Svar:
Det krökta rummet är ett sätt att beskriva gravitationspåverkan.

Enligt Newtons teori så påverkas t ex jorden av en kraft från solen. Denna kraft gör att jordens bana avböjes, den går inte rakt fram utan följer en nästan cirkelformig bana.

Enligt Einsteins gravitationsteori (den allmänna relativitetsteorin) så gör stora massor (t ex solen) att rummet blir krökt. Jorden påverkas då inte av en kraft utan går "rakt fram" i ett krökt rum. Banan blir böjd eftersom rummet i sig själv är krökt.

Fundera Tänk på en myra som kryper på ett äpple. Trots att den själv tycker att den kryper rakt fram så går den i en krökt bana. Den kan t ex gå i en cirkel runt äpplets skaft.

Test Hur vet man att rummet är krökt? Ett sätt är att se om parallella linjer möts eller går isär. Ta fram en jordgob och dra två räta parallella linjer. Möts de?

Kommentar Eftersom gravitationskraften på de flesta ställen är svag är rummets krökning väldigt liten utom nära svarta hål.
/GO 1998-09-01

Svar:
Det är ungefär 150 miljoner km till solen. Ett annat sätt att uttrycka avståndet är att säga att det tar drygt 8 minuter för ljuset att gå från solen till jorden. Avståndet varierar något med årstiden. Det är faktiskt kortast i januari!

Man kan beräkna avståndet till solen genom att mäta vinklar i den triangel som bildas av solen, jorden och månen när månen är precis halv.

Den förste som försökte räkna ut avståndet till solen på detta sätt var Aristarchos som levde i Grekland år 310 - 230 före Kristus. Han beräknade avståndet till månen genom att studera månen vid månförmörkelse. Månen går då genom jordens skugga som bildar en strut i rymden.

Uppgift Rita en triangel med solen, månen och jorden i hörnen. Låt vinkeln vid månen vara 90 grader och vid jorden 87 grader. Hur mycket längre är det till solen än till månen? Undersök detta genom att mäta i triangeln.

Den triangeln Du ritade är den som Aristarchos använde. Tyvärr mätte han fel så det stämmer dåligt.

Se länk 1 för detaljer om hur Aristarchos mätte!

Slå upp: Hur mycket längre är det till solen än till månen?

Senare, när man upptäckt Keplers lagar kunde man bestämma avståndet till solen mycket bättre. Keplers tredje lag säger att

P²/a³ = konstant

där a är en planets medelavstånd från solen och P dess period (omloppstid). Eftersom perioderna är lätta att mäta har man direkt de relativa medelavstånden till solen för alla planeter. Man kan sedan bestämma skalan genom att mäta ett avstånd till en närbelägen planet, t.ex. Venus.

Klassiskt gjorde man detta genom att mäta de små skillnader i vinkel som planeten uppvisade från olika punkter på jorden. I dag kan man mäta avstånden mycket mer exakt helt enkelt genom att studsa en radarsignal på planeten och mäta fördröjningen.

Se länk 2 för mer om att mäta avstånd i solsystemet.
/GO/lpe 1998-11-09

Svar:
Ett svart hål uppstår när gravitationen blir så kraftig att ingen annan kraft
kan hålla emot. Enligt de teorier vi idag har för gravitationen måste då all materia
krossas och samlas i en punkt. Vi kan inte vara riktigt säkra att det blir
i en punkt utan utsträckning dels därför att kvantmekaniska effekter kan
förändra bilden och dels har vi inte testat gravitationsteorierna för så
starka fält. Det finns inte idag en teori som innehåller både allmän
relativitetsteori och kvantmekanik.

Även om vi inte riktigt vet hur det ser ut i mitten av ett svart hål
så är man idag övertygad om att de finns.

/GO 2000-03-23

Svar:
För att det ska bli riktigt så måste man även ta med tiden i det krökta rummet.
Kroppar går &34;lokalt rakt fram&34; i det fyrdimensionella, krökta rum-tiden.

Fundera Tänk på en boll som kastas rakt upp. Du kan rita dess bana i
ett tvådimensionellt rum-tidsdiagram. Vad blir krökningen för olika begynnelsehastigheter?

/GO 2000-03-23

Svar:
Nej! Detta tänkta experiment var en av utgångspunkterna för Einstein när han formulerade sin allmänna relativitetsteori. Hans grundläggande antagande var: Det finns ingen fysikalisk skillnad mellan ett gravitationsfält och ett accelererande system.

/GO 1998-05-28

Svar:
Stjärnor som är nära oss kan avståndsbestämmas genom att vi mäter deras paralax.

Experiment Sätt en penna framför Dig. Blunda med ena och sedan det andra ögat. Pennan flyttar sig när man byter öga. Denna effekt kallas paralax. Är pennan nära blir effekten stor men avtar med avståndet.

Man mäter stjärnans läge på himlen med ett halvårs intervall. Då kan man beräkna avståndet.

För längre avstånd se svar på tidigare fråga i nedanstående länk.

/GO 1998-05-28

Svar:
Cepheider är en typ av stjärna vars ljusstyrka varierar periodiskt. Under en expansionsfas ökar ljusstyrkan relativt långsamt. Sedan drar stjärnan snabbt ihop sig och ljusstyrkan avtar fort. Perioden för dessa "blinkningar" kan vara från några dagar till ett år, men varje stjärna har sin egen fasta periodtid.

Det intressanta med cepheiderna i motsats till andra stjärntyper vars ljusstyrka varierar är att det finns ett enkelt samband mellan periodtid och stjärnans ljusstyrka. Denna egenskap gör att cepheiderna används för att bestämma avståndet till närbelägna galaxer.

Fundera Hur går denna avståndsbestämning till?

Pulsarer däremot är neutronstjärnor som är mycket kompakta objekt och roterar mycket snabbt. De sänder ut radiovågor i vissa riktningar. Eftersom de snurrar så sänds dessa radiovågor ut likt ljuset från en roterande fyr.

Fundera Varför roterar en neutronstjärna fort. Ledning: Tänk på att de har bildats när en vanlig, långsamt roterande stjärna dör.

Beräkna En neutronstjärna har samma densitet som en atomkärna. Vilken diameter har en neutronstjärna med massan = 5 solmassor?

/GO 1998-05-28

Svar:
"Universum" betyder allt som finns. Därför kan det ju inte finnas något bortomeller bakom universum. Det finns en begränsning: Vi kan inte se hela universum. Tittar vi på mycket avlägsna galaxer, tittar vi också på mycket gamlagalaxer, ljuset har ju varit på väg lång tid. Eftersom universum tycks ha enbestämd ålder (ungefär 13 miljarder år) kan vi inte se längre bort än 13miljarder ljusår. De flesta experterna tror att universum är mycket, mycketstörre, kanske oändligt.  
/KS 1998-11-06

Svar:
Det finns visserligen teorier som antar att det är möjligt med hastigheter högre än ljusets, men det finns inga som helst observationer av detta. Vi får nog se det som rena spekulationer. Du kan aldrig komma upp i ljushastigheten, och det ska du vara glad över. Det är ju riktigt att klockan går långsammare när man färdas fort (enligt speciella relativitetsteorin), men helt stilla står ändå aldrig tiden. 
/ KS 1998-11-06

Svar:
Vi har haft lite svårt att förstå frågan. Kanske har du läst
om att en gång var universum dominerat av strålning. Så var
det de 3000 första åren. Nu är strålningens bidrag till massan
i universum obetydlig. Nu dominerar den mörka energin och materien.

Man föreställer sig, att de fyra fundamentala typerna av växelverkan
(gravitation, svag, elektromagnetisk, stark) en gång var förenade
i en gemensam växelverkan, och att de skiljde ut sig vid olika epoker.

1. Planck tiden. 10^-43 s = 0.0000000000000000000000000000000000000000001 s. Då fanns
varken tid eller rum. Det finns inget "före" eller "var?".
Då uppstår gravitationen som just skapar tid och rum.

2. 10^-36 s. Nu skiljer stark växelverkan ut sig. Det leder till
en enorm expansion, som kallas inflation (=uppblåsning).

3. 10^-12 s. Då separerar svag och elektromagnetisk vävelverkan.

Detta har alltså hänt på en miljondels miljondels sekund. Rum - tids
strukturen bestäms ju av gravitationen, som i sin tur beror på
massan. Under denna epok och hela 3000 år framåt, är den dominerande
delen av universums massa strålning, den mörka energin och
materien spelar obetydlig roll.

Detta enligt standard "Big Bang" teori. 
/KS 2000-10-23