Skip to content

Tag: Einstein

Published on Leave a comment on Τελευταίος σταθμός: Δημόσια Κεντρική Βιβλιοθήκη Πύργου

Παρασκευή, 22 Ιουνίου 2018

Ύστερα από ένα συναρπαστικό ταξίδι γνώσεων και εμπειριών που ξεκίνησε στα τέλη Σεπτέμβρη του 2017, η αυλαία του Playing With Protons για την Ηλεία πέφτει στη Δημόσια Κεντρική Βιβλιοθήκη του Πύργου, που ήταν και ο τερματικός σταθμός της φετεινής μας μακράς αποστολής!

Η τιμητική ανήκε σε ποιαν άλλη; Στη Βαρύτητα, την πρώτη, τη μεγάλη "Κυρία" των δυνάμεων του Σύμπαντος. Η μικρή αυτή δράση ενσωματώθηκε στα εθελοντικά καλοκαιρινά προγράμματα που οργανώνουν όλες οι Δημόσιες Βιβλιοθήκες της Χώρας μας.

Κλικ στον παρακάτω σύνδεσμο για τις λεπτομέρειες.

Καλό καλοκαίρι σε όλους, καλή ξεκούραση !

Leave a comment on Που υπάρχει βαρύτητα;

26/01/2018: Ε2, 7ο Δημοτικό Σχολείο Πύργου (2 ώρες)

Από τον Γαλιλαίο στον διαστημικό σταθμό I.S.S.

Εμπειρίες των παιδιών για την βαρύτητα: Το παιχνίδι τους με την μπάλα, η οποία μετά την ανοδική πορεία που της δίνουν πέφτει πάντοτε κάτω. Είναι και η πιο κοινή πρότασή τους για ένα απλό πείραμα βαρύτητας. Εναλλακτικά, τα κατακόρυφα άλματα που κάνουν δημιουργούν την αίσθηση της βαρύτητας, ως μια δύναμη που τα έλκει προς τα κάτω, μην μπορώντας να αντισταθούν.

Το 1ο πείραμα της ελεύθερης πτώσης βιβλίου-κόλλας Α4 είναι μια πολύ καλή ευκαιρία να εξετάσουν τους παράγοντες που επηρεάζουν την ελεύθερη πτώση των σωμάτων, κάνοντας παράλληλα κι ένα ταξίδι στην ιστορία, με το πείραμα του Γαλιλαίου!

Ακολουθεί συζήτηση των παρατηρήσεων και ξεδιαλύνοται με τον καλύτερο τρόπο οι διαφορές των εννοιών βάρος (δύναμη)-μάζα (ύλη). Στην ελεύθερη πτώση, δεν παίζει ρόλο η μάζα. Σε συνθήκες κενού, η επιτάγχυνση των σωμάτων είναι η ίδια! Στο πείραμα με το βιβλίο και την κόλλα Α4 το τρικ ήταν ότι μειώσαμε την αντίσταση του αέρα στο χαρτί, απλά τοποθετώντας το επάνω στο βιβλίο, όσο το δυνατόν πιο εφαρμοστά, ώστε να πέσουν ταυτόχρονα, χωρίς να επηρεάζει ο αέρας.

Επιβεβαιώνοντας τον Γαλιλαίο! (2 βίντεο)

Τελικά, στο διάστημα υπάρχει βαρύτητα; Μια πρώτη γεύση θα πάρουμε με το 2ο πείραμα πτώσης του συστήματος μπουκάλι-νερό, το οποίο οπτικοποιεί τον μηχανισμό της βαρύτητας και εξηγεί γιατί οι αστροναύτες στον διαστημικό σταθμό I.S.S. αιωρούνται!

Άρα, η βαρύτητα βρίσκεται κι επιδρά παντού. Είναι παρούσα ακόμη και στη Σελήνη. Απλά, λόγω των αποστάσεων είναι ισχυρότερη ή ασθενέστερη. Στην περίπτωση των αστροναυτών στον διαστημικό σταθμό (μόνο 400 χλμ. απόσταση από τη Γη!!!), η ταχύτητα της τροχιάς τους (28.000 Km/h) σε συνδυασμό με τη δύναμη της βαρύτητας, δημιουργεί την εντύπωση ότι οι αστροναύτες δεν έχουν βάρος κι αιωρούνται (βλ. παραπάνω βίντεο στο 02':20''). Βρίσκονται σε μια μόνιμη ελεύθερη πτώση!!! Ένα σώμα σε τροχιά βρίσκεται συνεχώς σε ελεύθερη πτώση. Δε φτάνει ποτέ το έδαφος γιατί ενώ πέφτει ταυτόχρονα κινείται παράλληλα με αυτό, αρκετά γρήγορα ώστε το έδαφος να απομακρύνεται από κάτω του λόγω καμπυλότητας.(https://www.kathimerinifysiki.gr/2018/04/pws-vazoume-kati-se-troxia.html), βλ. και βίντεο παρακάτω στο 00:44''.

Το ίδιο είχε διαπιστώσει κι ο Einstein στο περίφημο νοητικό του πείραμα με τον ανελκυστήρα και τον άνθρωπο σε ελεύθερη πτώση (βλ. στην ενότητα: Καμπύλωση του Χωρο-χρόνου).

Leave a comment on Καμπύλωση του Χωρο-χρόνου!

09/02/2018: Ε2, 7ο Δημοτικό Σχολείο Πύργου (2 ώρες)

Στις αρχές του 20ου αιώνα ο κόσμος εξακολουθεί να βλέπει το Σύμπαν και τη Βαρύτητα μέσα από τα μάτια του Νεύτωνα και της Principia Mathematica που το ερμήνευαν ως ένα καλοκουρδισμένο ρολόι.

Όμως το 1915 δημοσιεύεται επίσημα η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας από τον Einstein που αλλάζει τη θεώρηση των πραγμάτων. Ο χώρος και ο χρόνος τώρα πια δεν είναι άκαμπτοι και απόλυτοι. Ήταν μια ριζοσπαστική διαπίστωση που ήρθε να ταράξει τα νερά της επιστήμης της Φυσικής!

Η νέα θεωρία του Einstein χρειάζεται επειγόντως υποστήριξη και κυρίως πειραματική απόδειξη. Μια καθαρή έκλειψη ηλίου θα φώτιζε πλήρως με ερευνητικά δεδομένα και μετρήσεις την καμπύλωση του χωροχρόνου! Ήταν η μεγάλη ευκαιρία του Einstein να εδραιωθεί στην Ιστορία. Οι μαθηματικοί υπολογισμοί του και οι επίμονες παρατήρησεις του για την περίεργη τροχιά του πλανήτη Ερμή γύρω από τον Ήλιο και τα περίφημα "νοητικά πειράματά του" (υποθετική κοσμική καταστροφή & ελεύθερη πτώση ανθρώπου μέσα σε ανελκυστήρα) θα τεκμηριώνονταν και επίσημα.

Όμως οι πολύ αργοί ρυθμοί στις ταξιδιωτικές μετακινήσεις την εποχή εκείνη, ο 1ος Παγκόσμιος Πόλεμος που ανέστειλε τα πάντα, οι συλλήψεις των συνεργατών του στην Κριμαία το 1914 και η κατάσχεση του εξοπλισμού τους, οι ατυχίες και τα άσχημα παιχνίδια του καιρού που εμπόδιζαν την καθαρή θέαση των εκλείψεων στάθηκαν μεγάλοι πολέμιοι στην αγωνιώδη προσπάθειά του.

Η Ιστορία φαίνεται να συνομωτεί εναντίον του Einstein...

Όμως ο Sir Arthur Eddington, διάσημος αστρονόμος και υποστηρικτής του Einstein, βοήθησε σημαντικά στην απόδειξη της θεωρίας του, παρέχοντας επιτέλους καθαρές φωτογραφήσεις από παρατηρήσεις και καταγραφές της ηλιακής έκλειψης της 29ης Μαΐου του 1919 στο Νησί Principe της Δυτικής Αφρικής. Μέχρι και την τελευταία στιγμή ο καιρός ήταν αμφίβολος. Όμως είχε προβλεφθεί και δεύτερη εφεδρική αποστολή στην πόλη Sobral στη Βραζιλία με επικεφαλής τον Andrew Crommelin. Ευτυχώς, οι απεικονίσεις ήταν πολύ καθαρές!

Έτσι στις 6 Νοεμβρίου 1919, ο αστρονόμος Dyson από τη Βασιλική Εταιρεία Επιστημών ανακοινώνει επίσημα σε ειδική συνεδρίαση των Φυσικών τις νέες επιστημονικές εξελίξεις. Ο κόσμος δεν είναι πια ο ίδιος. Η άποψη για το Σύμπαν αλλάζει. Η Νευτώνια αντίληψη καταρρίπτεται και ο Einstein γίνεται ο παγκόσμιος θρύλος της Φυσικής!

Την ίδια χρονιά του απονέμεται το Βραβείο Nobel, όχι όμως για τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, αλλά για το Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. Το βραβείο το έλαβε την επόμενη χρονικά, το 1922 και μάλιστα αφού πραγματοποιήθηκε μια ακόμη πειραματική απόδειξη της θεωρίας του από την παρατήρηση ηλιακής έκλειψης στη Δυτική Αυστραλία (Wallal) στις 21 Σεπτεμβρίου του 1922 από τον Campbell !

Για μια ακόμα καλύτερη κατανόηση της θεωρίας του Einstein, χρήσιμα είναι τα παρακάτω σύντομα αποσπάσματα.

Νοητικό πείραμα του Einstein (01:30'')

Γενική θεωρία της Σχετικότητας. Η σύγκρουση με τον Νεύτωνα
Δύο όμορφα σχόλια μαθητή σχετικά με τη Βαρύτητα: α) Η Βαρύτητα δεν χάνεται, αλλά ταξιδεύει (προέκυψε μετά την αναφορά του νοητικού πειράματος του Einstein σχετικό με μια υποθετική κοσμική καταστροφή και την τύχη των τροχιών των πλανητών), β) Ο Ερμής έχει αυτή την ιδιοτροπία στην τροχιά του, μάλλον για να μην καεί, αφού βρίσκεται τόσο κοντά στον Ήλιο!
Tip: Για τη δραστηριότητα της καμπύλωσης του χωρο-χρόνου καλό είναι να χρησιμοποιηθεί κάποια μπάλα medical (2 ή 3 κιλών) που υπάρχει στο αθλητικό υλικό του σχολείου ως βαρύ ουράνιο σώμα (π.χ. άστρο).

Πηγές για διάβασμα

Μια ηλιακή έκλειψη που άλλαξε τα πάντα

Einstein’s Theory of Relativity Proven in Australia, 1922

Leave a comment on “Η πρώτη Κυρία” !

Από τις 4 θεμελιώδεις δυνάμεις που κυβερνούν το Σύμπαν, η Βαρύτητα ήταν αυτή που απασχόλησε από πολύ νωρίς τον άνθρωπο και την Επιστήμη. Τι κάνει άραγε τα σώματα να κινούνται προς τα κάτω, χωρίς να τα σπρώχνει κάποιος; Πώς η Σελήνη στέκει απέναντι από τη Γη; Πώς κρατιούνται σε ισορροπία και τροχιές οι πλανήτες και οι γαλαξίες μέσα στο Σύμπαν;

Η ουσιαστική όμως προσέγγιση για την έρευνα της πρώτης αυτής δύναμης, άρχισε στα τέλη του 16ου και τις αρχές του 17ου αιώνα από τον Γαλιλαίο και το περίφημο πείραμα του πύργου της Πίζας, ο οποίος έθεσε και τις βάσεις για να συνεχίσει ο Νεύτωνας. Η Νευτώνια Φυσική περιέγραψε ακριβώς τις κινήσεις των ουράνιων σωμάτων και εφαρμόζεται μέχρι και σήμερα στις προσγειώσεις και απογειώσεις των αεροπλάνων, των διαστημοπλοίων καθώς και στις τροχιές των τεχνητών δορυφόρων.

Με τον Albert Einstein, η Βαρύτητα "ντύθηκε" με τις διαστάσεις του χώρου και του χρόνου, μέσα από μια καινοτόμο προσέγγιση που γεννήθηκε στις αρχές του 20ου αιώνα (1915), ταράζοντας τα νερά της παγκόσμιας Φυσικής με τη διατύπωση της περίφημης Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας.

Η αναμέτρηση με τον Νεύτωνα ήταν αναπόφευκτη και τελικά επικράτησε ως η πιο πειστική θεωρία που ισχύει και εξηγεί πλήρως τη φύση της Βαρύτητας. Η αξιοπιστία κι η εγκυρότητά της έχουν πλήρως ελεγχθεί και επαληθευθεί. Τελευταία απόδειξη αποτελεί η αποκάλυψη των Βαρυτικών Κυμάτων, κάτι το οποίο είχε προβλεφθεί από τη θεωρία του Einstein και η οποία το 2017 οδήγησε σε βραβείο Nobel τους φυσικούς R.Weiss, K. Thorn και B. Barish με τη χρήση του Ιντερφερόμετρου στο διάσημο πείραμα του L.I.G.O.

Πώς όμως λειτουργεί αυτός ο ακούραστος "εργάτης" που σμιλεύει το Σύμπαν; Ποια είναι η φύση της;

Ας βαδίσουμε, λοιπόν, στα χνάρια των παραπάνω επιστημόνων για να ζήσουμε κι εμείς τον ενθουσιασμό τους μέσα από πειράματα για τη Βαρύτητα, την "πρώτη κυρία" των Δυνάμεων της Φύσης!!!