la terra a l’univers · descobrim quin és el nostre lloc a l’univers per descriure l’univers...

www.science-bits.com

La Terra a l’Univers

Aquest fascicle constitueix la versió en paper d’una unitat d’aprenentatge multimèdia de Science Bits.

El seu contingut procedeix d’una obra digital multimèdia disponible a www.science-bits.com i el seu objectiu és complementar els continguts digitals amb un format físic en paper per facilitar el treball en aules sense un ordinador per a cada alumne.

Es permet la còpia i reproducció d’aquesta obra sense necessitat d’autorització sota les següents condicions simultànies:

- La seva utilització complementarà l’ús legal de la versió digital multimèdia. - El seu ús quedarà restringit a l’àmbit escolar i educatiu. - En cas de distribució, es realitzarà de forma gratuïta. - En cap cas es modificarà el seu contingut.

Per a qualsevol altre ús, queda prohibida la reproducció, distribució, comunicació pública o transformació d’aquesta obra sense l’autorització dels titulars del copyright.

Copyright: International Science Teaching Foundation & Science Bits S.L., 2013

Science Bits, S.L.Torrent de l’Olla 220, 2n 4a08012 Barcelona

International Science Teaching FoundationTower Bridge House, St Katharine’s WayLondon E1W 1AA (United Kingdom)

Crèdits fotogràfics Oriol Massana (pàg. 6-7); NASA (pàg. 8); ESA (telescopi Hubble, pàg. 10); NASA (galàxia, pàg. 12); YvanDubé, ©iStock.com (telescopi i cel estrellat, pàg. 12); DmitryMordolff, ©iStock.com (Crimea, pàg. 12); Tom Wachs, ©iStock.com (radiotelescopis, pàg. 12); NASA &STScl (telescopi Hubble, pàg. 12); NASA/JPL-Caltech/UCAL/MPS/DLR/IDA, nasa.gov (Asteroide Vesta, pàg. 15); NASA, ESA, and J. Parker (Southwest Research Institute) STScl-PRC05-27c, en.wikipedia.org (Ceres, pàg. 15); Halley Multicolor Camera Team, Giotto Project, ESA (Cometa Halley, pàg. 15); NASA/SDO, nasa.gov (el Sol, pàg. 15); NASA,ESA, M. Robberto (Space Telescope Science Institute/ESA) and the Hubble Space Telescope Orion Treasury Project Team, hubblesite.org (Nebulosa de Orió, pàg. 16); NASA, Hui Yang University of IllinoisODNursery of New Stars, en.wikimedia.org (Nebulosa NGC604, pàg. 16); NASA/Stsci, commons.wikimedia.org (Nebulosa cap de cavallo, pàg. 16); NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, hubblesite.org (M74, pàg. 16);NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA), hubblesite.org Acknowledgment: P. Knezek (WIYN) (NGC 1300, pàg. 16); NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA), hubblesite.org (M82, pàg. 16);NASA, ESA, S. Beckwith and the HUDF Team (STScI), and B. Mobasher (STScI), hubblesite.org (Espai profund, pàg. 17); ESA (astronauta, pàg. 18); NASA (nebulosa, pàg. 19); commons.wikimedia.org (Aristòtil, pàg. 20); commons.wikimedia.org (Ptolemeu, pàg. 21); commons.wikimedia.org (Copèrnic, pàg. 22); commons.wikimedia.org (Kepler, pàg. 24); NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA), hubblesite.org (Galàxia, pàg. 25); NASA/SDO, nasa.gov (Estrella, pàg. 25); NASA/JPL/Space Science Institute, solarsystem.nasa.gov (Planeta, pàg. 25); NASA/JPL-Caltech/UCAL/MPS/DLR/IDA, nasa.gov (Asteroide, pàg. 25) ; NASA, ESA, and J. Parker (Southwest Research Institute) STScl-PRC05-27c, en.wikipedia.org (Planeta nan, pàg. 25); NASA,ESA, M. Robberto (Space Telescope Science Institute/ESA) and the Hubble Space Telescope Orion Treasury Project Team, hubblesite.org (Nebulosa, pàg. 25).

Unitat


Ciències de la Terra i l’espai

Estructura de la unitat

PortadaApareix destacat el títol de la unitat i es presenten els objectius d’aprenentatge. A més, es proporciona un índex dels contin-guts organitzats segons el model cons-tructivista de les 5E. En la versió digital, la portada ofereix una activitat que permet repassar els coneixements necessaris per abordar la lliçó.

EngeguemEn aquest apartat s’ofereix una activitat associada a un vídeo disponible a la versió digital. Igualment, es proporciona un resum del mateix a la primera pàgina. A partir del vídeo es desenvolupen una sèrie d’activitats. Algunes d’elles poden ser interactives en la versió digital, però sempre apareixeran preguntes de respos-ta oberta.

ExploremEs tracta d’una activitat exploratòria i de descobriment per a mobilitzar els conei-xements previs i comparar-los amb els resultats obtinguts a partir de l’experiència. L’ objectiu és realitzar un aprenentatge intuïtiu dels conceptes més destacats de la unitat. La versió digital ofereix recursos multimèdia que resulten indispensables per a desenvolupar aquesta activitat: simu-ladors, vídeos, interactivitats, etc.

4 www.science-bits.com

Estructura de la unitat

ExpliquemS’exposen de manera sistemàtica i formal tots els conceptes clau de la unitat. La versió digital ofereix una gran quantitat de recursos multimèdia que faciliten la com-prensió de les idees exposades. En aquesta versió imprimible s’inclouen els elements gràfics que resulten indispensables i les referències dels recursos digitals disponi-bles. La versió digital també pot incloure activitats d’ampliació o de reforç.

ElaboremEn aquest apartat s’ofereix l’oportunitat de demostrar els aprenentatges adquirits mitjançant la seva aplicació pràctica. Per això, es proposa una tasca que consisteix en una activitat-problema a resoldre. La proposta exigeix l’aplicació dels conceptes, actituds i procediments apresos en la uni-tat. La versió digital pot proporcionar eines multimèdia, com simuladors o vídeos, per al seu desenvolupament.

ExercicisCadascun dels conceptes desenvolupats a l’apartat «Expliquem» compta amb exercicis interactius o de resposta oberta que tenen com a objectiu la consolidació dels aprenentatges mitjançant la pràcti-ca. Aquesta versió imprimible inclou tots aquells que no corresponen a ampliaci-ons o reforços, organitzats exactament igual que els continguts de la secció «Expliquem».

5www.science-bits.com

www.science-bits.com6


En aquesta unitat aprendràs:

Què és un model de l’Univers.

Les característiques d’alguns grans models històrics de l’Univers.

Que la Terra és un dels vuit planetes del sistema solar que giren al voltant del Sol conjuntament amb una gran varie-tat d’altres cossos.

Que el Sol és un més dels milers de milions d’estels de la nostra galàxia, la Via Làctia.

Que la Via Làctia és una més dels milions de galàxies que poblen l’Univers.

Que l’Univers està en expansió.

Índex· Engeguem

· Inconcebiblement gran .....................................................08· Explorem

· Descobrim quin és el nostre lloc a l’Univers ...................10· Expliquem

· Què és l’Univers? ................................................................12· Com coneixem l’Univers? ..................................................12· Models històrics de l’Univers ............................................13

· El model d’Aristòtil ........................................................13· El model de Ptolemeu .................................................13· La fallida del model de Ptolemeu ..............................13· El model de Copèrnic ...................................................14· El model de Kepler .......................................................14

· El model actual de l’Univers ...............................................14· El sistema solar ...............................................................14· El Sol és un estel .............................................................15· Els estels són «forns» de matèria .................................15· Els estels neixen en nebuloses ....................................16· Estels i nebuloses s’agrupen en galàxies ....................16· Les galàxies s’allunyen les unes de les altres ............17· El Big Bang ......................................................................17

· Elaborem · Un viatge per l’Univers .......................................................18

· Exercicis ......................................................................................19

www.science-bits.com 7



Inconcebiblement gran

L’oceà és enorme i misteriós. En contemplar-lo, els nostres avant-passats es quedaven estupefactes per la seva bellesa i immensitat i es preguntaven què hi havia més enllà: altres terres? Altres éssers?

Endinsar-se a l’oceà per descobrir-ho era molt arriscat. Gairebé no s’atrevien ni a xipollejar a la vora.

Ràpidament, els més audaços van construir vehicles per navegar; petites embarcacions, que en molts casos, van ser la seva perdició i en d’altres, els van portar a descobrir nous mons.

Quan avui mirem cap a l’Univers, ens sentim com aquells primers humans bocabadats per l’oceà i fantasiem amb altres mons i altres éssers.

Com ells, hem construït vehicles per explorar aquell oceà. Però fins ara, només ens hem mullat els peus.

El sistema solar no és res més que l’escuma que formen les ones sobre la sorra de la platja. Una escuma que ens ha revelat grans me-ravelles i ens ha ajudat a sentir quina és la nostra posició a l’Univers.

L’Univers és inconcebiblement gran, bell i misteriós. Ens ha mostrat ja coses, l’existència de les quals no havíem somniat.

Qui sap quines sorpreses ens esperen més enllà, en el gran oceà còsmic?

Engeguem

Vídeo


Qüestions

a. Per què creus que el vídeo compara l’Univers amb un oceà i el sistema solar amb la costa? Amb què està comparant l’exploració de l’Univers?

b. A què es refereix el vídeo amb l’expressió «només ens hem mullat els peus»?

c. Quins objectes de l’espai més proper coneixes?

d. Què en saps, de l’Univers més llunyà?

e. Quin lloc creus que ocupem a l’Univers?

q Un racó insignificant.q El centre.q Un lloc pròxim al centre, que és el Sol.q Un lloc pròxim al centre.q Un lloc important.


Explorem

Aquesta activitat es desenvolupa mit-jançant l’ús d’un simulador d’accés lliure (www.stellarium.org).

Descobrim quin és el nostre lloc a l’Univers

Per descriure l’Univers que ens envolta i determinar el lloc que hi ocupem, fins fa pocs anys només comptàvem amb dues eines:

Les observacions que es poden fer des de la Terra, ja sigui a ull nu o amb telescopis.

El nostre enginy per comprendre i interpretar el que signifiquen aquestes observacions.

Creus que series capaç de determinar quin és el nostre lloc a l’Univers simplement observant els astres del cel?

La disciplina científica que estudia els objectes del cel que es troben més enllà de l’atmosfera terrestre, els astres, s’anomena astrono-mia. Aquesta ciència s’ocupa de com són i com es mouen els astres.

En aquesta activitat utilitzarem un simulador del cel que ens permet dur a terme ràpidament observacions astronòmiques que tardaríem mesos o anys a fer.

Simulador

Alternativament, l’activitat pot realit-zar-se mitjançant vídeos disponibles a la versió digital.

Vídeo

L’objecte més evident del cel és el Sol.

a. Observa primer l’aspecte del Sol. Quina forma sembla que té?

b. És font de llum? q Sí q No

c. Observem ara els moviments aparents del Sol. Descriu el moviment que el Sol realitza en el cel diàriament i que és l’origen del dia i de la nit. Utilitza els punts cardinals (nord, sud, est, oest) per descriure aquest movi-ment.

d. Quins dels models proposats a la versió digital permeten explicar aquests moviments aparents? Descriu cadascun d’ells.

El Sol


Els models de l’UniversUna observació aïllada del cel pot ser expli-cada per diversos models de l’Univers.

És la combinació d’observacions i l’augment en la qualitat dels detalls d’aquestes obser-vacions el que permet reduir el nombre de models vàlids.

El moviment del Sol i els estels, així com el dels planetes, es pot explicar satisfactòria-ment tant mitjançant models que situen la Terra al centre, com mitjançant models que hi situen el Sol.

Els estels en un dia

Quan el Sol s’amaga a sota de l’horitzó, els estels es converteixen en els astres més significatius.

a. Observem primer el seu aspecte. Quina forma sembla que tinguin?

b. Són font de llum? q Sí q No

c. Centrem-nos ara en els moviments aparents dels estels. Descriu el moviment que les estrelles realitzen en el cel una nit qualsevol. Utilitza els punts cardinals (nord, sud, est, oest) per descriure aquest moviment.

d. Quins dels models proposats a la versió digital permeten explicar aquests moviments aparents? Descriu cadascun d’ells.

e. Algun dels models que podien explicar la pri-mera observació, sobre el moviment diari del Sol, ha perdut la seva validesa?

Els estels al llarg de l’any

a. Utilitza el simulador o visualitza el vídeo per ob-servar com evoluciona el cel a la mateixa hora del dia al llarg d’un any complet.

Veiem els mateixos estels al cel durant tot l’any?Els estels ocupen la mateixa posició cada nit a la mateixa hora?La posició d’uns estels respecte als altres és sem-pre la mateixa?

b. Quins dels models proposats a la versió digital permeten explicar aquestes observacions? Des-criu cadascun d’ells.

Demostrar que la Terra no és estàtica sinó que gira al voltant del Sol cada any i so-bre si mateixa cada dia és una missió molt complicada.

No és estrany que durant tants anys tot-hom pensés que la Terra era el centre de l’Univers, ja que la nostra experiència di-ària així ho suggereix i les observacions a ull nu no ho desmenteixen fàcilment.


Expliquem

La immensitat del cel estrellat

Imatge

Galeria

Què és l’Univers?

L’Univers és tot el que existeix, ha existit i existirà.

Els objectes que t’envolten, l’aire que respires, l’espai pel qual et mous, el temps que transcorre i també tu mateix. Tot això i tota la resta és l’Univers.

No obstant això, quan parlem de l’Univers acostumem a pensar en tot allò que hi ha més enllà de la Terra, en aquella misteriosa immensitat que podem observar al cel durant una nit clara.

Som una mota de pols que forma part d’un Univers inimaginablement gran.

Instruments utilitzats per la huma-nitat per a realitzar observacions de l’Univers.

Com coneixem l’Univers?

Els éssers humans sempre hem intentat entendre com és l’Univers i quin lloc hi ocupem. Tot el que sabem sobre el cosmos prové de les observacions que hem pogut realitzar des de la nostra posició:

A ull nu

Amb telescopis des de la Terra o en òrbita

Mitjançant missions a altres indrets del sistema solar

Així, hem construït diversos models de l’Univers.

Els models de l’Univers són les formes en què imaginem com deu ser el cosmos, deduïdes a partir de les observacions realitzades.

Al llarg de la història, hem reformulat moltes vegades el nostre model de l’Univers per ajustar-lo a les noves i millors observacions.

Realment no sabem com és l’Univers. Tot el que podem fer és deduir les seves característiques a partir de les observa-cions realitzades.

Apunt

Telescopi de l’Observatori Astrofísic de Crimea Radiotelescopis del VLA, Nou Mèxic El telescopi espacial Hubble


Animació

Animació

Model d’Aristòtil

Model de Ptolemeu

Models històrics de l’Univers

El model d’Aristòtil

Al segle IV aC, el filòsof grec Aristòtil va proposar el següent model de l’Univers:

El model de Ptolemeu

Al segle II dC, l’astrònom egipci Claudi Ptolemeu va perfeccionar el mo-del d’Aristòtil per explicar la retrogradació dels planetes.

A vegades, els planetes, vistos des de la Terra, es frenen i fins i tot avancen en sentit contrari durant un temps.

En el model de Ptolemeu:

Els planetes estan incrustats en esferes mòbils (epicicles), el centre de les quals està incrustat en altres esferes mòbils (deferents) que tenen el seu centre a la Terra.

Totes les esferes giren uniformement, cadascuna a la seva velocitat.

La fallida del model de Ptolemeu

Durant catorze segles, el model de Ptolemeu va ser considerat la millor explicació de l’estructura i el moviment de l’Univers.

No obstant això, al llarg d’aquest temps es van obtenir noves observacions que es desviaven de les seves prediccions.

Per explicar-les, els astrònoms van incloure petits canvis, cada vegada més subtils i complexos, en l’estructura d’esferes de cada planeta.

Cap al segle XVI, el model s’havia complicat tant que resultava inabordable.

Va començar a agafar força la idea que calia un canvi.

La Terra es troba immòbil al centre de l’Univers.

Al seu voltant, incrustats en esferes trans-parents, giren dibuixant cercles perfectes la Lluna, el Sol, Venus, Mercuri, Mart, Júpiter i Saturn.

L’última esfera no és transparent i ens prote-geix del foc etern, que es pot veure a través de petits forats: els estels.

La teoria que situa la Terra en el centre de l’Univers es denomina geocentrisme.

Terra

Lluna

Sol

Venus

Mercuri

Mart

Júpiter

Saturn

Estels fixos

Terra

Lluna

Sol

Mercuri

Venus

Mart

Júpiter

Saturn

Estels fixos

El model d’Aristòtil no servia per explicar el moviment de retrogra-dació dels planetes. Per això, Ptolemeu va haver de modificar-lo.

Apunt


Animació

Animació

Model de Kepler

Model de Copèrnic

El model de Kepler

El model copernicà va ser molt polèmic per les seves repercussions po-lítiques i religioses: la humanitat deixava d’ocupar el centre de l’Univers. A més, no explicava amb precisió totes les observacions astronòmiques.

El model de Copèrnic

Al segle XVI, l’astrònom polonès Nicolau Copèrnic va proposar una al-ternativa revolucionària que va acabar triomfant.

El Sol, i no la Terra, és el centre de l’Univers.

La Terra és un planeta més.

Tots els planetes són cossos molt semblants a la Terra.

Els planetes giren al voltant del Sol seguint trajectòries circulars a velocitats constants.

La Lluna no és un planeta, sinó que gira al voltant de la Terra.

Els estels romanen immòbils.

La teoria que situa el Sol al centre de l’Univers s’anomena heliocentrisme.

El model actual de l’Univers

El sistema solar

Com a conseqüència de l’atracció gravitatòria del Sol, una multitud d’objectes gira al seu voltant en òrbites el·líptiques.

Els més grans d’aquests objectes són els planetes: Mercuri, Venus, la Terra, Mart, Júpiter, Saturn, Urà i Neptú.

Tots aquests planetes, excepte Mercuri i Venus, tenen satèl·lits que gi-ren al seu voltant.

Aleshores, l’astrònom alemany Johannes Kepler, que disposava de les millors observacions de la seva època, va proposar el seu model:

Els planetes es mouen seguint trajectòries lleugerament el·líptiques.

El Sol està en un dels focus de cada el·lipse.

El moviment dels planetes no és uniforme (canvien de velocitat).

El model de Kepler va permetre explicar totes les observacions sobre el Sol i els planetes.

El model actual del sistema solar afegeix dos planetes més, que Kepler desconeixia, i alguns altres objectes astronò-mics menors.

Apunt

Sol

Mercuri

Venus

Lluna

Terra

Mart

Júpiter

Saturn

Estels fixos


Galeria

Fotografies reals d’alguns objectes menors del sistema solar.

El Sol és un estel

El Sol no és un astre excepcional: els estels que veiem al firma-ment són també sols, però molt llunyans.

L’estel que hi ha més a prop del Sol està tan lluny que les unitats que acos-tumem a utilitzar a la Terra per mesurar distàncies resulten molt poc pràc-tiques. Per això, utilitzem els anys llum.

Un any llum és la distància que recorre la llum en un any. La velocitat de la llum és de 300.000 km/s.

Hi ha centenars de milers de milions d’estels i hem descobert que molts, com el nostre Sol, tenen planetes orbitant al seu voltant.

Vídeo

Vídeo real del Sol realitzat per l’obser-vatori solar SOHO (ESA&NASA).

Imatge

El Sol, el nostre estel.

Molts altres cossos més petits orbiten al voltant del Sol:

Asteroides: els asteroides són cossos rocosos massa petits per te-nir la forma esfèrica característica dels planetes.

Planetes nans: els planetes nans són cossos esfèrics i rocosos d’una mida intermèdia, entre la dels planetes i els asteroides.

Cometes: els cometes són cossos celestes constituïts per gel i ro-ques que orbiten al voltant del Sol seguint trajectòries el·líptiques molt pronunciades.

Els estels són «forns» de matèria

Els estels són enormes boles de gas on s’hi produeixen contínuament explosions termonuclears com les de les bombes d’hidrogen. Aquest és l’origen de l’energia dels estels.

A les explosions termonuclears, els àtoms d’hidrogen es fusionen per formar àtoms d’heli. Fusions consecutives d’aquests àtoms i del resul-tat d’aquestes donen lloc a la resta dels elements de la taula periòdica.

Els estels són grans «forns» on es formen tots els elements que existeixen.

Per això podem dir que som «pols d’estels».

Fotografia real de l’asteroide Vesta (NASA) Fotografia real del planeta nan Ceres (NASA)

Fotografia real del cometa Halley (NASA)


Galeria

Fotografies reals de galàxies.

Galeria

Fotografies reals de nebuloses.

Els estels neixen en nebuloses

Quan observem el firmament podem distingir alguns objectes que clarament no són estels ni planetes: es mostren com núvols difosos i reben el nom de nebuloses.

Les nebuloses són enormes zones de l’espai interestel·lar en què hi ha una major concentració de gas i pols.

Moltes de les nebuloses són els llocs on «neixen» els estels, mitjançant l’agregació del gas i la pols per efecte de la gravetat.

Altres nebuloses, en canvi, són les restes d’estels en les últimes etapes de la seva vida. Són molt més petites que les anteriors i es denominen nebuloses planetàries.

Estels i nebuloses s’agrupen en galàxies

Al cel hi ha altres objectes d’aspecte difús que no són nebuloses. Són molt més grans i llunyans que qualsevol nebulosa o qualsevol estel del firmament. Són galàxies.

Una galàxia és un conjunt de milers de milions d’estels i nebuloses.

Existeixen més de cent mil milions de galàxies a l’Univers, aïllades en-tre si per distàncies increïbles, molt més grans que les que separen els estels d’una mateixa galàxia.

Els estels i nebuloses que observem al cel formen part de la nostra ga-làxia: la Via Làctia.

M42, la nebulosa d’Orió (NASA) Nebulosa NGC604 (NASA) Nebulosa del cap de cavall (NASA)

M74, una galàxia espiral (NASA) NGC 1300, una galàxia espiral barrada (NASA) M82, una galàxia irregular (NASA)

La Via Làctia és la galàxia on vivim.

Apunt


Les galàxies s’allunyen les unes de les altres

Les observacions de què disposem mostren que totes les galàxies s’es-tan distanciant de nosaltres.

Podria semblar que aquesta observació ens resitua en el centre de l’Univers, però no hi ha res més lluny de la realitat.

A més a més, com més llunyana és una galàxia, més ràpidament s’allunya.

Aparentment, l’única explicació consistent és que el mateix Univers es troba en expansió, fins i tot l’espai entre galàxies, de manera que totes les galàxies s’allunyen de tota la resta a la vegada.

El Big Bang

Si l’Univers està en expansió, en el passat va haver de ser molt més petit del que és ara.

Segons la teoria del Big Bang, al principi tot l’Univers es trobava superconcentrat en un petit punt i no existien ni el temps ni l’espai.

Aleshores, per alguna raó, l’Univers va explotar i es va començar a expandir.

Les observacions i càlculs de què disposem a dia d’avui indiquen que l’Univers ha estat expandint-se durant uns 13.000 milions d’anys.

Imatge

Fotografia de l’espai profund. Cada punt de llum correspon a una galàxia.

Imatge

Amb el Big Bang va començar tot el que existeix, inclosos l’espai i el temps.

Temps

Elaborem

Un viatge per l’Univers

Visualitza el vídeo que trobaràs a la versió digital.

Quadern de bitàcola

Acabes de participar en un increïble viatge per l’Univers, partint de la superfície de la Terra. És un viatge imaginari que ens mostra el cosmos tal com avui dia creiem que és.

Pel camí has anat trobant diversos objectes celestes de naturaleses molt diferents que podem observar des de la Terra.

Imagina que ets l’astronauta que ha estat escollit per realitzar aquest viatge extraordinari i escriu un diari del teu viatge amb descripcions dels objectes que vas trobant.

Indica, a més a més, a quina distància aproximada es troben de la Terra.

Escriu les distàncies en quilòmetres i en anys llum.

Tasca


Vídeo

Redacta el teu quadern de bitàcola en forma de blog, dedicant una entrada als objectes més destacats que observis durant el viatge. Busca i inclou imatges i informació de cadascun.

+

EXERCICIS


1. CosmosLlegeix el text i respon les preguntes.

A la vora de l’oceà còsmic

El cosmos és tot allò que és, va ser o serà alguna vegada. Les nostres contemplacions més dèbils del cosmos ens commouen: un formigueig ens recorre l’esquena, se’ns trenca la veu, ens inunda una sensació de feblesa, com la d’una memòria distant, o la d’una caiguda des de molt amunt. Sabem que ens estem acostant al més gran dels misteris.

La mida i l’edat del cosmos estan més enllà de l’enteniment humà ordinari. La nostra diminuta llar planetària està perduda en alguna ban-da entre la immensitat i l’eternitat. Des d’una perspectiva còsmica, la majoria de les preocu-pacions humanes semblen insignificants, fins i tot frívoles. Tot i això, la nostra espècie és jove, curiosa i valenta, i promet molt. En els últims mil·lennis hem dut a terme els descobriments més sorprenents i inesperats sobre el cosmos i el lloc que hi ocupem, exploracions que són certa-ment estimulants. Ens recorden que els humans hem evolucionat per desitjar saber, que enten-dre és alegria, que el coneixement és un requisit essencial per sobreviure. Crec que el nostre futur depèn de com de bé coneguem aquest cosmos en què flotem com una mota de pols a l’alba.

Aquestes exploracions requereixen tant escep-ticisme com imaginació. La imaginació sovint ens conduirà a mons que mai no existiren. Però sense ella no anem enlloc. L’escepticisme ens ajuda a distingir la suposició del fet, amb l’objectiu de posar a prova les nostres espe-culacions. El cosmos posseeix una riquesa incommensurable: en fets elegants, en interre-lacions exquisides, en la subtil maquinària de la meravella.

La superfície de la Terra és la costa de l’oceà còs-mic. Des d’aquí hem après gairebé tot el que sa-bem. Recentment hem anat una mica més enllà del mar, prou per mullar-nos els peus o, com a màxim, humitejar-nos els turmells. Sembla que l’aigua ens hi convidi. L’oceà ens crida. Alguna part del nostre ésser sap que precisament d’allà és d’on venim. I desitgem tornar-hi.

Carl Sagan, Cosmos (1980)

Què és l’Univers?

a. Per què l’autor diu que surem en el cosmos «com una mota de pols a l’alba»?

b. Per què creus que l’autor compara l’Univers amb un oceà i la superfície de la Terra amb la costa?

c. Què tracta d’expressar l’autor quan diu que de moment ens hem endinsat al mar «prou per mullar-nos els peus o, com a màxim, humitejar-nos els turmells»?

d. «En els últims mil·lennis hem dut a terme els descobriments més sorprenents i inesperats sobre el cosmos». Com creus que és el cosmos? Quin lloc creus que ocupem en ell?

e. Carl Sagan, l’autor d’aquest text, era un cèlebre astrònom de finals del segle XX. A què es dedica un astrònom?

El model d’Aristòtil

2. Planetes i dies de la setmanaA l’antiguitat, els planetes eren els astres visibles a simple vista, el moviment dels quals és diferent al dels innombrables estels fixos: el Sol, la Lluna, Mer-curi, Venus, Mart, Júpiter i Saturn.

Excepte el Sol i la Lluna, els altres planetes repre-sentaven alguns dels déus més importants de la mitologia romana. A quin déu/planeta corresponia cada dia de la setmana?

DillunsDimartsDimecresDijousDivendresDissabteDiumenge

MercuriVenusSolLlunaMartJúpiterSaturn

EXERCICIS


3. Qui va ser Aristòtil?Busca informació sobre Aristòtil i respon les pre-guntes següents:

a. En quin país de l’actualitat va néixer Aristòtil?

q Grècia

q Macedònia

q Itàlia

q Turquia

b. En quin segle va néixer?

q IV aC

q III dC

q XV dC

q XVIII dC

c. En què destacava el seu model de l’Univers?

q En què situava el Sol en el centre.

q En què situava la Terra en el centre.

q En què considerava que l’Univers era infinit.

q En què considerava que cap astre girava al voltant de la Terra.

d. Qui va ser el mestre més important d’Aristòtil?

q Plató

q Sòcrates

q Demòcrit

q Empèdocles

e. Qui va ser el deixeble més famós d’Aristòtil?

q Sòcrates

q Juli Cèsar

q Alexandre Magne

q Cleopatra

f. Quina teoria del cosmos defensava Aristòtil?

q La teoria geocentrista

q La teoria heliocentrista

q La teoria selenocentrista

q Cap de les altres respostes.

g. Quines característiques ofereix el model del cosmos d’Aristòtil?

q L’Univers és finit i esfèric.

q La Terra es troba en el centre de l’Univers.

q El Sol es troba en el centre de l’Univers.

q La Terra no és un planeta.

q La Lluna gira al voltant del Sol.

q Els planetes giren al voltant del Sol.

q El Sol gira al voltant de la Terra.

q L’Univers és infinit.

q Els planetes i el Sol es mouen seguint trajec-tòries circulars.

El model de Ptolemeu

4. Qui va ser Claudi Ptolemeu?Busca informació sobre Ptolemeu i respon les preguntes següents:

a. En quin país actual va néixer Ptolemeu?

q Egipte

q Grècia

q Turquia

q Itàlia

b. En quin segle va viure?

q IV aC

q II dC

q XVI dC

q XVIII dC

EXERCICIS


El model de Copèrnic

c. En les idees de qui es va basar per elaborar el seu model de l’Univers?

q Plató

q Galileu

q Aristòtil

q Cleopatra

d. Quina va ser la seva obra més important?

q Almagestum

q Mechanica

q Sidereus nuncius

q De stella nova

e. Quina teoria sobre el cosmos es defensava en l’obra més important de Ptolemeu?




q Cap de les altres respostes

f. Quines característiques ofereix el model del cosmos de Ptolemeu?

q L’Univers és infinit.

q L’Univers és finit i esfèric.

q La Terra es troba en el centre de l’Univers.

q El Sol es troba en el centre de l’Univers.

q La Terra no és un planeta.

q La Lluna gira al voltant del Sol.

q Els planetes giren al voltant del Sol.

q El Sol gira al voltant de la Terra.

q La Terra està immòbil.

g. Quina novetat important aporta el model de Ptolemeu?

q La Terra no és esfèrica, sinó plana.

q La Terra es situa al centre de l’Univers.

q Els planetes realitzen dos moviments circu-lars al mateix temps.

q Existeixen molts altres planetes girant al voltant de la Terra.

h. Per què Ptolemeu va haver de modificar el model vigent a la seva època?

q Perquè no aconseguia explicar correctament el moviment dels planetes.

q Perquè s’havien descobert nous planetes que calia afegir-hi.

q Perquè no servia per explicar el fenomen de les estacions.

q Perquè no permetia donar explicació als eclipsis.

5. Qui va ser Nicolau Copèrnic?Busca informació sobre Copèrnic i respon les pre-guntes següents:

a. En quin país va néixer Copèrnic?

q Polònia

q Rússia

q Alemanya

q Itàlia


q IV aC

q II dC

q XV dC

q XVIII dC

EXERCICIS


g. Quin pensador grec havia defensat la mateixa teoria que Copèrnic diversos segles abans?

q Aristarc de Samos

q Aristòtil

q Tales de Milet

q Sòcrates

6. Novetats del model copernicàSelecciona entre les opcions següents les aportaci-ons al model d’Univers que va fer Copèrnic.

q Va proposar que el moviment d’alguns astres no era circular i uniforme.

q Va proposar que tots els planetes eren cossos semblants a la Terra.

q Va eliminar les esferes dels planetes.

q Va proposar que la Lluna era l’únic objecte que girava al voltant de la Terra.

q Va situar el Sol al centre de l’Univers.

7. De revolutionibus orbium coelestiumLlegeix aquest fragment de l’obra més important de Nicolau Copèrnic i respon les preguntes següents.

La primera i més allunyada de totes és l’esfera dels estels fixos, que conté totes les coses i que, per tant, és immòbil. És, doncs, el lloc de l’Univers respecte del qual s’estableix el moviment i la posició de tots els altres astres. […] Aleshores ve Saturn, el primer dels planetes, que completa la seva revolució en trenta anys. Després d’aquest hi ha Júpiter, que tarda dotze anys a completar-la. A continuació, Mart, que triga dos anys. El quart lloc l’ocupa la revolució anual de l’orbe terrestre, el qual conté la Terra juntament amb la Lluna. Després, Venus, el període del qual és de nou mesos; i finalment, el sisè lloc correspon a Mercuri, que completa un gir orbital cada vuitanta dies.

Al mig de tots hi ha el Sol. En efecte, qui, en aquest esplèndid temple, el podria col·locar en un lloc millor, des d’on ho pugui il·luminar tot? Amb raó alguns l’han anomenat la làmpada del món; d’al-tres, esperit, i d’altres, rector. Trismegist l’anomena el déu visible; i l’Electra de Sòfocles, el que tot ho veu. D’aquesta manera, com si reposés sobre un tron reial, el Sol governa la família dels astres que giren al seu voltant.



q En què situava el Sol en el centre.

q En què considerava que l’Univers era esfèric.


d. Quina va ser la seva obra més important?

q De stella nova

q Sidereus nuncius

q Philosophiae naturalis principia mathematica

q De revolutionibus orbium coelestium

e. Qui va defensar el model de Copèrnic després de la seva mort?

q Claudi Ptolemeu

q Leonardo da Vinci

q Galileu Galilei

q Cristófor Colom

f. Quina teoria es defensava a l’obra més impor-tant de Copèrnic?




q Cap de les altres respostes

EXERCICIS


[…] Així, doncs, trobem en aquesta admirable ordenació una simetria del món i un nexe d’har-monia entre el moviment i la magnitud dels orbes que no podem trobar de cap altra manera.

a. Què exposa Copèrnic en aquestes línies?

b. Quines raons utilitza Copèrnic per justificar la validesa del seu model? Consideres que aquests arguments són científics?

c. Copèrnic detalla el temps que tarda cada plane-ta a fer una volta completa al voltant del Sol. Són correctes aquestes dades comparades amb el que sabem actualment?

d. Quins planetes no esmenta Copèrnic en el seu model? Per què?

A la imatge pots observar un detall d’una pàgina original de la primera edició de l’obra de Copèrnic.e. Què representa la il·lustració?

f. En quina llengua estan escrits els textos?

g. En quina llengua hauria escrit la seva obra Co-pèrnic actualment si hagués volgut fer-la arribar a tota la comunitat científica?

8. Qui era Johannes Kepler?Busca informació sobre Kepler i respon les pregun-tes següents:

a. En quin país va néixer Kepler?

q Polònia

q Suïssa

q Alemanya

q Àustria


q IV aC

q III dC

q XVI dC

q XVIII dC

El model de Kepler



q En què considerava que l’Univers era esfèric.

q En què les trajectòries dels planetes no eren circulars.


d. Quina va ser la seva obra més important per a la cosmologia?

q Astronomia nova

q De stella nova

q Sidereus nuncius

EXERCICIS


e. Qui va proporcionar a Kepler les millors dades d’observacions astronòmiques de la seva època?

q Tycho Brahe

q Galileu Galilei

q Christiaan Huygens

q Isaac Newton

f. Sota quina teoria es posicionava Kepler?




q Cap de les altres respostes.

g. Quina altra gran aportació va fer Kepler que anava en contra de les idees anteriors sobre l’Univers?

q El Sol és el centre de l’Univers.

q Els planetes no són cossos esfèrics.

q La Lluna no és l’astre més proper a la Terra.

q Els planetes no es desplacen a velocitat constant.

10. Els planetes segons la seva distància al SolOrdena els planetes de més proper a més allunyat del Sol.

11. Els planetes segons la seva midaOrdena els planetes del sistema solar de més gran a més petit.

12. Classificació dels cossos del sistema solarOmple els buits.

a. Un ........... del sistema solar és un cos celeste que:

Orbita al voltant del Sol.

Té massa suficient perquè la força de gravetat li hagi donat una forma pràcticament esfèrica.

Ha «netejat» l’entorn de la seva òrbita d’altres cossos menors.

El sistema solar

9. Novetats del model kepleriàSelecciona entre les opcions següents les aporta-cions al model d’Univers que va fer Kepler.

q Va situar el Sol en el centre de l’Univers.

q Va proposar que tots els planetes eren cossos similars a la Terra.

q Va proposar que la Lluna girava al voltant de la Terra.

q Va proposar que el moviment d’alguns astres no era circular i uniforme.

q Va eliminar les esferes dels planetes.

b. Un ........... és un cos celeste que orbita al voltant d’un planeta del sistema solar.

c. Un ........... del sistema solar és un cos celeste que:


Té prou massa perquè la seva força de gravetat li hagi donat una forma pràcticament esfèrica.

No ha «netejat» l’entorn de la seva òrbita d’altres cossos menors.

d. Un ........... del sistema solar és un cos celeste que:


No té prou massa perquè la seva força de grave-tat li hagi donat una forma pràcticament esfèrica.

EXERCICIS


13. Viatge al SolQuant tardaria, aproximadament, una nau espacial terrícola a arribar al Sol si viatgés a una velocitat 10 vegades inferior a la de la llum?

q 8 minuts

q 80 minuts

q 800 minuts

14. Anys llum i quilòmetresa. Considerant que la llum viatja a una velocitat de 300.000 km/s, a quants quilòmetres equival un any llum? O, en altres paraules: quina distància recorre la llum en un any?

En un any hi ha ............... dies. En un dia hi ha ............... hores. Per tant, en un any hi ha ............... hores.

En una hora hi ha ............... minuts. Per tant, en un any hi ha ............... minuts.

En un minut hi ha ............... segons. Per tant, en un any hi ha ............... segons.

Si la llum recorre ............... km en un segon, en un any recorrerà ............... km.

El Sol és un estel

b. A Alfa Centauri hi ha l’estel més pròxim a la Terra després del Sol. Concretament, es troba a 4, 4 anys llum.

Segons aquesta dada, a quants quilòmetres de dis-tància està situat?

q 4,2 · 1013 km

q 4,2 · 1011 km

q 3,4 · 1014 km

q 3,4 · 1012 km

c. Els cúmuls globulars són agrupacions denses d’estels molt vells. El cúmul globular M80 es troba a uns 28.000 anys llum.

A quants quilòmetres es troba M80?

q 1,2 · 1018 km

q 2,6 · 1017 km

q 2,6 · 1019 km

q 1,2 · 1016 km

Estels i nebuloses s’agrupen en galàxies

15. La mida dels objectes de l’UniversOrdena de més petit a més gran els objectes de l’Univers.

a. Nebulosa b. Galàxia c. Asteroide

d. Planeta nan e. Estel f. Planeta

ANOTACIONS



Unitats associades:

Sistema Sol-Terra-LlunaEl sistema solar

Roques i minerals Dinàmica atmosfèrica i el temps


la terra a l’univers · descobrim quin és el nostre lloc a l’univers per descriure l’univers...

Documents