PGO-leidraad Algemene NatuurWetenschapen

PGO-leidraad Algemene NatuurWetenschapen
module
Groepsleden
(max. 4)
Artikel (titel)
Materie (Module 1)
Maud Hendrix.
Romy Eijkelenberg.
Isa Wolters.
Amber Gho.
Theorieën over het ontstaan en voortbestaan van het heelal.
De voorzitter leidt de groep door de verschillende stappen van de zevensprong
en is verantwoordelijk voor de verwerking van de leerstof door de groepsleden.
In de eerste les moet stap 1 t/m 5 verwerkt worden, in de tweede les stap 6 en
7. De notulist vult dit blad in en is verantwoordelijk voor de rapportage aan de
docent.
1. Verhelder onduidelijke termen en begrippen
Frequentie: het aantal keren dat iets in een periode gebeurt.
Singulariteit: een ongewoonheid, iets waar de normale regels of wetten niet meer geldig zijn of niet
meer toegepast kunnen worden.
Quarks: een elementair deeltje waaruit de protonen en neutronen gevormd zijn.
Hadronen: een verbinding van drie quarks (andere naam voor protonen).
Neutrino's: een zeer licht elementair ongeladen materiedeeltje.
2. Definieer het centrale probleem / vraag van het artikel
Welke theorieën bestaan er voor het ontstaan en voortbestaan van het heelal?
3. Analyseer het artikel / de rode draad
Eerst wordt er teruggeblikt naar het begin van het heelal, 13,7 miljard jaar geleden, en de Big Bang.
Er wordt daarna verteld hoe het heelal zich heeft uitgedijt en wat daar de gevolgen van waren. Dan
wordt er duidelijkheid gegeven over de misvatting over de Big Bang. Dan wordt er iets verteld over
bewijzen die zijn gevonden die de hitte verklaren die vrijkwam tijdens de Big Bang. Dan wordt er iets
verteld over theorieën die uiteenlopen over het einde van het heelal, waarbij een grote factor, over
donkere materie en donkere energie, uitgebreid omschreven wordt. Ten slotte worden dan vier
theorieën omschreven die hun idee over de toekomst van het heelal vertellen.
4. Orden de ideeën uit de analyse van het probleem
Door middel van roodverschuivingen bewegen veel sterrenstelsels met een grote snelheid van zich
af. Een roodverschuiving betekent dat de frequentie van de golflengte van de frequentie lager wordt.
De lichtbronnen bewegen steeds sneller en verder van ons af, waardoor de frequentie van het licht
wordt verlaagd. Dit wijst erop dat het heelal uitdijt sinds de Big Bang.
Het heelal moet 13,7 miljard jaar geleden een ongewoonheid zijn geweest, dat ontplofte in heel veel
deeltjes en nu de Big Bang wordt genoemd. Na deze Big Bang is het heelal steeds verder uitgedijt en
afgekoeld.
Toen het heelal begon uit te dijen bevonden zich in de ruimte alleen quarks. Het heelal breidde zich
in korte tijd snel uit en ontstonden er hadronen, gevolgd door neutrino's en toen de elektronen.
Uiteindelijk werden er kernen gevormd en ontstonden ook de atomen. Daarna gingen zich sterren
en sterrenstelsels vormen.
Er bestaan misvattingen over de Big Bang omdat veel mensen denken dat de Big Bang een grote
explosie is geweest, dat niet het geval is. Het heelal dijt namelijk nog steeds uit. Daarnaast was de Big
Bang geen vuurbal in de ruimte, want er was toen nog geen ruimte.
Niet lang geleden zijn er resten van de hitte (kosmische achtergrondstraling) gevonden, die vrij kwam
tijdens de Big Bang.
Er zijn een aantal theorieën over het einde van het heelal die wel eens zouden kunnen kloppen. Een
grote, belangrijke factor in deze theorieën zijn donkere materie en donkere energie. Donkere energie
is de energie die voor de uitdijing van het heelal zorgt. Het blijven bestaan van het heelal is
afhankelijk van of het heelal zal blijven uitdijen of niet. De hoeveelheid van de donkere energie is dus
van groot belang bij de toekomst van het universum. Astronomen hebben berekend dat er meer
materie zou zijn dan wat wij kunnen waarnemen en wetenschappers weten zeker dat als dat niet het
geval zou zijn, het heelal dan in zou storten. Het deel van de materie die wij als mensen niet kunnen
zien, zou gevolgen voor ons hebben. Daarom ook de naam donkere materie: het is er wel maar je ziet
het niet volledig. Er zou zeven keer meer materie moeten zijn dan wat wij kunnen waarnemen. Ook
donkere materie heeft invloed op het lot van het heelal, want als de massa van donkere materie niet
groot genoeg is, kan de donkere materie samen met de zwaartekracht het uitdijen van het heelal
stoppen.
Vier (eigenlijk 5) theorieën over het einde van het heelal:
- De 'Big Rip': hierbij zal het heelal blijven uitdijen en zelfs sneller gaan uitdijen door de donkere
energie. Uiteindelijk zullen de sterrenstelsels, sterren, later planeten, atomen en kernen zo ver van
elkaar komen te staan, dat alles uit elkaar valt.
- De 'Big Crunch': Deze theorie kan alleen kloppen als er zich niet zoveel donkere energie in de
ruimte bevindt. Het heelal zal geleidelijk stoppen met uitdijen en de zwaartekracht zorgt ervoor dat
alle materie wordt opgenomen in zwarte gaten. Die zwarte gaten gaan elkaar opslokken en
uiteindelijk bestaat er nog maar één groot, zwart gat.
- De 'Big Bounce': Deze theorie zegt dat er een 'Big Crunch' gaat plaatsvinden, ontstaat er in plaats
van een aantal zwarte gaten, een nieuwe singulariteit en uiteindelijk een'Big Bang', de weer wordt
gevolgd door een 'Big Crunch' en die weer door een 'Big Bang'. Dat kan zo eindeloos doorgaan.
- De 'Big Freeze' en de 'Heat Death': De eerste theorie is alleen mogelijk als zonder veel donkere
materie en stelt dat alle energie uiteindelijk uit het heelal zal verdwijnen, en als gevolg overal het
absolute nulpunt bereikt zal worden.
De tweede theorie, tevens de oudste, voorspelt dat alle energie wordt omgezet in warmte, op de
manier dat het heelal niet meer verandert en dus als dood wordt gezien. Vandaar ook de naam. Deze
theorie valt deels samen met de Big Rip.
5. formuleer leerdoelen
1. Waarom beginnen alle theorieën met 'Big'?
2. Waarom bevonden zich alleen de quarks in de ruimte toen het heelal begon uit te dijen?
3. Hoe kan het dat wij een gedeelte van de donkere materie niet kunnen waarnemen?
procescontrole docent
(punten, datum)
6. Beantwoord je leerdoelen
1. Hierop gaan wij onze onderzoeksvraag en hypothese op baseren.
2. Hier gaan we verder niet op in.
3. Hier gaan we verder niet op in.
7. Schrijf een korte samenvatting van de 'oplossing' van dit probleem
Theorie voor het ontstaan van het heelal: 13,7 miljard jaar geleden moest er een singulariteit zijn
geweest die is ontploft in heel veel deeltjes dat de 'Big Bang' wordt genoemd. Na de Big Bang is het
heelal steeds verder uitgedijt en afgekoeld. Tijdens het begin van de uitdijing bevonden zich in de
ruimte alleen quarks, later ook hadronen, neutrino's en elektronen.
Theorieën voor het voortbestaan van het heelal:
- De 'Big Rip': hierbij zal het heelal snel blijven door de donkere energie. Uiteindelijk zullen de
sterrenstelsels, sterren, later planeten, atomen en kernen zo ver van elkaar
procescontrole docent
komen te staan, dat alles uit elkaar valt.
(punten, datum)
- De 'Big Crunch': Het heelal zal geleidelijk stoppen met uitdijen en de
zwaartekracht zorgt ervoor dat alle materie wordt opgenomen in zwarte gaten.
Die zwarte gaten gaan elkaar opslokken en uiteindelijk bestaat er nog maar één groot, zwart gat.
- De 'Big Bounce': Deze theorie zegt dat er een 'Big Crunch' gaat plaatsvinden, ontstaat er in plaats
van een aantal zwarte gaten, een nieuwe singulariteit en uiteindelijk een'Big Bang', de weer wordt
gevolgd door een 'Big Crunch' en die weer door een 'Big Bang' enz.
- De 'Big Freeze' en de 'Heat Death': De eerste theorie stelt dat alle energie uiteindelijk uit het
heelal zal verdwijnen, en als gevolg overal het absolute nulpunt bereikt zal worden.
De tweede theorie, tevens de oudste, voorspelt dat alle energie wordt omgezet in warmte, op de
manier dat het heelal niet meer verandert en dus als dood wordt gezien. Vandaar ook de naam.
Deze theorie valt deels samen met de Big Rip.
http://wetenschap.infonu.nl/sterrenkunde/26717-theorieen-over-het-ontstaan-en-voortbestaanvan-het-heelal.html