Svar:
Först kan vi påpeka att man inte kan skjuta upp en satellit med hjälp av en kanon bl a av följande skäl: De skulle brinna upp i atmosfären på grund av den höga farten. Dessutom kan man inte få in dem i rätt bana. För att få in satelliten i rätt bana använder man en raket som relativt lungt accelererar upp till lämplig höjd och där lägger satelliten i en lämplig bana. Vilken höjd banan ska ha beror på ändamålet med satelliten: En satellit avsedd för väderobservationer eller för navigation har en relativt låg bana (storleksordning 10 mil) medan en TV-satellit i en geostationär bana går betydligt längre från jorden. För att bestämma banan använder man jordens dragningskraft för att beräkna centralaccelerationen i satellitens cirkelrörelse runt jorden.


Övning: Visa att omloppstiden för en hypotetisk satellit på höjden 0 skulle vara 84 minuter. Om satelliten går på 10 mils höjd blir omloppstiden endast några minuter längre. Keplers lagar behandlar både planeters rörelse kring solen samt månar och satelliters rörelse runt planeterna. Den första lagen säger att banorna är ellipser, den andra säger att rörelsen är snabbare närmare centralkroppen medan den tredje lagen utsäger hur omloppstiden beror av avståndet till centralkroppen.
1999-07-04

Svar:
Alla punkter i universum, oberoende av om det är ändligt eller ej har samma status. Det finns således varken mitt eller ände. För att förstå detta är det lättast att tänka sig ytan på en boll. Om bara ytan finns (Tänk alltså bort allt innanför och utanför ytan!) så finns det ingen kant och det ser likadant ut överallt.
1997-03-20

Svar:
Etern finns inte som vetenskapligt begrepp längre. Den försvann i och med att den speciella relativitetsteorin blev allmänt accepterad. Alla lägesbestämningar i “den öppna rymden“ är relaterade till andra kroppar genom att man inför lämpliga koordinatsystem. Ska vi ange läget för rymdsonder i vårt solsystem så får solen vara centrum i ett system som inte roterar i förhållande till fixstjärnorna.
1997-03-20

Svar:
Det finns flera skäl till att alla galaxer innehåller ungefär samma uppsättning grundämnen. Detta ser vi främst när vi studerar spektra av de ljus som galaxer sänder ut. I dessa spektra finns alltid de spektrallinjer som är karateristiska för väteatomer. Alltså finns det väteatomer överallt och de har samma egenskaper som här på jorden. Vidare kan man ibland se spektra från andra grundämnen. De har också samma spektra som de har på jorden. Det finns inget som tyder på att det skulle vara annorlunda på andra galaxer, samma fysik gäller överallt i universum.
1997-03-20

Svar:
Mycket tidigt i universums historia (universums ålder var mindre än en hundratusendels sekund) bestod materien väsentligen av en ³soppa³ av kvarkar och gluoner. Det är detta som kalls för kvark-gluon-plasmat. I dagens högenergiacceleratorer så försöker man återskapa små bitar av detta plasma genom att slå ihop två atomkärnor med mycket hög energi.

Läs Uppslagsordet universum i Nationalencyklopedin ger en mycket fin beskrivning av universums utveckling.

1999-11-15

Svar:
På astronomiska institutionen i Lund har man en forskargrupp som bedriver solforskning. Man studerar de grundläggande plasmafysikaliska processerna samt solvinden, solens yta och magnetfält.
Genom denna länk kan du få information om forskningsgruppen Institutet för rymdfysik, Lund.
1999-07-04

Svar:
Att universum är krökt innebär att geometrin är icke-euklidisk. Ett sätt att i princip testa detta är om vinkelsumman i en triangel är 180 grader. Alltså; skicka ut ljusstrålar i en triangel och mät vinkelsumman. Nu är det så att universums krökning över stora områden är mycket liten dvs rummet är nästan plant. Det är endast i närheten av mycket stora massor som krökningen blir påtaglig. Det mest uppenbara beviset för att rummet är krökt är att ljuset från stjärnor avböjs nära solen.
1997-03-20

Svar:
Nobelpris i fysik 1993

Gravitationsvågor

Russell A. Hulse, Joseph H. Taylor, Jr

"for the discovery of a new type of pulsar, a discovery that has opened up new possibilities for the study of gravitation"

Man har ännu inte lyckats detektera någon gravitationsvåg och det kommer förmodligen att dröja ännu ett tag innan man har konstruerat en tillräckligt känslig detektor. Gravitationsvågor utsänds t ex av två stjärnor som cirkulerar runt varandra. Man har observerat att sådana system förlorar energi vilket tolkas som ett indirekt bevis för att dessa vågor existerar. Nobelpriset i fysik delades 1993 ut till forskare som studerat detta för neutronstjärnor, se nedanstående bild och The Nobel Prize in Physics - Laureates och The Binary Pulsar PSR 1913+16.

Se vidare PSR_1913+16 och Gravitational_wave.

Figuren nedan visar hur omloppstiden hos systemet PSR 1913+16 minskar (punkter med felstaplar). Den heldragna linjen är förutsägelsen från den allmänna relativitetsteorin. Överensstämmelsen och avsaknaden av en alternativ modell som kan förklara vart den förlorade energin tar vägen är alltså ett mycket starkt indirekt bevis för att gravitationsvågor existerar.

Läs: I Svenska fysikersamfundets årsbok "Kosmos" från år 1994 finns en beskrivning av den forskning som ledde till de med Nobelpriset belönade upptäckterna. Speciellt starka gravitationsvågor kommer från supernovaexplosioner eller då två svarta hål kolliderar. Även när de stora svarta hål, som troligtvis finns i centrum av de flesta galaxer, "glufsar i sig" tunga stjärnor så får man gravitationsvågor med stor amplitud. Vad är en gravitationsvåg? Enligt Einstein är den fyrdimensionella rum-tiden krökt. För närmare diskussion av detta se tidigare svar! En gravitationsvåg är en störning i krökningen som utbreder sig. Där vi befinner oss så är rum-tiden nästan helt plan. När en gravitationsvåg kommer så förändras krökningen momentant, ungefär som krökningen på vattenytan ändras när en våg passerar. Detta leder till att kroppar drar ihop sig eller sträcker ut sig. I en detektor för sådana vågor använder man denna effekt. Om jag förstår Din fråga rätt så menar Du att detta inte går att detektera. För att mäta en längdförändring hos detektorn måste man ju i princip använda en måttstock. Men måttstocken påverkas ju på samma sätt som detektorn. Alltså går det inte att detektera någon våg. Det är ett helt relevant påpekande. I de detektorer som byggs mäter man längdförändringar med hjälp av interferens mellan ljusstrålar. Om man räknar noga på hur ljuset påverkas av gravitationsvågen så visar det sig att man verkligen får en effekt. Den är dock oerhört liten och mycket svår att detektera.

Läs: Jag kan rekommendera boken "Black holes and time warps" av Kip S. Thorne. Det är den bästa populärvetenskapliga bok jag (GO) läst och den innehåller bl a ett kapitel om gravitationsvågor och detektionen av dem.

Se fråga [20117] för direkt detektion av gravitationsvågor.

/Gunnar O/Peter E 1999-07-04

Svar:
Låt oss reda ut begreppen. Krökningen kan inte vara olika åt olika håll utan den kan vara positiv eller negativ. Om krökningen är positiv så närmar sig parallella linjer varandra medan i det fallet att krökningen är negativ så avlägsnar sig parallella linjer från varandra. Jämför med kurvor på en sfär och på en sadelyta. Om hela universum roterar så skulle det märkas dels som en tröghetskraft centrifugalkraft och dels skulle rotationen "dra med sig rummet" något. Jag kan inte se att man skulle kunna få en attraktiv kraft på detta sätt.
1999-07-04

Svar:
Teorin om Big Bang beskriver hur universum ständigt utvidgar sig. Vi märker detta genom att galaxerna avlägsnar sig från varandra. Man kan likna universum vid en russinkaka som jäser hela tiden. Russinen (= galaxerna) avlägsnar sig hela tiden från varandra under denna jäsning. Degen svarar i denna analogi mot själva rummet. Om man nu räknar baklänges så kommer man fram till att hela universum var tätt sammanpackad för ca 15 miljarder år sedan. Teorin handlar väldigt mycket om vad som hände under de första minuterna då universum var en het soppa av olika partiklar.

Läs: En bra sammanfattning av teorin finns under uppslagsordet "universum" i Nationalencyklopedin.

Big crunch är "motsatsen" till Big Bang. Om universum innehåller mycket materia så kan expansionen stoppas och utbytas i en sammandragning som slutar i att all materia trycks ihop igen. De flesta tecken tyder på att universum kommer att fortsätta att expandera för all framtid. Bakgrundsstrålningen består av elektromagnetisk strålning som fyller hela rymden. Den har samma spektrala fördelning som svartkroppsstrålning från en kropp med temperaturen 2,7 K. Denna strålning härrör från det unga universum. Då universum var ca 100 000 år gammalt så bildades det neutrala atomer av laddade partiklar. Då blev fotongasen fri. Sedan dess har den expanderat och svalnat.
1999-11-15