mars je zadnji kamniti planet OsonËja. Od Sonca je oddaljen približno 1,5 astronomske enote. Po sestavi je podoben ostalim kamnitim planetom. Ima sredico iz železa in ovojnico iz silikatnih kamnin. Taki planeti nastanejo znotraj snežne meje protoplanetarnega diska. Foto: NASA.

planetov ravno pravšnje, da nastane takšno osonËje, kot je naše. Veliko bolj verjetno namreË je, da nastane osonËje, ki nima orjaških planetov, kot sta Jupiter in Saturn, oziroma da v primeru, ko nastanejo taki orjaški plinasti planeti, ti z orbitalno selitvijo preidejo v orbite, ki so veliko bližje zvezdi, in tako osonËje verjetno ne vsebuje Zemlji podobnih planetov. Od odkritja prvega planeta zunaj našega osonËja je minilo veË kot desetletje. Danes odkritje novega planeta ni veË niË posebnega, saj je bilo do sedaj odkritih že veË kot tristo planetov zunaj našega osonËja. Ker imajo astronomi že dovolj podatkov o planetih zunaj OsonËja, so se zaËeli spraševati, ali znamo njihov nastanek razložiti z dosedanjimi teorijami o nastanku planetnih sistemov. Ob odkritju prvega planeta se je pokazalo, da je planet veliko prevelik in preblizu zvezde, da bi njegov nastanek lahko dobro razumeli. Od takrat so astronomi popravili teorijo o nastanku osonËja in sedaj verjamemo, da znamo razložiti nastanek veËine poznanih osonËij. Na ameriški univerzi Northwestern so z raËunalniškimi simulacijami poskušali ugotoviti, kako verjetno je, da nastane takšno osonËje, kot je naše. Prišli so do zakljuËka, da morajo biti razmere pred nastankom

proteus oktober za tisk.indd 87

Nastanek planetnega sistema Z vprašanjem, kako je nastalo naše osonËje, se astronomi ukvarjajo že dolgo Ëasa, a kljub temu tega še vedno ne znamo popolnoma razložiti. Ena najveËjih težav raziskovalcev, ki poskušajo simulirati nastanek planetnih sistemov, je raËunska moË raËunalnikov, ki kljub izjemnim zmožnostim še vedno niso dovolj zmogljivi, da bi lahko ustvarili simulacije, ki bi bile dovolj natanËne, da bi razložile vse podrobnosti nastanka planetov. Zato so bile dosedanje simulacije omejene na zaËetne stopnje nastanka planetov. S simuliranjem koagulacije (zgošËevanja) preuËujejo nastanek planetnih zarodkov. Na drugi strani pa so simulacije, ki na podlagi problema N teles preuËujejo, kaj se dogaja s sistemom planetov potem, ko je oblak plina in prahu izginil. Obstajajo pa tudi mešane metode, ki jih uporabljajo v zadnjem Ëasu

10/12/08 12:47:55 PM

Naše nebo • Je naše osonËje posebno?

Slika 2: Jupiter je najveËji orjaški plinasti planet OsonËja. Njegova masa je približno tisoËkrat manjša od mase Sonca. Njegova kemijska sestava je zelo podobna SonËevi, veËinoma ga torej sestavljata vodik in helij. Od Sonca je oddaljen 5 astronomskih enot in je na tem obmoËju verjetno tudi nastal. Iz do sedaj znanih opazovanj orjaških plinastih planetov je Jupiter nekaj povpreËnega. Masa plinastih orjakov lahko doseže tudi deset Jupitrovih mas. Zanimivo pa je, da sedanje meritve kažejo, da planetov, ki imajo veËjo maso od desetih Jupitrovih mas, ni, Ëesar si trenutno ne znamo razložiti. Foto: NASA/JPL/Space Science Institute.

in ki prinašajo prav presenetljive rezultate. Naše osonËje sestavlja osem planetov in trije pritlikavi planeti. OsonËje ima Zemlji podobne kamnite planete, in sicer Merkur, Venero, Zemljo in Mars. Ti planeti so veËinoma sestavljeni iz železa in silikatnih kamnin in se nahajajo na razdalji do 1,5 astronomske enote od Sonca. Jupiter in Saturn sta orjaška plinasta planeta, katerih sestava je zelo podobna kemijski sestavi Sonca. Uran in Neptun sta prav tako orjaška plinasta planeta, le da je njuna sestava drugaËna, saj vsebujeta veliko metana in amoniaka. Na robu našega osonËja najdemo še

proteus oktober za tisk.indd 88

■

Proteus 71/2 • Oktober 2008

skupino transneptunskih objektov, med katerimi sta najveËja pritlikava planeta Pluton in Eris. Ti objekti so veËinoma sestavljeni iz ledu - ta je lahko vodni led ter metan in amoniak v trdnem stanju. Za naše osonËje je znaËilno, da je zelo lepo urejeno. Planeti potujejo okoli Sonca po orbitah, ki so skoraj krožnice in ležijo približno v isti ravnini. Osnova teorije o nastanku se od njene zasnove, ki sta jo v 18. stoletju postavila Laplace in Kant, ni veliko spremenila. Velika meglica plina in prahu se zaradi gravitacijske nestabilnosti sesuje sama vase in tako nastane središËna protozvezda. Okoli nje ostane disk plina in prahu, iz katerega se kasneje oblikujejo planeti. Obstoj takega diska so potrdila opazovanja s Hubblovim vesoljskim teleskopom, ki je naredil posnetke na novo nastale zvezde, ki jo obkroža disk prahu in plina. Takemu disku pravimo protoplanetarni disk. V protoplanetarnem disku planeti lahko nastanejo na veË naËinov. Zemlji podobni planeti nastanejo s koagulacijo prahu: delci prahu se ob trkih zlepijo drug ob drugega. Na enak naËin nastanejo tudi pritlikavi ledeni planeti, kot je Pluton. Ker pa Pluton leži onstran snežne meje, je veËinoma sestavljen iz ledu. Snežna meja je oddaljenost od zvezde, na kateri temperatura v protoplanetarnem disku pade pod ledišËe vode in kasneje tudi metana in amoniaka. Znotraj snežne meje tako lahko nastanejo planeti iz težjih elementov, zato je na primer Zemlja sestavljena veËinoma iz železa in silicija ter njunih oksidov. Nastanek plinastih orjakov lahko poteka po dveh poteh. S koagulacijo lahko, podobno kot pri zemeljskih planetih, nastane najprej zarodek jedra planeta, nato pa to jedro s procesom akrecije (zgostitve prahu in plina v veËja telesa) nabere orjaško plinasto ozraËje. Orjaški planet pa lahko nastane tudi zaradi gravitacijske nestabilnosti, pri Ëemer se podobno kot pri nastanku zvezde del oblaka plina in prahu sesuje sam vase. Prvi naËin nastanka je razmeroma poËa-

10/12/08 12:47:56 PM

Je naše osonËje posebno? • Naše nebo

Slika 3: Posnetek protoplanetarnega diska, ki ga je posnel Hubblov vesoljski teleskop. Protozvezda, ki jo vidimo v sredini, je nastala zaradi gravitacijskega sesutja meglice. Del materiala, ki je pri tem ostal, se je nato združil v disku okoli mlade zvezde. V takem disku se Ëez Ëas zaËnejo oblikovati planeti. »as, v katerem se oblikujejo planeti, traja približno 100 milijonov let. Približno toliko Ëasa tudi obstaja protoplanetarni disk. SredišËna zvezda je stara od tristo tisoË do milijon let. Disk je približno 7,5-krat veËji od našega SonËevega sistema. Foto: C. R. O'Dell/Rice University; NASA.

sen, drugi pa je izjemno hiter. Trenutno še ne vemo, kateri proces je pravi. Pri prvem imamo problem, saj je razmeroma poËasen, in do sedaj še ni jasno, ali lahko planet v Ëasu obstoja protoplanetarnega diska nabere dovolj mase. Drugi proces - gravitacijska fragmentacija - pa ima težave s tem, da ne razloži dejstva, da planeti raje nastajajo okoli zvezd, ki vsebujejo veËji delež kovin. Na novo odkriti planetni sistemi so nam tudi pokazali, da se planetni sistemi tako med nastajanjem kot tudi po nastanku dinamiËno razvijajo. To pomeni, da planet, ki je nastal na doloËeni razdalji od zvezde, tam ne ostane, ampak svojo orbito spreminja. Potuje lahko proti zvezdi ali pa proË od nje. Poznamo veË procesov, kako planeti

proteus oktober za tisk.indd 89

Slika 4: Dve simulaciji nastanka planeta v protoplanetarnem disku. V prvem primeru levo je planet majhen in ne vpliva moËno na lokalno gostoto diska. Tak planet bo svojo orbito spreminjal z orbitalno selitvijo tipa I. Desno vidimo nastanek veËjega planeta, ki je moËno spremenil lokalno gostoto. Orbita se mu bo spreminjala preko orbitalne selitve tipa II. Foto: Frédéric Masset.

spreminjajo orbito. Pri selitvi tipa I je planet dovolj majhen, da bistveno ne spremeni lokalne gostote protoplanetarnega diska, in se tako giblje neodvisno od njega. Selitev tipa II pa poznamo pri veËjih planetih, ki moËno spremenijo lokalno gostoto protoplanetarnega diska. V tem primeru ostane planet viskozno ujet in potuje v skladu s gibanjem delcev v disku. Med obema tipo-

10/12/08 12:47:57 PM

Naše nebo • Je naše osonËje posebno?

ma orbitalne selitve pa obstaja veliko sivo obmoËje, kjer procesa ne moremo loËiti na en ali drugi tip. Orbite planetov se lahko spreminjajo tudi kasneje, ko diska ni veË. Takrat lahko planeti in asteroidi med seboj dinamiËno izmenjujejo energijo in se premikajo proti zvezdi ali pa so izstreljeni iz osonËja. Na ta naËin se je verjetno ustalila orbita Neptuna, ki je s sipanjem majhnih objektov iz obmoËja Kuiperjevega pasu proti Soncu prešel v lepo orbito. Na ta dinamiËni proces kaže tudi dejstvo, da je Pluton kot najveËji predstavnik Kuiperjevega pasu v dinamiËni resonanci 3:2 z Neptunom.

■

Proteus 71/2 • Oktober 2008

To pomeni, da v Ëasu, ko Pluton dvakrat obkroži Sonce, Neptun to stori trikrat. Povejmo še to, da je resonanca 3:2 pogosta tudi pri planetih zunaj našega osonËja. Na podlagi teh razliËnih tipov selitev lahko razumemo trenutno skoraj vse znane lastnosti do sedaj poznanih planetnih sistemov. Razumemo lahko, kako lahko obstajajo orjaški plinasti planeti, ki imajo obhodno dobo le nekaj dni. Tako blizu zvezde tak planet ni mogel nastati in je torej od svojega nastanka lahko spremenil orbito in se približal zvezdi. Znamo razložiti tudi porazdelitev ekscentriËnosti orbit

Kraj: Ljubljana Datum: 15. 10. 2008 »as: 21:00

proteus oktober za tisk.indd 90

10/12/08 12:47:58 PM

Je naše osonËje posebno? • Naše nebo

planetov. Še vedno pa ne razumemo, zakaj veËino planetov svojo selitev konËa na razdalji, ki ustreza periodi približno treh dni. Kako posebno je naše osonËje? Simulacija nastanka planetnih sistemov, ki so jo naredili ameriški znanstveniki in njene rezultate objavili v reviji Science 8. avgusta letos, je pokazala, da na nastanek planetnih sistemov vplivata masa diska in njegova viskoznost. Sistemi z majhno maso in visoko viskoznostjo oblikujejo planetarne sisteme, ki ne vsebujejo plinastih orjakov. Na drugi strani disk, ki ima veliko maso in majhno viskoznost, oblikuje veliko orjaških plinastih planetov, ki lahko s selitvijo svoje orbite moËno spremenijo svoje položaje v sistemu. Njihove orbite pa so lahko tudi zelo ekscentriËne. Rezultate si lahko razložimo, Ëe si zamislimo dva karakteristiËna Ëasa. Prvi je Ëas, v katerem izgine disk, in drugi je Ëas, v katerem se ustvari orjaški plinasti planet. »e je Ëas na-

stanka planeta veËji od Ëasa izginotja diska, pomeni, da plina zmanjka prej, preden se lahko orjaški plinasti planet izoblikuje. Tako dobimo planetni sistem, ki vsebuje le kamnite planete, podobne Zemlji. »e pa je Ëas izginotja diska veËji od Ëasa za nastanek orjaških planetov, nastane veË plinastih planetov. Ti planeti se nato z orbitalno selitvijo pomikajo v bližino zvezde in medtem tudi poËistijo svojo bližino s sipanjem, tako da manjše planete izstrelijo iz sistema. V takem primeru dobimo planetni sistem, ki ne vsebuje Zemlji podobnih planetov. Tako so znanstveniki prišli do zakljuËka, da je naše osonËje nekaj zelo nenavadnega, saj vsebuje štiri orjaške plinaste planete, ki se niso preselili iz obmoËja, v katerem so nastali, ter množico kamnitih Zemlji podobnih planetov, ki niso bili izstreljeni iz OsonËja. Za nastanek takega sistema morajo obstajati ravno prave razmere, kar pomeni, da je verjetnost, da tak sistem nastane, zelo majhna.

Table of Contents

Editorial Tomaž Sajovic History of astronomy Total Eclipse of the Sun on the 7th March 1970. Anton Peterlin In this issue Proteus publishes for the f irst time a previously unpublished text of academician Dr. Anton Peterlin on the total eclipse of the sun, which the professor watched together with his wife on 7th March 1970 in the United States of America. The original text is kept in the Peterlin family archive and was presented to us by Peterlin’s daughter Dr. Tanja Peterlin ∑ Neumaier. The text is published unchanged and in its original form. The editors added only a few commas, the year of the battle between the Lydians and the Medians and the average number of eclipses (the numbers were not written in the original). Professor Marijan Prosen ∑ Majo contributed data on the average number of eclipses.

proteus oktober za tisk.indd 91

Physics On Holographic Universe Janez Strnad The unusual thought that the maximum information is fixed by its area was expressed as the holographic principle in 1993 by the Nobel Prize winner for 1999 Gerard t'Hooft. Two years later, Leonard Susskind followed suit. Holographic principle induced further assumption that the system can be described with a theory limited to its surface. Surface has one dimension less than volume. Within this supposition it can be expected that the theory limited to three dimensions is more easily developed than a four-dimensional theory. By this we mean the universe. According to the holographic principle, a four-dimensional universe can be described with a theory on a threedimensional surface. This is an interesting idea, but for the time being it has not generated any concrete predictions. It seems that the valid model of the universe contradicts it.

10/12/08 12:47:58 PM

Table of Contents

Natural sciences at school Lifelong Education of Teachers of Natural Sciences Gorazd PlaninšiË, Iztok TomažiË and Vera Frank It is impossible to imagine a successful training of teachers of natural sciences without close cooperation between schools and faculties which train future teachers of natural sciences. As a rule, top scientific achievements in the sphere of natural and technical sciences are a result of close cooperation and exploitation of knowledge of scientists from every naturalistic discipline. New knowledge includes change of concepts of teaching these subjects from elementary schools to faculties. Teachers from the entire vertical of natural science are becoming more and more aware that knowing the basic concepts of knowledge, categorised according to different subjects of natural science, is not enough for pupils, high school and university students to be able to bring the acquired knowledge and skills together and knowing how to use them in practice in everyday life. This article presents a case of interdisciplinary integration between biology and physics, i.e. the workshop Surface voltage and capillary traction, which was part of a workshop on the subject of water. The workshop took place in the framework of the Lifelong training of teachers of natural sciences (which is an integral part of Faculty and shool partnership project that was started by the Ministry of Education and Sports and is partly co-financed by the European Social Fund) project, in which all of the f ive faculties of the University of Ljubljana, where teachers of natural sciences are trained, took part, as well as the Institute of the Republic of Slovenia for Education and 58 elementary and secondary schools. The Impact of Refuge Lighting on Bat Commuting Maja Ferjan, Tina Janša, Lara Kobal and Laura Šimenc The aim of this article was to determine whether the lighting of the hole through which bats f ly out of their refuge at dusk affects their leaving the cave in terms of time or behaviour. Bats leave their refuge when it gets dark enough (which is how they avoid predators). The timing of their f lying-out therefore usually corresponds to the time of the sunset. Some of the researches conducted in Europe have shown that artif icial lighting of the holes can change the behaviour of bats and prolongs the time of their leaving the refuge. One such study, which focused on Geoffroy’s Bat, recorded bats f lying out 37 minutes later than usual when the hole was exposed to artificial lighting. Because of the delayed f lying-out the bats miss the peak of insects, which results in their being undernourished. Paleontology

proteus oktober za tisk.indd 92

■

Proteus 71/2 • Oktober 2008

Rhizocorallium jenense (trace fossil) from lower Triassic layers in Slovenia Matija Križnar In some places, trace fossils are the only fossil remains preserved in a rock. Trace fossils or ichnofossils occur throughout geological history and are an important part of paleontological and geological research. In 1956, Kühn described lower Triassic fossils from the Julian Alps (the alp Trstje). Based on the very limited remains, he described a new species Rhizocorallium (?) striatum. The revision of ichnofossil genus Rhizocorallium was conducted by Fürsich in 1974. Having studied additional literature (Schlirf, 2000), researchers came to the conclusion that most likely all of the Slovenian lower Triassic specimens belong to the species Rhizocorallium jenense. It is still unknown who the creators of this trace fossil were, but it is most often attributed to the activity of crabs (Crustacea) or segmented worms (Annelida), among which are also sea worms. History of Natural Science Freyer’s zoological compositions in Slovene Tone Wraber The oldest Slovenian grammar school reading-book ∑ Slovenian reading book for first grammar school year -, published in Ljubljana in 1850, printed and published by Jožef Blaznik, includes also four Freyer’s compositions known from Proteus: on ≈mutable vermin«, a sort of an introduction to amphibians, on ≈proteus«, dormouse and crocodile. When looking through the book we are surprised to see that as many as 18 out of 96 compositions (out of which four are Freyer's) deal with animals. They were written by several authors. It would definitely be useful to investigate this, along with other Slovenian reading-books for other grammar school years of the time, and get to know the development and role of Slovenian natural science writing. New books Matjaž Vesel: Heavenly News of Galileo Galilei Marijan Prosen ∑ Majo Nature photography Competition for Nature Photography 2008 Janja Benedik Our sky Is Our Solar System Special? Mirko Kokole It has been over a decade since the first planet outside our solar system was discovered. Discovering a new planet may not be anything special today, considering that over three hundred planets have been discovered outside our solar system so far. Having enough data

10/12/08 12:47:59 PM

Table of Contents

on the planets outside our solar system, astronomers have started to question whether we can explain their origin with existing theories on the origin of planetary systems. On the discovery of the first planet it turned out that the planet was much too big and too close to a star for us to be able to understand its origin well. Since then, astronomers have corrected the theory on the origin of the solar system and today it is believed that the origin of most solar systems known today can be explained.

Table of Contents Where and When? October 2008

Kam in kdaj • Oktober 2008

Ustanove in društva, ki delujejo na podroËju narave in naravoslovja, v tej rubriki objavljajo prireditve, ki so namenjene širši javnosti. Arboretum VolËji Potok VolËji Potok 3, 1235 Radomlje Tel. (01) 831 23 45 http: //www.arboretum-vp.si info@arboretum-vp.si Od 1. oktobra do 27. oktobra od 8. do 18. ure, od 28. oktobr a do 30. novembra od 8. ure do 16.30. Prireditve so brezplaËne, plaËati je treba vstopnino v park. BotaniËni vrt v Ljubljani Ižanska c. 15, 1000 Ljubljana Tel. (01) 427 12 80 http://www.botanicni-vrt.si info@botanicni-vrt.si Odprto vsak dan od 7. do 19. ure. BotaniËni vrt Univerze v Mariboru Pivola 11, 2311 HoËe. Tel. 031 592 162, 051 692 325 www.fk.uni-mb.si/botvrt/ Odprto vsak dan med tednom od 15. do 20. ure, ob sobotah, nedeljah in praznikih od 9. do 20. ure. Sobota, 25. oktobra, ob 10. uri: »udoviti svet buË. Predavala bo Ruth Podgornik Reš. BotaniËni vrt TAL Zgornja Gorica pri Pragerskem Tel. 041 572 385 atropa@triera.net http://www.tal2000.spletnastran.com Vrt je odprt za posamezne obiskovalce ob nedeljah popoldne od 14. do 18. ure, za vnaprej najavljene skupine pa vse dni v tednu. V primeru slabega vremena je vrt zaprt.

proteus oktober za tisk.indd 93

Prirodoslovni muzej Slovenije Muzejska ulica 1, 1000 Ljubljana Tel. (01) 241 09 40 http: //www2.pms-lj.si Odprto vsak dan od 10. do 18. ure, ob Ëetrtkih od 10. do 20. ure. Od 16. oktobra 2008 do 16. januarja 2009: Nova pridobitev paleontološke zbirke. Predstavitev osteološkega gradiva slovenskih paleolitskih postaj. Geološka vitrina Ëetrtletja. Avtorica: Katarina Krivic, višja kustosinja. Do 19. julija 2009: Skrivnosti gozda. Razstava. Do 9. februarja 2009: Fosilna dedišËina gozda. Razstava. Avtorica razstave: Katarina Krivic. Sobota, 25. oktobra, ob 11. uri: Javno vodstvo po razstavi Skrivnosti gozda. BotaniËno društvo Slovenije Poštni naslov: Ižanska 15, 1000 Ljubljana http: //bds.biologija.org. Predavanja so v uËilnici 1B1 v 1. nadstropju Gimnazije Bežigrad, PeriËeva 4, Ljubljana. Prirodoslovno društvo Slovenije Salendrova 4, p. p. 1573 Ljubljana Tel. (01) 252 19 14 http://www.proteus.si Sreda, 15. oktobra, ob 19. uri: Naravoslovno predavanje. SreËanje bo v prostorih društva v Križevniški ulici 7 v Ljubljani. Sobota, 18. oktobra: Klevevž na Dolenjskem. Naravoslovna ekskurzija. Vodil bo Dušan Klenovšek. Tehniški muzej Slovenije Bistra pri Vrhniki, 1353 Borovnica Tel. (01) 750 66 70, 436 64 90 info@tms.si http://www.tms.si Odprto: Od torka do petka od 8. do 18. ure, v sobotah od 8. do 17. ure, v nedeljah in praznikih od 10. do 18. ure.

10/12/08 12:47:59 PM

Kam in kdaj • Oktober 2008

Do srede, 3. decembra: Masivni stoli Franca Ziherla. ObËasna razstava. Do srede, 3. decembra: Dve kolesi in par nog. Od tekalnega stroja do sodobnega kolesa. Razstava. Ribe v slovenskih vodah. Dopolnjena zbirka. Prenovljena stalna zbirka lesnih obrti. Od srede, 24. septembra: ObËasna razstava o življenju in delu Antona Peterlina (1908-1993). Od Ëetrtka, 25. septembra: Slovenec po domovini, Evropejec po duhu: J. V. Valvasor. Razstava kopij ohranjene korespondence Janeza Vajkarda Valvasorja z angleško Kraljevo družbo iz Londona. Prenovljeni prostori gradu Bogenšperk. Nedelja, 19. oktobra, ob 14. uri: Javno vodstvo po zbirkah.

■

Proteus 71/2 • Oktober 2008

Živalski vrt Ljubljana VeËna pot 70, 1000 Ljubljana Tel. (01) 24 42 182 http://www.zoo-ljubljana.si Odprto vsak dan od 9. do 16. ure. Zavod Raznolikost Podbukovje 35, 1301 Krka Tel. 040 121 370 raznolikost_info@yahoo.com http://www.raznolikost.si/ Odprto vsak konec tedna od 9.30 do 18. ure. Skupine se lahko napovejo tudi med tednom. BotaniËni vrt in Vivarij. Ogledate si lahko 800 rastlinskih vrst.

Informacijsko središËe Triglavskega narodnega parka Ljubljanska 27, 4260 Bled Tel. (01) 578 02 00 http://www.tnp.si triglavski-narodni-park@tnp.gov.si

proteus oktober za tisk.indd 94

10/12/08 12:48:00 PM

V objemu Narave. Poljudnoznanstvena literatura za vsakogar. Nove knjige Založbe Narava Wolfgang Hensel Katera zdravilna rastlina je to? Založba Narava, 2008 Cena: 19,90 EUR * 15,92 EUR

Margot in Roland Spohn Katera cvetlica je to? Založba Narava, 2008 Cena: 19,90 EUR * 15,92 EUR

Andreas Gminder in Tanja Böhning Katera goba je to? Založba Narava, 2008 Cena: 19,90 EUR * 15,92 EUR

Margot in Roland Spohn Katero drevo je to? Založba Narava, 2008 Cena: 19,90 EUR *15,92 EUR

Volker Dierschke Kateri ptiË je to? Založba Narava, 2008 Cena: 19,90 EUR * 15,92 EUR

Detlef Singer PtiËje zbiraliπËe ∑ krmilnica Založba Narava, 2008 Cena: 9,90 EUR * 7,92 EUR

Knjige lahko kupite: • na sedeæu Prirodoslovnega druπtva Slovenije v Salendrovi 4 v Ljubljani vsak ponedeljek od 10. do 12. ure, • naroËite jih lahko po poπti ali po telefonu na πtevilkah (01) 252 19 14, (01) 421 21 21 • ali po elektronski poπti na naslov prirodoslovno.drustvo@guest.arnes.si. Poπtnina ni vkljuËena v ceno. * Cena za Ëlane PDS in naroËnike revije Proteus. Ostale knjige iz ponudbe si lahko ogledate na spletni strani www.proteus.si.

proteus oktober za tisk.indd 95

10/12/08 12:48:01 PM

■ Zgodovina astronomije

Popolni sonËni mrk 7. marca 1970

Leta 1970 je akademik profesor dr. Anton Peterlin z ženo v Združenih državah Amerike opazoval popolni sonËni mrk in o tem napisal besedilo, ki je hranjeno v arhivu družine Peterlin in ni bilo še nikoli objavljeno. Revija Proteus ga objavlja prviË. Besedilo lahko velja za zgled poljudnega pisanja, saj domiselno povezuje strokovni pogled na naravni nebesni pojav, ki vedno vzbuja veliko zanimanje ljudi, reportažni zapis in dnevniško beleženje osebnih vtisov. Na ta naËin stroka postane del vsakdanjega življenja. ■ Naravoslovje v šoli

Vseživljenjsko izobraževanje uËiteljev naravoslovnih predmet

■ Naravoslovna fotografija

proteus oktober za tisk.indd 96

10/12/08 12:48:09 PM