Flashcards: Cosmologia i astrofísica
Física · 2n Batxillerat · 27 targetes
Llegeix la pregunta, intenta respondre-la de memòria i gira la targeta. Marca «La sé» o «A repassar»: al final pots repetir només les que t'han costat.
Totes les targetes del tema
Per fer-hi una ullada ràpida o repassar-les en paper.
1. Què és un any llum?
Una unitat de distància, no de temps: el que recorre la llum al buit en un any, uns .
2. Què és la unitat astronòmica (ua)?
La distància mitjana entre la Terra i el Sol, uns . S'usa per a les distàncies dins del sistema solar.
3. Què és la paral·laxi anual d'una estrella i què és un parsec?
La paral·laxi és l'angle que subtén 1 ua vist des de l'estrella. Un parsec és la distància a què aquest angle val , uns 3,26 anys llum. Amb en segons d'arc, en parsecs.
4. Per què, quan mirem una estrella, la veiem com era i no com és?
Perquè la llum triga un temps finit a arribar-nos. La llum d'una estrella a 100 anys llum en va sortir fa 100 anys: mirar lluny és mirar enrere en el temps.
5. En què consisteix el model geocèntric de Ptolemeu?
La Terra és quieta al centre de l'univers i el Sol, la Lluna i els planetes hi giren al voltant. Per explicar-ne els moviments, els planetes es mouen sobre epicicles.
6. Què va proposar Copèrnic?
Un model heliocèntric: el Sol al centre, i la Terra i els altres planetes girant-hi al voltant en òrbites circulars.
7. Quines observacions de Galileu amb el telescopi van donar suport a l'heliocentrisme?
Els quatre satèl·lits principals de Júpiter, que mostraven que no tot gira al voltant de la Terra, i el cicle complet de fases de Venus, que el model geocèntric no podia explicar.
8. Quina forma tenen les òrbites dels planetes i on és el Sol, segons la primera llei de Kepler?
Els planetes descriuen òrbites el·líptiques, i el Sol ocupa un dels focus de l'el·lipse.
9. Què diu la tercera llei de Kepler?
El quadrat del període és proporcional al cub del semieix major: és constant. Amb en anys i en ua, per als planetes del Sol la constant val 1.
10. Què va unificar Newton amb la llei de gravitació universal?
La física del cel i la de la Terra: la mateixa força, la gravetat, fa caure una poma i manté la Lluna i els planetes en òrbita.
11. Com varia amb la distància la intensitat de la radiació que rebem d'una estrella?
, amb la lluminositat, la potència total que emet. Disminueix amb el quadrat de la distància: al doble de distància, en rebem la quarta part.
12. Què és una candela estàndard i per a què serveix?
Un astre de lluminositat coneguda, com una cefeida o una supernova de tipus Ia. Comparant aquesta lluminositat amb la intensitat que ens arriba, se'n calcula la distància.
13. Què és el desplaçament cap al roig d'una galàxia?
L'augment de la longitud d'ona de les línies del seu espectre, . Indica que s'allunya de nosaltres; per a petit, .
14. Què diu la llei de Hubble?
Les galàxies s'allunyen amb una velocitat proporcional a la distància: , amb per megaparsec. Com més lluny és una galàxia, més de pressa s'allunya.
15. Com s'estima l'edat de l'univers a partir de la constant de Hubble?
Si l'expansió hagués anat sempre al mateix ritme, l'edat seria , uns 14 mil milions d'anys. Les mesures actuals donen uns 13,8 mil milions d'anys.
16. Error típic: el Big Bang va ser una explosió en un punt d'un espai buit. Què és el correcte?
El que s'expandeix és l'espai mateix, a tot arreu alhora. No hi ha cap centre: des de qualsevol galàxia es veu la mateixa llei de Hubble.
17. L'expansió de l'univers fa créixer les galàxies i el sistema solar?
No. Els sistemes lligats per la gravetat, com el sistema solar o les galàxies, no s'expandeixen: l'expansió només separa els grups de galàxies entre ells.
18. Què és la radiació còsmica de fons de microones?
La llum alliberada quan l'univers jove es va fer transparent, uns 380 000 anys després del Big Bang. L'expansió l'ha refredada fins a uns . És una prova clau del Big Bang.
19. Quins elements es van formar en els primers minuts de l'univers?
Només hidrogen, heli i una mica de liti. La resta d'elements s'han fabricat després a les estrelles i en les explosions estel·lars.
20. Per què una estrella de la seqüència principal és estable?
La gravetat, que la comprimeix, s'equilibra amb la pressió del gas calent, que l'expandeix. Aquesta pressió es manté gràcies a l'energia de la fusió d'hidrogen en heli al nucli.
21. Quines etapes segueix la vida d'una estrella de massa semblant a la del Sol?
Nebulosa, protoestrella, seqüència principal, gegant vermella, nebulosa planetària i, al final, nan blanc.
22. Com acaba una estrella de més d'unes 8 masses solars?
Quan el nucli, ja de ferro, no pot fusionar més, col·lapsa i l'estrella explota com a supernova. En queda una estrella de neutrons o, si la massa és prou gran, un forat negre.
23. Per què una estrella no pot obtenir energia fusionant ferro?
Perquè el ferro té l'energia d'enllaç per nucleó màxima: fusionar-lo absorbeix energia en lloc d'alliberar-ne. Per això la fusió al nucli de l'estrella s'atura al ferro.
24. Quines estrelles viuen més temps a la seqüència principal, les massives o les petites?
Les petites. Les massives tenen més combustible, però el cremen moltíssim més de pressa: una de 20 masses solars dura uns milions d'anys, i el Sol, uns anys.
25. Què és el radi de Schwarzschild d'un forat negre?
El radi per sota del qual la velocitat d'escapament supera i ni la llum no en pot sortir: . Per a la massa del Sol, uns .
26. Quina observació indica que l'expansió de l'univers s'accelera, i a què s'atribueix?
Les supernoves de tipus Ia llunyanes es veuen més febles del previst, és a dir, són més lluny del que caldria si l'expansió es frenés. S'atribueix a l'energia fosca.
27. Què és la matèria fosca i com se'n dedueix l'existència?
Matèria que no emet ni absorbeix llum i només es detecta per la seva gravetat. Per exemple, les estrelles exteriors de les galàxies giren més de pressa del que permetria només la matèria visible.