Jordens och universums ålder
I boken "Fysikens Horisonter" presenterar Hans-Uno Bengtsson
flera olika sätt att uppskatta jordens ålder. Flera av sätten
innehåller mycket fysik och en träning i att göra uppskattningar.
Gå igenom några av dem,
sök efter andra och försök att gå igenom den fysik som behövs så att
ni kan presentera den för era kamrater.
-
- James Ussher gav 1650 ut en bok där han daterar skapelsen till
23 oktober 4004 f. Kr. (Vid middagstid!)
Hur kunde han komma fram till detta datum?
- Newton försökte uppskatta jordens ålder genom att beräkna den tid
det skulle ta för ett glödande klot att svalna till dagens
temperatur. (Nyttig övning i strålningslag och värmeledning som kommer
senare!) Kanske plats att göra några egna experiment, bestämma jordens
radie och låta varma föremål svalna?
- Edmund Halley försökte utnyttja ökningen i salthalt i t.ex. Döda
Havet (och var besviken över att de gamla grekerna inte
angett salthalten för 2000 år sedan).
- William Thomson (senare Lord Kelvin) betraktade solutstrålningen
och antog att energin kommer från gravitationsenergi som frigörs när
ett föremål av solens massa dras samman.
(Hur känner vi solens massa? Kanske ett experiment att bestämma
gravitationskonstanten, G, kunde passa in?)
- Studier av dygns - och årsringar hos
koraller i Bahamas visar att 350 miljoner år gamla
rev har 400 dygnsringar mellan årsringarna, svarande mot
ett dygn på 22 tim. Jordens rotation minskar med ca
0.002 s per 100 år pga månens inflytande (tidvatten).
(Så småningom kommer tidvatteneffekterna
att göra att månens omloppstid runt jorden
att vara densamma som jorddygnets längd -
hur lång blir då jorddygnet?
- "Varför är rymden svart och himlen blå?"
En 3-årings fråga kan innehålla mycket fysik!
Olbers paradox, att rymden är svart i ett oändligt universum,
kan förklaras med en ändlig ålder. Hur kan denna information
tolkas?
- Hubbles konstant skulle ge oss information om tiden sedan
"Big Bang", men är svår att bestämma. Vilka mätningar behövs?
Vilka osäkerheter finns?
- Hur länge kommer universum att expandera? Frågan sammanhänger med
universums massa - och en stor del av universums massa verkar vara "mörk
materia".