Csináld magad kísérletek és játékok

Ivo nevű szlovén kollégámtól kaptam egy linket ami a Toys from Trash oldalra mutatott. Ezen az oldalon találhatunk egy képes gyűjteményt, ahol a "játékok" hozzávalói, majd elkészítésük minden egyes lépését fényképezték le, illetve van egy linkgyüjtemény youtube videokhoz, ahol ugyanezeket lefilmezték.

A játékok egy részét már valószínűleg ismerjük. Igazából ezek többségét el szoktuk sütni a fizika órán, csak kísérletnek hívjuk őket. Szinte az összes alapanyag megtalálható az otthoni háztartásban, vagy legalábbis könnyen beszerezhető. Azt hiszem ez a gyűjtemény igencsak hasznos lehet úgy általában egy magyar iskolában.

Ott a fekete lyuk!

A fekete lyuk nevével ellentétben nem lyuk, hanem egy bolygó. Iszonyatos tömegvonzással. A közepében egyetlen egy pontba összesűrűsödött anyag van, ahol a sűrűség, téridő-görbület végtelenné vált. Körülötte pedig van egy gömb alakú térrész, az un.  eseményhorizont , ahol a gravitáció olyan erős, hogy onnan sem anyag, sem fény nem szabadulhat ki.
Érdekes kitérő azon gondolkodni, hogy mi történne valakivel, aki az eseményhorizontot megközelíti, esetleg át is lépi. A kedvencem, hogy ekkor fellép a spagetti-hatás: a láb és a fej között olyan óriási a különbség a gravitációs tér erősségében, hogy ez a differencia valósággal megnyújtja az űrutazót, s három térbeli dimenzióját egyre akarja csökkenteni. De most nem erről szeretnék beszélni. Ha érdekel a téma bővebben, akkor itt olvashatsz róla.

Tehát nehéz megfigyelni a fekete lyukat, mert az útjába kerülő fényt mind beszippantja. De a hatása megfigyelhető. Először itt ez a kissé hosszú, de alapos, kissé amerikai videó:

Majd itt ez a kissé hatásvadász videó. Rettentően misztikus, és úgy érezhetjük, hogy ezt tényleg csak a csillagászok képesek megérteni, de egyben felkeltheti az érdeklődést is:

Kevésbé látványos a következő videó, de a lényeg benne van:

Valójában ez a videó nem más, mint rádió távcsövekkel infravörös tartományban készített képek egymásutánja csillagokról a Tejútrendszerünk közepén. A készítés dátuma a bal felső sarokban látszik, tíz évet ölel fel. Ha kiválasztunk egy csillagot, amelyik az elképzelt középpont körül mozog, és minden egyes képen megjelöljük a pozícióját, akkor végül egy ellipszis pályát kapunk! Kepler I törvénye, nem csak a Nap körül keringő bolygókra, hanem fekete lyukak körül keringő csillagokra is érvényes, azaz lennie kell ott valaminek! Amit nem látunk, ami körül keringenek a csillagok: az a fekete lyuk! Méghozzá nem is akármekkora: négymilliószor nagyobb a Napunk tömegénél.

A képeket az ingyenesen letölthető SalsaJ programmal lehet összeilleszteni és így a fenti egyszerűbb mozgóképet kapjuk meg. Erről a programról még írok. A kiválasztott csillag pozícióját megtudjuk, ha rávisszük a kurzort, mert a helyzetét kiírja a program. Majd ezt én a GeoGebra (szintén ingyenes) programmal bevittem, és kúpszeletet illesztettem rá. Az eredmény itt látható:

A kép file-ok, az eljárás részletesebb ismertetése háttérrel, képekkel, és a feketelyuk tömegének kiszámításával a hands-on-univers oldalán elérhető.

Analemma - a Napunk az égen

Hazánkban először sikerült fotografikusan analemma-görbét készíteni, amely  egy képen ábrázolja a Nap éves járását.

Én még sose láttam ilyen képet. Mentségemre szólva kiderült, hogy eddig csak 10 fotós tudott ilyet készíteni. Dagadhat a nemzeti büszkeségtől mellünk, mert a legutóbbit, a fenti képet éppen egy magyar, Ladányi Tamás készítette. Árnyékát a kép bal alsó sarkában láthatjuk.

És hogy miért ilyen nehéz ilyen képet készíteni? Először is nagy precizitás kell hozzá, kitartás, jó eszközök, és szoftverek. Ladányi Tamás egy év alatt 36-szor állt ki házuk elé, és készített pontban 9  órakkor (mert akkor nagyobb valószínűséggel tiszta az égbolt) két képet: egyet napszűrővel és egyet anélkül.

És akkor miért is van ez? Biztos mindenki megfigyelte már, hogy Napunk a téli időszakban alacsonyan jár, majd az idő előre haladtával egyre magasabbra kerül az égbolton. Amennyiben egy helyről mindig pontosan ugyanabban az időpontban figyeljük meg a pozícióját, akkor az év folyamán  egy nyolcas alakzat rajzolódik ki. A nyolcas legalacsonyabb pontjai a téli, míg tetőpontja a nyári napforduló időszakába esnek. Mivel télen bolygónk gyorsabban kering központi csillagunk körül (Kepler második törvénye miatt), ezért a görbe alsó íve nagyobb, amely aztán a nyár folyamán lelassul, és a felső hurok kisebb lesz.

De ha már erről van szó, akkor mutatnék egy képet az évszakok kialakulásának okáról. Ugyanis rendszerint egy nagyon elnyújtott ellipszis pálya él az emberek fejében, amin a Föld kering a Nap körül. Valami ilyesmi, mint itt bal oldalt. De jön a logikus kérdés, hogy miért pont akkor van az északi féltekén tél, amikor a legközelebb vagyunk a Naphoz?!
Mert a Föld nem ilyen ellipszis alakú pályán kering. Persze érvelhetünk úgy is, hogy bármely kör alakú pályát három dimenzióban lerajzolni csak úgy lehet, ha ellipszist rajzolunk, de ez jelen esetben nagyon megtévesztő.

Ugyanis a Föld pályájának numerikus excentricitása (tessék ízlelgetni a szót, nagyon felvágós, ha valaki tudja ;) ), azaz lapultsága csak 0,0167, ami azt jelenti, hogy csak igen kicsit tér el a körtől. Tehát ha már szemléltetjük az évszakok kialakulását, akkor a jobb oldali kép többet segít a megértésben. Tehát az évszakok a Föld Nap körüli mozgásának, valamint a tengelyferdeségnek következménye. (A tengelyferdeség a Föld forgástengelyének és a keringés pályasíkjára merőleges egyenesnek a hajlásszöge, 23,5°.)
Azaz azért van az északi féltekén nyáron a legmelegebb, mert akkor "tartja oda az arcát a Föld a Napnak", és télen a leghidegebb, mert akkor "húzódik el legjobban". Tehát a tengelyferdeség miatt közelebb van az északi félteke nyáron, mint amennyire a pálya ellipszis alakjából adódóan távolabbnak kellene lennie.

És akkor levezetésképpen még néhány analemma Anthony Ayiomamitistől:

Forrás: hirek.csillagaszat.hu

Utazó a Naprendszerünk határán

1977 szeptember 5-én lőtték fel a Voyager I-et, hogy a Naprendszerünket tanulmányozza. Az elmúlt 33 év alatt annyit haladt, hogy most már a Napunktól 17,4 milliárd kilométerre van, eljutott a Naprendszerünk széléhez. Ezt onnan vették észre, hogy a szonda a napszél sebességének hirtelen csökkenését mérte, már "csak" 1,6 millió kilométer/órás sebességet értek el a Napból kiáramló töltött részecskék. Az űrszondának még mintegy négy évre lesz szüksége ahhoz, hogy teljesen átlépjen a heliopauzába, és 2020 körül haladhat át a napszél plazma és a csillagközi plazma választóvonalán. Remélhetőleg kitart addig Voyager I energiája, és tud majd hazaküldeni adatokat a heliopauzáról.

1979-ben a Jupitert és 1980-ban a Szaturnuszt is lefotózta, útközben. Néhány meghökkentő adat a Voyager I-ről:

• 16 nappal a Voyager 2 után indították el.
• Bár a 17,4 milliárd km a Naptól soknak tűnik, ez csak 0.002 fényév.
• 16 óra alatt érkeznek meg azok a rádiójelek, amiket küld, pedig
• 17km/s sebességgel száguld a csillagközi tér felé.
• bár nincs célként kitűzve, de 40 000 év múlva (huh!) megközelíti a Camelopardalis
  csillagképben lévő igen fantáziadús AC+79 3888 nevű csillagot 1,6 fényévre.

Rengeteg szép képet küld haza. Például az egyik kedvencem a Szaturnusz Mimas nevű holdjáról készített - az óriási kráterrel:

De további képeket is lehet találni itt. Heti összesítőt meg itt lehet olvasni. A cikk írásához az ötletet meg ír kollégám, Humphrey Jones blogjából vettem.

A Nap képe

Bár megjelent az év képeiből összeválogatott Nagyítás a HVG-n. Találunk benne becsapódó repülőgépet, óriási víznyelőt, természetfotókat és rengeteg katasztrófa fotót. De nálam a nap képe mégis ez:

A képet itt találtam, míg a blog új kinézetéhez kerestem új képeket. Apropó: hogy tetszik az új dizájn?

Virtuális csillagközi utazás

A múltkor írtam a Stellariumról. Ha belenagyítunk már ismert bolygóba, vagy csillagködbe, akkor annak képét kapjuk meg. A Celestia kiegészíti a Stellariumot. A két programot együtt érdemes használni. És szerencsére ez a program is ingyenes, letölthető innen, iPhone-ra meg innen, Androidra meg innen. 

Egy kis ízelítő és billentyűkombináció özön, hogy mit lehet csinálni a programmal: Itt például a bolygóknak nem csak egy oldalát látjuk, hanem körbe is járhatjuk őket az egér jobb gombjával, közelíthetünk-távolíthatunk (az egér görgőjével, vagy a "," és "." billentyűkkel). Az "enter-célállomás-enter-G (mint go)" paranccsal bárhová utazhatunk az ismert világegyetemben, de ha csak a Naprendszerünkben akarunk utazgatni, akkor a bolygó Naptól vett sorszámát és a "G"(,mint go) billentyűvel odaugorhatunk. Az "O" betűvel kirajzolhatjuk a bolygó pályáját is. Visszamehetünk időben, és megnézhetjük mit látott Galilei, de fel is gyorsíthatjuk az időt (L billenytűvel), ami igencsak hasznos, ha mondjuk a Vénusz fázisait szeretnénk megnézni, vagy érdekel milyen lesz a csillagos ég 3223-ban, de lassíthatjuk is (K), ha például Napfogyatkozást szeretnénk nézni, vagy Napfelkeltét a Vénuszról, vagy "megállíthatjuk a világot, (space), ha ki akarunk szállni belőle..."

Megjegyzés: Ha furán néz ki a Föld, akkor a Megjelenítés>Megjelenítési beállításokban ki kell lőni a felhőket, és rögtön szép képünk lesz.

Adventi Nap

Az 1995 december 2-án felküldött, az ESA és a NASA közös Napfigyelő műholdja, a SOHO (Solar & Heliospheric Observatory) folyamatosan fényképezi a napunkat.
Ha kedvünk van gyönyörködni a Napunkban, vagy ha történetesen a sok felhő miatt már el is felejtkeztünk róla, hogy van nekünk egy ilyen, vagy esetleg ha tanulmányozni akarjuk, akkor nagyon jól jön, hogy a SOHO a sok fényképet fel is rakja a honlapjára (ide). De a sok képből kis videókat is nézhetünk....ma, 16 óra 56 perckor például így nézett ki a napunk:

És hogy ne zökkenjünk ki az adventi hangulatból, itt egy otthon elkészíthető adventi típusú nap:

Még hogy az ünnep nem szórakoztató?!