Svar:
Gustav! Varför skulle man vilja resa från Mars till Venus?

Låt oss besvara detta genererellt och med en mer realistisk resa från jorden till Mars. Om man har obegränsad tillgång till raketkraft kan man färdas den kortaste vägen och det tar inte särskilt lång tid. Nu har man inte obegränsad raketkraft utan man måste använda den energieffektivaste rutten. Denna rutt tar betydligt längre tid, se Hohmann_transfer_orbit.

Figuren nedan (från Wikimedia Commons) visar den mest effektiva banan: en ellips (halva ellipsen är markerad 2) som tangerar den inre banan (1, i detta fallet jordbanan) och den yttre banan (3, i detta fall marsbanan).

Man ger alltså farkosten en liten knuff framåt i samma riktning som jorden går. Detta medför att farkosten rör sig i en ellips utåt. När farkosten kommer fram till Mars - man måste se till att starta vid en tidpunkt så anpassad att Mars är på plats när farkosten kommer fram - måste man ytterligare accelerera farkosten för att anpassa hastigheten till Mars (nästan) cirkulära rörelse kring solen.

Omloppstiden för den elliptiska banan ligger mellan omloppstiderna för bana 1 och 3. I fallet jorden/Mars är jordens omloppstid 1 år, Mars omloppstid c:a 2 år. Omloppstiden för ellipsbanan är då ungefär (1+2)/2 = 1.5 år. Tiden att färdas till Mars blir då 1.5/2 = 0.75 år (halva ellipsbanan). 0.75 år är 9 månader. Det tar precis lika lång tid att färdas tillbaka till jorden. Vi är alltså uppe i 18 månader, och om man vill stanna på Mars ett par månader 20 månader. Till detta måste vi sedan lägga en eventuell väntetid nära Mars för att jorden skall befinna sig i rätt position för att möta farkosten.

En komplett resa till Mars och tillbaka tar alltså c:a 2 år. Det är detta som gör den så svårt med bemannade färder till Mars - man måste ju ta med sig allt man behöver på resan.

Se även gravity assist för andra trick för att spara raketkraft.

/Peter E 2010-09-20

Svar:
Lisa! Big Bang teorin handlar om universums uppkomst, se big bang. Stjärnor uppkom 0.5-1 miljard år (se länk 1 nedan) efter big bang. Från början fanns bara väte och helium. Tyngre grundämnen, som krävs för att planetsystem skall bildas, producerades av den första generationens stjärnor.

Planeterna som kretsar runt solen har uppkommit ur samma gasmoln som solen bildades ur. Eftersom molnet roterade bildades en skiva med material runt solen, se fråga [13042] och nedanstående bild från Wikimedia Commons. Materialet i molnet samlades i klumpar som på grund av tyngdkraften slog sig samman till planeter. Närmast solen var det varmt, så endast tyngre ämnen kondenserade och väte och helium blåstes bort. Därför bildades planeterna Merkurius, Venus, jorden och Mars, som består av ämnen som är tyngre än helium. Längre ut i planetsystemet fanns det kvar väte och helium, och detta bildade jätteplaneterna Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus. Hela processen tog c:a 10 miljoner år (Solar_system_formation
) varför man kan säga att alla objekt i solsystemet är 4.6 miljarder år gamla.

Det finns ett antal egenskaper hos solsystemet som stöder hypotesen:

• Planeternas omloppsbanor ligger i samma plan
  
• Planeterna rör sig i sina omloppsbanor i samma riktning (moturs sett frÃ¥n polstjärnan [norr]).
  
• De äldsta meteoriterna är ungefär lika gamla som jorden.
  
• De flestas planeternas rotationsriktning kring sin egen axel är Ã¥t samma hÃ¥ll.
  
• Vinkeln mellan ekliptikan (jordbanans plan) och rotationsaxeln är hos de flesta planeter ungefär 90 grader.
  
• De jordlika planeterna och jätteplaneterna har inom sig en liknande sammansättning. Skillnaderna mellan dessa grupper förklaras av att temperaturen är högre nära solen (ämnen har svÃ¥rare att kondenseras), och att solvinden förde bort de lättaste ämnena H och He.
  

Man har de senaste åren upptäckt ett stort antal planeter kring andra stjärnor än solen; så kallade exoplaneter. De flesta av dessa är stora gasplaneter som befinner sig mycket nära sin stjärna, se fråga [14905]. För att förklara dessa så kallade hot jupiters måste man ta till en variant av ovanstående modell där jätteplaneter som bildas långt från stjärnan på något sätt "vandrar" in till en bana nämare stjärnan.

Se vidare Formation_and_evolution_of_the_Solar_System.

/Peter E 2010-10-25

Svar:
Thomas! Det är radioaktivt sönderfall som håller jordens inre flytande, se fråga [13938]. Eftersom halveringstiderna är över 1 miljard år, är avsvalningen inget vi behöver oroa oss för på en tidsskala 100 miljoner år. Sedan tror jag inte jorden skulle bli en havsplanet. Om kontinentadriften upphörde skulle koldioxidhalten i atmosfären öka - fråga [17321] beskriver processen som håller nere koldioxidhalten - och växthuseffekten skulle orsaka en temperaturökning liknande vad som skett med Venus. Med en temperatur på flera 100 grader Celsius kan det inte förekomma flytande vatten.

Vad gäller mÃ¥nen sÃ¥ är den redan avsvalnad - den innehÃ¥ller ingen flytande kärna. Anledningen är inte att det finns mindre halt av radioaktiva element utan att mÃ¥nen är mindre. Uppvämningen frÃ¥n radioaktivitet är proportionell mot massan som är proportionell mot volymen = 4pr³/3. Förlusten av energi genom elektromagnetisk strÃ¥lning (värmestrÃ¥lning) är proportionell mot ytan = 4pr². FörhÃ¥llandet mellan uppvärmning och avsvalning är alltsÃ¥ proportionell mot radien r. För liten radie dominerar utstrÃ¥lningen och man fÃ¥r en lÃ¥g jämviktstemperatur, se frÃ¥ga [13938] hur man räknar ut denna.
/Peter E 2010-11-14

Svar:
Karin! Bandspektrum uppkommer från molekyler: vibrationer och rotationer. I ett bandspektrum är ligger linjerna tätt ihop med systematiska avstånd, se fråga [176].

Det är alldeles för varmt i solens atmosfär för att det skall kunna finnas molekyler. Solspektrum innehåller emellertid väldigt många linjer, se bilden av en liten del av spektrum nedan från länk 1. Det kan kanske se ut som ett bandspektrum, men linjerna fördelar sig ganska slumpmässigt. Anledningen till att det skiljer sig från de spektra du nämner är att vi ser nästan alla existerande grundämnen i solspektrum, se länk 2.

Se även fråga [12637].

/Peter E 2010-11-29

Svar:
Låt oss först se om det du säger är korrekt. I tabellen nedan visas soluppgång och solnedgång för december-januari. Tabellen är beräknad med Sky View Café. Den senaste soluppgången inträffar den 29 december (8:37). Den tidigaste solnedgången inträffar den 14 december (15:34). Redan från den 14/12 har vi alltså en succesivt senare solnedgång, medan soluppgången blir senare fram till 29/12. Det gör inte mycket skillnad i dygnets längd (kortaste dygnet är ändå 22/12), men dagen förskjuts lite mot kvällen.

Sun: rise, transit, and set times (Europe/Paris time zone) for

Lund (55°42'N, 13°10'E)

Twilight: astronomical

 Twilight Twilight Begins Rise Transit Set Ends ------- ------- ------- ------- -------

 2010-12-10 06:05 08:25 12:00 15:35 17:54 11 06:06 08:26 12:01 15:35 17:54 12 06:07 08:27 12:01 15:34 17:54 13 06:08 08:28 12:01 15:34 17:54 14 06:09 08:29 12:02 15:34 17:55 15 06:10 08:30 12:02 15:34 17:55 16 06:11 08:31 12:03 15:34 17:55 17 06:11 08:32 12:03 15:34 17:55 18 06:12 08:33 12:04 15:35 17:56 19 06:13 08:34 12:04 15:35 17:56 20 06:13 08:34 12:05 15:35 17:56 21 06:14 08:35 12:05 15:36 17:57 22 06:14 08:35 12:06 15:36 17:57 23 06:15 08:36 12:06 15:37 17:58 24 06:15 08:36 12:07 15:38 17:58 25 06:16 08:36 12:07 15:38 17:59 26 06:16 08:37 12:08 15:39 18:00 27 06:16 08:37 12:08 15:40 18:01 28 06:16 08:37 12:09 15:41 18:01 29 06:17 08:37 12:09 15:42 18:02 30 06:17 08:37 12:10 15:43 18:03 31 06:17 08:37 12:10 15:44 18:04 2011-01-01 06:17 08:37 12:11 15:45 18:05 02 06:17 08:36 12:11 15:46 18:06 03 06:17 08:36 12:12 15:47 18:07 04 06:17 08:36 12:12 15:49 18:08 05 06:16 08:35 12:13 15:50 18:09 06 06:16 08:35 12:13 15:52 18:10 07 06:16 08:34 12:13 15:53 18:11 08 06:16 08:34 12:14 15:55 18:13 09 06:15 08:33 12:14 15:56 18:14 

Tiden vi använder definieras av en "medelsol" som rör sig med konstant hastighet. Den verkliga solen rör sig med varierande hastighet på grund av jordbanans excentricitet. Denna oregelbundenhet korrigeras med tidsekvationen.

Jorden är som närmast solen i januari. Den verkliga solen rör sig då snabbare än medelsolen (det är naturligtvis jorden som rör sig, inte solen, men vi är intresserade av solens relativa rörelse). Solens rörelse är från väster mot öster. Soluppgångarna och solnedgångarna kommer då senare, vilket är precis det vi observerar.

Se fråga [4554] för en detaljerad förklaring. Se även [13996].
/Peter E 2010-12-02

Svar:
Evelina! Det är korrekt att den senaste reverseringen var för 780000 år sedan, se Geomagnetic_reversal. Som framgår av figuren i fråga [15882] är emellertid reverseringarna mycket oregelbundna. Om man tittar på hur jordmagnetiska fältstyrkan varierat sedan den senaste reverseringen (kurvan till höger i figuren nedan från Wikimedia Commons) blir man inte mycket klokare vad gäller att förutspå nästa reversering - fältstyrkan varierar helt enkelt helt slumpmässigt.

Vad skulle hända om fältet reverserade? Vi citerar från Wikipediaartikeln ovan:

Because the magnetic field has never been observed to reverse by humans with instrumentation, and the mechanism of field generation is not well understood, it is difficult to say what the characteristics of the magnetic field might be leading up to such a reversal.

Some speculate that a greatly diminished magnetic field during a reversal period will expose the surface of the Earth to a substantial and potentially damaging increase in cosmic radiation. However, Homo erectus and their ancestors certainly survived many previous reversals.

Det skulle alltså antagligen inte hända så mycket mer än att kompasserna skulle få fnatt och orienterarna springa vilse!

Se länk 1 för en utmärkt artikel om pol-omkastningar av Göran Frankel.

/Peter E 2010-12-08

Svar:
Hej Anna! Vi kan bara observera den del av universum som ligger på ett avstånd upp till avståndet motsvarande universums ålder, dvs 13.7 miljarder ljusår.

Vårt synliga universum är då en bubbla - i nedanstående bild den gula bubblan markerad "us". De andra bubblorna är då i någon mening inte reella eftersom de är utanför vår horisont och vi kommer aldrig att kunna kommunicera med dem. Observera alltså att HELA rymden expanderar- även avståndet mellan bubblorna. Detta betyder att två bubblor som inte är i kontakt med varandra vid en viss tidpunkt aldrig kommer att bli det!

Inom en bubbla kan alltså expansionshastigheten inte överskrida ljushastigheten. Mellan bubblorna som aldrig är i kontakt med varandra kan man tycka att ljushastigheten överskrids, men eftersom det inte kan observeras saknar det mening. Det är som att fråga sig vad hände före big bang (då även tiden skapades) eller vad är söder om sydpolen?

Sedan skall vi även skilja på expansion och rörelse. Einsteins maxhastighet ljushastigheten c gäller relativ rörelse hos två objekt. När vi säger att ett objekt rör sig menar vi dess positionsändring i förhållande till rymd-tiden. Ljushastigheten är bara en begränsning för ett objekt som befinner sig i rymd-tiden, inte för rymd-tiden själv. Se vidare länk 1.

Tillägg 17/1/12:

Man kan även fråga: hur kan universum expandera om det redan är oändligt stort?

Ja, universum kan vara oändligt och ändå expandera eftersom det har en begränsad ålder. Vi kan då bara observera vår egen bubbla med en radie av 13.7 miljarder ljusår. Vad som sker i övriga universum (de andra bubblorna) vet vi ingenting om.

Ett annat sätt att uttrycka det är att om universum är oändligt finns det ingen gräns mot något annat. Universum kan alltså expandera utan att så att säga expandera in i någonting eftersom det inte finns någon gräns. Se vidare länk 2.

Man kan även tänka sig att universum är ändligt men obegränsat. En tvådimensionell analogi är en ballong som blåses upp. Varelserna på ballongens yta ser bara två dimensioner, låt oss kalla dem N-S och Ö-V. Om en varelse rör sig t.ex. i riktning N så kommer den aldrig att träffa på en gräns utan kommer i stället tillbaka till utgångspunkten. Varelsen skulle inte ha någon uppfattning om vad som finns inne i ballongen.

Se även fråga [13242].

/Peter E 2011-09-07

Svar:
Årstider är inte väldefinierat eftersom de definieras av temperaturer och därmed varierande väder. För din fråga är det bättre att tala om sommar- och vinterhalvår. Dessa definieras som skillnaden mellan vår- och höstdagjämningar, det vill säga de tidpunkter när solen passerar himmelsekvatorn.

I artikeln Equinox finns en tabell med tidpunkter för vår- och höstdagjämningar.

Sommarhalvåret 2011 är från 20/3 kl. 23:21 till 23/9 kl. 09:04 dvs 186 dagar och 10 timmar.

Vinterhalvåret 2011-12 är från 23/9 kl. 09:04 till 20/3 kl. 05:14 dvs 178 dagar och 20 timmar.

(Länk 1 innehåller en kalkylator för tidsintervall.)

Låt oss först kontrollera att intervallen är korrekta:
178d 20t + 186d 10t = 364d 30t = 365d 6t = 365.25

vilket stämmer bra med årets längd (en skottdag vart fjärde år).

Efter att ha etablerat sommar- och vinterhalvårets längd, tillbaka till frågan. Sommarhalvåret är alltså ungefär 7 dygn längre än vinterhalvåret.

Det beror på att jorden är närmast solen den 3 januari (nära vintersolståndet den 21 december) och längst ifrån den 4 juli (EarthAxial_tilt_and_seasons).

Jorden rör sig alltså lite snabbare i sin bana i januari än i juli. Medelhastigheten över halvåret blir då större under vinterhalvåret, varför detta blir kortare.

Den bakomliggande orsaken är Keplers andra lag (se fråga [12644]) som innebär att en planet rör sig snabbare när den är nära solen än när den är längre ifrån. Med ett modernt synsätt beror detta på att den potentiella energin är lägre när avståndet är litet varför rörelseenergin blir större.

Om jorden är närmast solen i januari, borde vi då inte få mildare vintrar och svalare somrar på norra halvklotet än på södra? Eftersom halvkloten är så olika (södra är nästan uteslutande hav, norra har flera stora kontinenter) är det inte meningsfullt att jämföra somrar/vintrar på de två halvkloten.

I fråga [830] diskuteras orsaken till istiderna. Det är alltså till en del den varierande excenticiteten (avlångheten) hos jordens bana som orsakar istiderna.

/fa2012_1
/Peter E 2011-09-07

Svar:
Thomas! I det här fallet var det enklast att gå till NASAs hemsida eftersom Kepler är ett NASA projekt, se Kepler_(spacecraft) och nedanstående länkar.

Jo stjärnorna kretsar runt varandra. Ett system av två stjärnor och en planet kan vara stabilt i två fall. Antingen är stjärnorna långt ifrån varandra och planeten kretsar kring stjärna A tillräckligt nära för att stjärna B inte skall påverka planeten alltför mycket. Det andra fallet (som det aktuella Kepler 16 b) är att stjärnorna ligger mycket nära varandra och planeten tillräckligt långt bort så att planeten "känner" attraktionen från en sammansatt stjärna.

Nedan är en animering av systemet.





This artist's movie illustrates Kepler-16b, the first directly detected circumbinary planet,
which is a planet that orbits two stars. Credit: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle

/Peter E 2011-09-18

Svar:
Carl-Johan och Adrian! Jag slog samman era frågor.

Det går inte att säga utan vidare eftersom det beror av mycket mer än storleken: typ av meteor (sten, järn), hastighet (kan variera mellan 11 och 72 km/sekund), infallsvinkel mm. De allra minsta meteorerna brinner inte upp eftersom de stoppas snabbt och dalar sakta ner som mikrometeoriter. Större meteorer kan bromsas till en ganska låg sluthastighet (några 100 km/timmen, se fråga [15385]) och landar utan att ställa till mycket skada.

Om meteoren inte hinner bromsas upp är det risk att den förvinner när den träffar marken. Då övergår all rörelseenergi i värme som orsakar en explosion som bildar en krater, se fråga [9157]. I dessa fall hittar man ofta inget eller mycket lite meteoritmaterial.

Se vidare Meteorit och Meteorite.

/Peter E 2011-10-05