Wiązka zadań
Prawo Hubble'a
Zadanie
W 1929 r. amerykański uczony Edwin Hubble dokonał jednego z największych odkryć w historii astronomii. Zauważył, że inne galaktyki oddalają się od naszej Galaktyki z prędkością proporcjonalną do ich odległości od naszej Galaktyki. Prawidłowość ta znana jest dziś pod nazwą „Prawo Hubble’a”.
Czy można na podstawie prawa Hubble’a oszacować odległość Ziemi od obiektów astronomicznych zestawionych poniżej?
| Obiekt astronomiczny | Czy można oszacować odległość na podstawie prawa Hubble’a? |
| 1. Dowolna planeta krążąca wokół Słońca. | |
| 2. Gwiazda znajdująca się w jednej z innych galaktyk. | |
| 3. Sonda kosmiczna wystrzelona z Ziemi w kierunku Plutona. | |
| 4. Kometa poruszająca się w układzie planetarnym Słońca. |
Poprawna odpowiedź
1. Nie., 2. Tak., 3. Nie., 4. Nie.
Wymaganie ogólne
4 Posługiwanie się informacjami pochodzącymi z analizy przeczytanych tekstów (w tym popularno-naukowych).
Wymaganie szczegółowe
1.9 Grawitacja i elementy astronomii. Uczeń opisuje zasadę pomiaru odległości z Ziemi do Księżyca i planet opartą na paralaksie i zasadę pomiaru odległości od najbliższych gwiazd opartą na paralaksie rocznej, posługuje się pojęciem jednostki astronomicznej i roku świetlnego
Komentarz
Zadanie dotyczy zagadnień z pogranicza astronomii i fizyki, jednak w istocie jest jedynie sprawdzianem ogólnej orientacji w pojęciach Układ Słoneczny, planeta, galaktyka.
Uczeń powinien umieć ocenić, że wszystkie opisane obiekty, z wyjątkiem drugiego, dotyczą naszego Układu Słonecznego. Analiza zamieszczonego we wstępie opisu prawa Hubble´a wyraźnie wskazuje na galaktyki jako obiekty, których to prawo dotyczy. Zatem jedynym obiektem którego odległość można wyznaczać z prawa Hubble´a to galaktyki.
Opisana wyżej wiedza w zasadzie wystarcza do intuicyjnego, ale poprawnego wyboru dobrych odpowiedzi. W zadaniu jednak nie wspomina się właściwie, w jaki to sposób prawo Hubble´a pozwala wyznaczać te odległości, koncentrując się jedynie na tym, jakich obiektów dotyczy.
Aby w pełni świadomie rozwiązywać zadanie uczeń powinien jednak wiedzieć coś jeszcze.
Powinien być świadom, że badanie widma danej galaktyki pozwala (z pewnymi nieistotnymi tu zastrzeżeniami) dość dobrze oszacować prędkość, z jaką oddala się od nas ta galaktyka.
Zadanie nie jest niestety pozbawione pewnych nieścisłości. I tak, choć, upraszczając, mówimy o ucieczce galaktyk od nas, to prędkość, o której traktuje prawo Hubble´a jest prędkością względną między galaktykami. W szczególności jest prędkością, z jaką inne galaktyki oddalają się od naszej Galaktyki, czyli Drogi Mlecznej, a nie od poruszającej się Ziemi czy Układu Słonecznego.
Drugą nieścisłością jest podanie jako obiektu, którego odległość można oszacować – „gwiazdy znajdującej się w jednej z sąsiednich galaktyk”. Otóż trudno nie uznać za sąsiednią galaktykę najbliższych nam galaktyk. Sęk w tym, że są one związane z naszą siłami grawitacji na tyle silnie, że prawo Hubble´a w ich przypadku zawodzi. Opisuje ono bowiem poprawnie oddalanie się od siebie obiektów znajdujących się tak daleko od siebie, że wpływ ich wzajemnej grawitacji można pominąć.
Wyniki badania niemal identycznego zadania, wykonanego na grupie licealistów wykazały, że choć ponad 2/3 badanych poprawnie wskazało gwiazdę w galaktyce, jako obiekt, którego odległość od Ziemi można oszacować na podstawie prawa Hubble'a, to jedynie połowa z nich (czyli 1/3 całości) udzieliła prawidłowej odpowiedzi „Nie” w pozostałych trzech punktach.
Zadanie raczej nie nadaje się na pracę pisemną, ale może być ciekawym punktem wyjścia do dyskusji na temat stosowalności prawa Hubble'a.
Utwór jest chroniony prawem autorskim. Zasady i warunki korzystania z niego określa Regulamin Serwisu Bazy Dobrych Praktyk.
"Masz uwagi do treści? Uważasz, że zawiera błąd? Napisz na bnd@ibe.edu.pl
