Astroquiz April 2010

Spørgsmålene omhandler denne gang: Stonehenge, Keops-pyramiden, Tycho Brahe, Cepheider, Mira Ceti, Big Bang, Kulstof-14, Eyjafjallajökull
og meget andet.

Hvis man tror, at der intet nyt er under Solen vedrørende Tycho Brahe, så må man hellere læse spørgsmål tre.

Har man glemt sammenhængen mellem afstand og cepheider, så må man hellere læse spørgsmål fire. Her er en pæn opsummering.

Hvordan er det nu lige med Big Bang? Det er så indviklet, synes man. Ikke efter at have læst spørgsmål seks.
Vil man gerne have sin hukommelse frisket op vedrørende kulstof-14, så skal man læse spørgsmål otte og ni.

Astroquizzen er lavet af Ove Rytter Jensen, Erik Both (konsulent) og Anton Jespersen.

1.

Stonehenge er et forhistorisk monument beliggende 137 km sydvest for London. Det er et såkaldt neolitisk monument, dvs. det stammer fra yngre stenalder.

Monumentet består af en dobbelt stenkreds med en diameter på 30 meter omgivet af en stor vold omkring 110 meter i diameter.

På stenene i stenkredsen hviler store overliggere. Stenene er hentet langvejs fra (op til 40 km).

Visse sten er orienteret i forhold til sommer– og vintersolhverv.

Dette antyder, at monumentets bygmestre havde en astronomisk indsigt.

Stonehenge med Månen i baggrunden.

Forskning på dette område benævnes arkæo–astronomi.

Monumentet har været et samlingssted for udførelse af religiøse ceremonier.

Den nyeste teori hævder, at Stonehenge var en stor gravplads.

For omtrent hvor mange år siden (i runde tal) blev Stonehenge færdigbygget?

A:  4300 år

B:  3300 år

C:  2300 år

D:  1300 år

2.

Keops-pyramiden eller den store pyramide i Giza er en af pyramiderne i pyramidekomplekset, der befinder sig nær den egyptiske by Giza, der ligger 18 km i sydvestlig retning fra Egyptens hovedstad Cairo.

Den store pyramide er det ældste og det eneste overlevende af verdens syv underværker.

Pyramiden er en gravplads for faraoen Keops (Khufu på egyptisk).

Keops.

Den er orienteret efter verdenshjørnerne og er i dag 139 meter høj. Da den blev bygget var den 146,5 meter høj. Dens fire sider hælder 52 grader over vandret. Hver af siderne i grundplanen er 230,4 meter lange.

Den første, der foretog nøjagtige målinger af pyramiden, var den danske landmåler Carsten Niebuhr (1733–1815).

Pyramiden er opbygget af over to millioner kalkstenblokke, der hver vejer 2,5 ton.

Det har krævet mange år og mange arbejdere at bygge pyramiden.

En teori nævner 100000 arbejdere i 30 år, men der er mange andre teorier.

Utallige er også de teorier, som arkæo-astronomien kan fremvise vedrørende pyramidens eventuelle forbindelse med oldtidsastronomi.

Keopspyramiden var verdens højeste menneskabte bygningsværk i mange år.

Den blev først højdemæssigt overgået i år 1311 af Lincoln–katedralen (St. Marys Cathedral), hvis spir måler 160 meter. Katedralen ligger i den engelske by Lincoln, som befinder sig 200 km nordvest for London.

Hvor mange år (i runde tal) er det siden ifølge den gængse teori, at Keops–pyramiden blev færdigbygget?

A:  4600 år

B:  3600 år

C:  2600 år

D:  1600 år

3.

Den danske astronom Tycho Brahe (1546–1601) boede på øen Hven (i dag den svenske ø Ven) i årene 1576–1597.

Straks efter sin ankomst til øen påbegyndte han byggeriet af sit slot Uranienborg (Uraniborg).

Uranienborg.

I år 1581 stod det færdigt. Det var bygget hovedsageligt af røde teglsten.

Slottet var både bolig og observatorium. I 1601, fire år efter at Tycho Brahe forlad Hven og rejste til Prag, blev slottet revet ned af øens beboere. De røde teglsten blev solgt til en murermester fra Helsingør.

Uranienborg var verdens første bygning, der var blevet konstrueret hovedsageligt med henblik på astronomiske observationer og blev også den sidste uden kikkert (bortset fra Stjerneborg).

I 1582 påbegyndte han byggeriet til observatoriet Stjerneborg, der kom til at ligge lige uden for Uranienborgs have.

Der er ingen tvivl om, at Tycho Brahe fik hjælp til byggeriet af den nederlandske bygmester Hans van Steenwinckel den ældre (1545–1601), der var indvandret til Danmark fra Antwerpen i 1578. Denne er desuden bygherre til Slangerup Kirke (opført 1588).

Steenwinckel var meget inspireret af den italienske arkitekt og billedhugger Andrea Palladio (1508–1580), som fødtes under navnet Andrea di Pietro della Gondola. Denne er især kendt for sine villaer i det åbne italienske landskab.

Villa Rotunda (La Rotonda), der blev bygget i årene 1567-1591, er den bedst kendte villa af Palladio og er nok den mest kopierede bygning i verden og altså også brugt som inspiration for Uranienborg.

I nærheden af hvilken italiensk by ligger Villa Rotunda?

A:   Venezia

B:   Vicenza

C:   Firenze

D:   Siena

4.

Det var den amerikanske astronom Henrietta Swan Leavitt (1868–1921), der opdagede, at der er en nøje sammenhæng mellem perioden og lysstyrken af den type variable stjerner, som vi kalder cepheider.

Typen er navngivet efter prototypen Delta Cephei, som var en af de første cepheider (faktisk nr. 2 efter Eta Aquila), hvis variabilitet blev opdaget.

Denne opdagelse blev gjort af den engelske astronom John Goodricke (1764–1786).

Egentlig var Goodricke født i Groningen i Nederlandene, men boede det mest af sit korte liv i England.

Delta Cephei er en af Solsystemets nærmeste cepheider; kun Alfa Ursae Minoris –Polarstjernen er nærmere os.

Sammenhængen mellem periode og lysstyrke skal forstås således, at jo længere periode cepheiden har, jo større er dens absolutte lysstyrke.

Når den absolutte lysstyrke kendes er der blot tilbage at måle dens tilsyneladende lysstyrke: så fremgår stjernens afstand af afstandsrelationen.

I relationen sættes den tilsyneladende lysstyrke lig med gennemsnittet mellem max. tilsyneladende lysstyrke og min. tilsyneladende lysstyrke.

Det hele kræver blot, at man kender afstanden til blot én cepheide. Dette problem har man dog løst.

Det var den russiske astronom Aristarkh Apollonovich Belopolsky (1854–1934), der for omkring 100 år siden påviste (ved Dopplermålinger), at Delta Cephei skiftevis udvider sig og trækker sig sammen igen, fuldstændig i takt med dens lysændringer.

Når den er lille og sammentrukket lyser den stærkest. Når den er stor og udtyndet lyser den svagest.

Cepheidernes perioder er generelt meget stabile.

Lysændringerne for cepheider skyldes ionisering af helium i deres atmosfærer.

Hvor stor er forskellen (i størrelsesklasser) mellem max. tilsyneladende lysstyrke og min. tilsyneladende lysstyrke for cepheiden Delta Cephei?

(Perioden er 5,4 døgn).

A: 0,3

B: 0,7

C: 1,1

D: 1,5

5.

Mira Ceti hedder denne stjerne. Mira er det latinske navn for forunderlig, og det er den virkelig. Dens officielle navn er Omikron Ceti, og den er prototypen for den type variable stjerner, der benævnes Mira–variable.

Denne type stjerner er alle meget røde stjerner (lave overfladetemperaturer – fra 1900 til 2600 K) med lysperioder over 100 dage og lysstyrker, der varierer med mere end en størrelsesklasse.

De er endvidere alle røde kæmpestjerner, der har nået slutningen af deres levetid.

De befinder sig på AGB–grenen (asymptotic giant branch) i Hertzsprung-Russell diagrammet. Til sidst vil de udstøde deres ydre gasskal i form af en såkaldt planetarisk tåge og blive til en hvid dværg i løbet af nogle millioner år.

Alle stjerner med en masse mindre end to solmasser vil gennemløbe et sådant Mira–stadium – også Solen.

Ændringerne i disse stjerners lysstyrke (som kan være store) skyldes omstruktureringer i deres indre, fordi de er ved løbe tør for hydrogen. Perioderne for disse lysændringer for Mira-variable er ikke helt så stabile som cepheidernes.

Mira Ceti blev den første stjerne, hvor det blev opdaget, at den var variabel.

Den blev set af den tyske teolog og amatørastronom David Fabricius (1564–1617) tirsdag den 3. august 1596 i stjernebilledet Cetus (Hvalfisken) på et sted, hvor han aldrig havde set en så klar en stjerne (mag. 3).

Nogle måneder senere var den forsvundet for det blotte øje, men den kom igen nogle måneder senere. Den første variable stjerne var blevet opdaget.

Mira Ceti er den klareste variable stjerne på himlen, hvor dele af dens lyskurve ikke er observerbar med det blotte øje.

Mira Ceti er absolut værd at holde øje med på himlen.

Hvalfisken ses bedst i vinterhalvåret. Mira Ceti står for eksempel stik syd (på meridianen)

omkring kl. 21 midt i december (hvis den ellers er i den del af perioden, hvor den er synlig med det blotte øje).

Når Mira er klarest har den en tilsyneladende lysstyrke på 2,0.

Men hvad er dens tilsyneladende lysstyrke, når den når sit absolutte lysminimum?

A:   4,1

B:   6,1

C:   8,1

D: 10,1

6.

Der findes fire fundamentalkræfter (også kaldt vekselvirkningsegenskaber):

Den stærke kernekraft

Den svage kernekraft

Den elektromagnetiske kraft

Tyngdekraften

De første 10(–43) sekunder efter Big Bang benævnes Planck-æraen til ære for den tyske fysiker Karl Ernst Ludwig Marx ”Max” Planck (1858–1947).

I dette korte tidsrum var de fire fundamentalkræfter samlet som én superkraft.

Ingen fysisk teori kan beskrive, hvad der foregår i dette tidsrum.

I slutningen af denne æra skiller en af fundamentalkræfterne sig ud fra superkraften (lad os kalde den der skiller sig ud for X).

Den følgende æra benævnes den store forenings–æra (grand unification epoch).

Den forløber i tidsrummet 10(–43) sekunder til 10(–36) sekunder efter Big Bang.

I slutningen af denne æra skiller endnu en af fundamentalkræfterne sig ud fra den indtil da samlede kraft af tre fundamentalkræfter (lad os kalde den der nu skiller sig ud for Y).

Denne begivenhed foranlediger en såkaldt faseovergang, som bevirker at Universet udvider sig helt ekstremt på meget kort tid. Dette tidsrum fra 10(–36) til 10(–32) sekunder efter Big Bang kaldes inflations–æraen. I løbet af dette korte tidsrum udvides Universets volumen med en faktor på mindst 10(78). Det svarer nogenlunde til, at hvis Universet på det tidspunkt var på størrelse med en proton inden inflationen startede, ville det ende med en kugle hvis diameter var på størrelse med længden af en fodboldbane, når inflationen sluttede.

Denne teori forklarer hvorfor Universet i dag er så ens i alle retninger.

Inflationsteorien blev udviklet i 1981 af den amerikanske fysiker Alan Harvey Guth (f. 1947).

Der følger nu fire svarmuligheder – hver med to fundamentalkræfter.

Den kraft, der står først i hvert svar svarer til X, den anden svarer til Y.

Hvad X og Y står for: se i teksten ovenfor.

A:   Den stærke kernekraft og dernæst den svage kernekraft

B:   Den elektromagnetiske kraft og dernæst tyngdekraften

C:   Tyngdekraften og dernæst den stærke kernekraft

D:   Den svage kernekraft og dernæst den elektromagnetiske kraft

7.

Tryk er som bekendt kraft pr. areal. Her på Jorden er trykket omkring 101000 pascal eller 101000 newton pr. kvadratmeter.

De 101000 newton skal divideres med tyngdeaccelerationen på knap 10 meter pr. sekund(2) for at finde den masse, der er årsag til trykket på os her ved jordoverfladen.

Hvad er den samlede masse af Jordens atmosfære?

A:  5,3 · 10(20) kg

B:  5,3 · 10(18) kg

C:  5,3 · 10(16) kg

D:  5,3 · 10(14) kg

8.

Højt oppe i Jordens atmosfære, 10 til 15 km oppe, vil den kosmiske stråling danne frie neutroner. Når neutronerne rammer nitrogenkerner (kvælstofkerner) sker en reaktion, der ender med dannelsen af carbon–14 (kulstof–14) og hydrogen (brint).

Normalt carbon indeholder seks protoner og seks neutroner. Alle carbonkerner indeholder seks protoner, men den radioaktive isotop carbon–14 indeholder otte neutroner.

Carbon–14 er radioaktiv med en halveringstid på 5730 år, så det carbon–14, der findes her på Jorden er dannet ved denne bestråling fra Kosmos. Den nydannede carbon–14 går i forbindelse med atmosfærens oxygen (ilt) og danner carbondioxid – CO2. Efter få år vil denne carbondioxid være jævnt fordelt i hele atmosfæren og blive optaget i planterne. Her bevirker fotosyntesen en optagelse i planten af carbon og en frigivelse af oxygen. Når dyr eller mennesker senere spiser planten optages den radioaktive carbonisotop i organismen.

Ved dyrets, menneskets eller plantens død standser optaget af den radioaktive isotop.

Efter 5730 år vil indholdet af carbon–14 i den døde organisme være halveret. En måling af denne radioaktivitet vil derfor kunne fastslå, hvornår organismen levede. Denne opdagelse gav i 1960 den amerikanske kemiker Willard Frank Libby (1908–1980) Nobelprisen i kemi.

Hvor meget carbon–14 dannes hvert år i atmosfæren?

A:     60 gram

B:       6 kilogram

C:   600 kilogram

D:     60 ton

9.

En aldersbestemmelse med carbon–14 er kun mulig, hvis der hvert år dannes samme mængde i atmosfæren, eller hvis man ved, hvilke mængder, der er dannet i tidligere år. Heldigvis findes der et fagområde, dendrokronologi, hvor man ved måling af tykkelsen af årringe er i stand til at datere større træstykker flere tusind år tilbage i tiden. Ved at måle carbon–14 indholdet i de forskellige årringe på træ, der er dateret vha. dendrokronologi, ved man i dag, at der er små, men kendte, forskelle i den årlige carbon–14 produktion de seneste 12 tusind år. Man kan derfor bestemme alderen af arkæologiske genstande med en usikkerhed, der for stenaldergenstande er omkring 100 år.

Oprindelig bestemte man carbon–14 indholdet ved at forbrænde prøven og måle aktiviteten af den dannede carbondioxid. Ved denne metode, skulle prøven indeholde mindst 1 gram carbon, for at få troværdige resultater. I dag bestråles prøverne i en accelerator, hvor de forskellige carbonisotoper omdannes til forskellige og mere kortlivede isotoper. Der bliver så en kraftigere stråling at måle på end ved den klassiske teknik.

Hvad skal carbonindholdet være i en prøve med den nye metode, for at få troværdige resultater?

A:    1 mikrogram

B:  10 mikrogram

C:    1 milligram

D:  10 milligram

10.

Månens omløbstid i banen omkring Jorden er nøjagtig den samme, som den tid det tager Månen at foretage en rotation om sin egen akse. Vi kalder det ”bunden rotation”.

Vi er vant til at betragte denne, Månens bundne rotation omkring Jorden, som ensbetydende med, at vi altid ser præcis den samme halvdel af den, – forsiden!

Men tre forhold – der samlet benævnes Månens optiske libration – medfører dog, at dette ikke er helt rigtigt. Faktisk kan vi se 59 % af Månens overflade her fra Jorden; dog ikke på en gang. Ordet libration kommer fra latin og betyder dreje eller sveje.

For det første:

Månens bane omkring Jorden er ikke helt cirkulær. Dette er ensbetydende med, at Månens hastighed i banen varierer en smule. Således synes Månen i visse dele af sin bane omkring Jorden at være en anelse forsinket i forhold til sin egenrotation, og i visse dele af banen en anelse foran. Dette forhold benævnes – libration i længden.

Månen.

For det andet:

Månens rotationsakse står ikke helt vinkelret på dens baneplan omkring Jorden, hvilket medfører en anelse variation i de områder vi, på et fuldt måneomløb, ser af Månens polnære områder. Dette forhold benævnes – libration i bredden.

For det tredje:

Selv om Månen er et ganske lille himmellegeme, så medfører dens nære beliggenhed i forhold til Jorden, at den synes at være himlens langt største objekt, og det betyder, at også parallaksen i måneobservationer får en vis effekt. En observatør på Jorden står ikke stille, men bevæger sig et vist antal tusinde kilometer i løbet af nogle timer. Det medfører en lille ændring i det udsnit af Månens overflade, som han/hun ser.

Sagt på en anden måde, så vil to observatører, på samme tidspunkt, men med en indbyrdes afstand, se forskellige udsnit af Månens overflade.

Dettte forhold benævnes – den daglige libration eller den parallaktiske libration.

Endvidere findes der et begreb, der kaldes fysisk libration. Det kommer vi ikke ind på her.

Libration har man faktisk været opmærksom på i mange år.

Hvad hed den astronom, der først opdagede Månens libration?

A:  Hans Georg Herwart von Hohenburg, Bayern (Tyskland), (1553–1622)

B:  Nicholas of Kues, Tyskland, (1401–1464)

C:  Johann Hieronymus Schröter, Tyskland, (1745–1816)

D:  Tobias Mayer, Tyskland, (1723–1762)

11.

Det er en gammel forestilling, at de mørke områder på Månen svarer til Jordens have, altså områder med vand.

I direkte fortsættelse af denne forestilling, er navngivningen af de tydeligt afgrænsede mørke områder på Månen kommet til at omfatte et ocean, have, søer, sumpe og bugter.

De lyse områder betegnes med navne som fortsætter sammenligningen med Jordens forhold, – som højsletter.

Vi ved selvfølgelig, at Månens mørke områder skyldes basalt af vulkansk oprindelse, og at disse områder, som Månens øvrige overflade, på enhver tænkelig måde er knastør.

Og dog!

Det er ikke utænkeligt at dybe månekratere hvor Solen aldrig når ned, og hvor temperaturen ligger på – 240 grader C, kan rumme lommer af is. Der er gjort adskillige bestræbelser på at få konstateret sådanne lunare forekomster.

Her skal især nævnes en mission, som ved hjælp af et kontrolleret nedslag i et af Månens dybe kratere, og efterfølgende spektralanalyse af det udslyngede materiale ville undersøge sådanne forekomster.

Det drejer sig om LCROSS-missionen (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite) i 2009.

Hvad hed det månekrater, hvor rumfartøjet i LCROSS-missionen i samarbejde med en omkredsende månesatellit, målte på det støv, der slyngedes ud, da øverste trin af dens egen boosterraket (af Centaurtypen) endte sine dage som bombe i kraterets dyb?

A:  Gagarin

B:  Plinius

C:  Tycho

D:  Cabeus

12.

Når det drejer sig om at forstå stjerners og planeters kemiske sammensætning, er astronomernes allervigtigste værktøj spektralanalysen.

Denne fysisk baserede analyse bygger på den omstændighed at forskellige atomer og kemiske forbindelser, udviser forskelle i den måde hvorpå de absorberer elektromagnetisk stråling ved forskellige bølgelængder, eller forskelligheder i den stråling de selv udsender ved opvarmning.

Spektralanalysen udnytter i princippet de bølgelængdeafhængige forskelle i elektromagnetiske strålers afbøjning ved passage af prismer eller optiske gitre.

Teknikken er efterhånden blevet yderst forfinet og kompliceret, men dens historiske oprindelse kan spores tilbage til ganske enkle observationer af absorptionslinjer i Solens spektrum.

Hvem skyldes opdagelsen af disse absorptionslinjer, der stadig bærer hans navn?

A:  Joseph von Fraunhofer, Tyskland, (1787–1826)

B:  Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz, Tyskland, (1821–1894)

C:  Niels Ryberg Finsen, Danmark, (1860–1904)

D:  Wilhelm Conrad Röntgen, Tyskland, (1845–1923)

13.

Eyjafjallajökull er en gletsjer beliggende i det sydlige Island omkring 150 km sydøst for Reykjavik, som er Islands hovedstad. Den højeste fjeldspids i området er 1666 meter høj.

Eyjafjallajökull.

Under gletsjeren ligger en stratovulkan, som vi benævner med samme navn som gletsjeren.

Vulkanen har dog ikke noget officielt navn.

Det er denne vulkan som i øjeblikket (midt i april 2010) er i udbrud. Ved udbruddet smelter de dele af gletsjeren, der ligger over vulkanen. Når smeltevandet rammer den varme lava nedenunder opstår enorme skyer af vulkanstøv, fordi lavaen nærmest eksploderer ved mødet med det kolde vand.

Det er dette vulkanstøv, der på grund af den herskende vindretning fra nordvest i denne tid, driver over Europa.

Dette har bevirket total flyveforbud i mange lande, fordi vulkanstøv er farligt at flyve i.

Indtil videre har støvlaget befundet sig i en højde fra 5 til 10 km over jordoverfladen.

Hvad er afstanden – i lige luftlinje – fra Eyjafjallajökull vulkanen på Island til Helsingør?

(Afstanden – i lige luftlinje – mellem Rom i Italien og Helsingør er til sammenligning 1573 km)

A:  1162 km

B:  1562 km

C:  1962 km

D:  2362 km

Svar på spørgsmål:

1.   A

2.   A

3.   B

4.   B

5.   D

6.   C

7.   B

8.   B

9.   C

10.   D

11.   D

12.   A

13. C

About these ads

Skriv et svar

Udfyld dine oplysninger nedenfor eller klik på et ikon for at logge ind:

WordPress.com Logo

Du kommenterer med din WordPress.com konto. Log Out / Skift )

Twitter picture

Du kommenterer med din Twitter konto. Log Out / Skift )

Facebook photo

Du kommenterer med din Facebook konto. Log Out / Skift )

Google+ photo

Du kommenterer med din Google+ konto. Log Out / Skift )

Connecting to %s