Od dzisiaj nowy kilogram!

Jeden ze wzorów kilograma (kopia używana w USA ( US National Institute for Standards and Technology).

Nowe ustalenia wszystkie jednostki definiują w oparciu o procesy lub stałe fizyczne. Wzorzec dla sekundy i metra nie uległy zmianie.  Mając zdefiniowana 1 s, aby zdefiniować jednostkę długości musimy użyć stałej fizycznej, która zawiera długość. Taką wielkością jest prędkość światła w próżni. Mając sekundę i prędkość światła c, możemy zdefiniować 1 metr. Jest to długość drogi przebytej w próżni przez światło w czasie 1/299 792 458 sekundy. Inaczej mówiąc, to taka jednostka długości dla której światło w próżni ma prędkość c=299 792 458 m/s.

  • Aby zdefiniować jednostkę masy musimy użyć stałej fizycznej, która zawiera masę. Korzystamy ze stałej Plancka h używanej w mechanice kwantowej. Wymiarem h jest kg∙m2∙s-1. Kilogram to taka jednostka masy dla której h =  6,626 070 015∙10-34 kg∙m2∙s-1, Oczywiście można by użyć innej stałej fizycznej, na przykład stałej grawitacji G występującej we wzorze na przyciąganie ciał. Niestety tą stałą znamy z dosyć małą precyzją, ok. 0,000046 G jej wartości czyli 0,0046%. Stałą Plancka potrafimy wyznaczyć ze znacznie lepszą dokładnością.
  • Aby zdefiniować jednostkę natężenia prądu 1 A (Amper) musimy mieć stałą fizyczną, w której występuje A. Najłatwiej użyć ładunku elektronu. Ładunek to przecież natężenie prądu mnożone przez czas. A więc 1 A to taka jednostka prądu dla której ładunek elektronu to: 1,602 176 634 ∙ 10-19 A ∙ s.
  • Do określenia jednostki temperatury 1 K (kelwin) używamy stałej Boltzmanna k= 1,380 649 ∙ 10-23 J ∙ K-1 ( = kg ∙ m2∙ s-2∙ K-1). Czyli 1 K to taka różnica temperatury termodynamicznej, która odpowiada zmianie energii cząstki o 1,380 649 ∙ 10-23 J .
  • Zauważmy, że definiując jednostki za pomocą stałych fizycznych, powodujemy, że wartości liczbowe tych stałych są teraz znane dokładnie! Czyli teraz wiemy dokładnie (!!) , że: c=299 792 458 m ∙ s-1, stała Plancka: h= 6,626 070 15 ∙ 10-34 J ∙ s, ładunek elementarny: e=1,602 176 634 ∙ 10-19 C, stała Boltzmanna: k=1,380 649 ∙ 10-23 J ∙ K-1, stała Avogadry NA= 6,022 140 76 ∙ 1023. Ta pozornie cudowna dokładność oznacza jedynie wartość liczbową.

Koło Naukowe Geofizyki zaprasza …

Wielkimi krokami zbliża się 29 września, a z nim pokazy organizowane przez Koło Naukowe Geofizyki w ramach Festiwalu Nauki. Zobaczyć nas będzie można na Wydziale Fizyki, ale także następnego dnia (30 września) na Pikniku Geologicznym na Wydziale Geologii UW. Przedstawimy zjawisko rozchodzenia się fal sejsmicznych i pokażemy ile wazy wiaderko z woda na poszczególnych ciałach Układu Słonecznego.
To jednak nie koniec, w tym roku akademickim KNG UW ma dużo planów na rożnego rodzaju otwarte seminaria, warsztaty, a także wyjazdy. Wkrótce podamy więcej informacji i zaprosimy wszystkich zainteresowanych na spotkanie organizacyjne związane z planowaną działalnością Koła w roku akademickim 2018/2019.
Prezes KNG: Helena Ciechowska

Konferencja EPSC 2018

Gmach główny Technische Univeristat w Berlinie. Skromny napis informuje o kongresie EPSC. Fot. L. Czechowski.

European Planetary Science Congress 2018 w tym roku odbył się w Berlinie w dniach 0d 16 do 21 września w gmachu tamtejszej politechniki (Technische Universität Berlin), niedaleko berlińskiego ZOO. Z zewnątrz gmach robi przyciężkie, ale lepsze wrażenie niż w środku, gdzie mogliśmy oglądać wnętrza godne przeciętnej polskiej uczelni z lat pięćdziesiątych XX wieku :-). Wysoką temperaturę na zewnątrz zapewniało Słońce, zaś w środku gmachu – gorące dyskusje naukowe. Zebrało się prawie 1000 naukowców i studentów zainteresowanych planetami, którzy przedstawili ok. 1250 referatów.  Z Polski przybyło 22 osoby, ale oczywiście Polaków było więcej, bo niektórzy przybyli z innych krajów. Nasz Zakład Fizyki Litosfery przedstawił 4 referaty w formie plakatów lub 15 ustnego referatu, z czego dwa dotyczyły komety 67P/Czuriumow–Gierasimienko (celu misji Rosetta), jeden referat mówił o tektonice Enceladusa i jeden o rzekach na Tytanie. Ponadto swój udział mieliśmy w wynikach prezentowanych przez zespół ExoMars, który miał kilka referatów.

W czasie Kongresu mieliśmy przyjemność założyć nowe towarzystwo naukowe Europlanet Society :-). Europlanet funkcjonowało dotychczas jako niezbyt formalna inicjatywa. Teraz jako towarzystwo naukowe będzie jednak mogło łatwiej i szerzej pomagać w rozwijaniu współpracy międzynarodowej.

Ostatnie dni zapisów na Geofizykę w Geologii!

Trzy składniki programu ExoMArs: orbiter (obecnie krążący wokół Marsa), lądownik (jego lądowanie się nie udało) i łazik przewidziany do wysłania w 2020 r. Uczestniczymy w tym projekcie w ramach grupy w CBK. (ESA Space in images)

 

 

Drodzy kandydaci na studia!

Wszystkich zainteresowanych badaniami planet i Ziemi zapraszamy na studia na kierunku „Geofizyka w Geologii”. Jest jeszcze kilka miejsc w ramach II tury rekrutacji. Oficjalne informacje są na urzędowej stronie Wydziału Fizyki UW a terminy tutaj. Jeśli chcesz dołączyć do naszego grona, zachęcamy do zgłoszenia się na nasze studia.

Zapraszamy! Studiuj z nami!

Nowy budynek Wydziału Fizyki UW przy ul. Pasteura 5 w Warszawie.

Alaska 27 marca 1964 – ogromne trzęsienie ziemi

Olbrzymie trzęsienie na Alasce z 27 marca 1964 (w Wielki Piątek) roku zalicza się do tych największych (drugie co do wielkości). Magnituda trzęsienia (liczona wg współczesnych zasad) wynosiła 9,2. Ilość ofiar była stosunkowo niewielka (139 osób), co wynikło z małej gęstości zaludnienia, bo podczas wstrząsu wystąpiły różnorodne czynniki mogące spowodować zniszczenia i ofiary; silne wstrząsy, otwierające się szczeliny w ziemi, osunięcia i ogromne tsunami. Podobnie jak wiele innych wielkich wstrząsów (w tym tragiczne trzęsienie z 26 grudnia 2004 w pobliżu Sumatry, które pociągnęło śmierć ok. 250 000 ludzi) wstrząs na Alasce był związany z subdukcją. Film USGS dostępny jest tutaj:

Wieki wybuch Wezuwiusza: 24 sierpnia, A.D. 79

Obraz „Ostatni dzień Pompejów” – obraz K. Briułłowa.

Niedawno minęła kolejna rocznica wybuchu Wezuwiusza, który zniszczył rzymskie miasta Pompeje, Herkulanum i Stabie. Jak wspominaliśmy już, podczas niego na miasta te spadło tysiące ton gorących popiołów wulkanicznych oraz lawiny piroklastyczne (chmury gorejące). Ostatecznie miasta zostały przysypane kilkumetrową warstwą popiołów wulkanicznych. Śmierć poniosło tysiące ich mieszkaniowców. Obecnie Pompeje są w dużym stopniu odkopane i dostępne turystom. Tragiczne wydarzenia z 79 roku pokazuje realistyczna animacja dokonana zgodnie z danymi naukowymi.

Chmury gorejące to zawiesiny gorących popiołów w gazach wulkanicznych. Poruszać się mogą z dużymi prędkościami, podobnie jak zwykłe lawiny. To one spowodowały oblepienie ciał mieszkańców (na ogół zmarłych wcześniej wskutek zatrucia gazami) przez popioły. Gipsowe odlewy ciał mieszkańców, obrazujące dramat mieszkańców pokazują kolejne filmy.
Animacja dostępna tutaj:

Komety – co to takiego i jak je badamy?

Warstwa osadowa w basenie Imhotep. Zdjęcie z 14.02.2015, ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA – CC BY-SA 4.0

Zdecydowana większość komet była obserwowana tylko z Ziemi, a więc z bardzo daleka. Takie obserwacje pozwalają analizować gazowo-pyłową otoczkę jądra, ale nie jego geologię. Nawet określenie ogólnego kształtu jądra komety na podstawie dobowych zmian odbitego przez nie światła słonecznego nie zawsze daje prawidłowy wynik. W przypadku komety 67P/Churyumov-Gerasimenko (dalej: 67P/CG) przewidywane było jądro o kształcie kartofla, podczas gdy w rzeczywistości ma ono postać dwu elipsoidalnych brył połączonych szyjką.  Sfotografowanie jądra komety z bliska wymaga użycia sondy kosmicznej, co zostało zrobio

ne tylko dla kilku komet (1P/Halley, 19P/Borelly, 81P/Wild 2, 67P/Churyumov-Gerasimenko, 103P/Hartley 2, 9P/Tempel 1). Zdjęcia te pokazują, że każde jądro jest inne…

K. J. Kosssacki

Więcej w pliku pdf tutaj lub w niedawnym artykule tutaj

 

Geoida nie z tej Ziemi…

Powierzchnia stałego potencjału ( ‚geoida’ – granatowa i powierzchnia fizyczna komety 67P/C-G. Obliczenia L. Czechowskiego.

Jak wiemy, geoida to powierzchnia o potencjale pola grawitacyjnego i siły odśrodkowej równym potencjałowi równemu na powierzchni morza. Od tej powierzchni liczymy wysokości gór i głębokość morza. A więc największe odchylenia geoidy od fizycznej powierzchni Ziemi są mniejsze niż ~11 km. Jest to ponad 1000 razy mniej niż średnica Ziemi. Odchylenia elipsoidy odniesienia (przyjętej w GPS) od geoidy są rzędu +-100 m. Podobnie dobrym przybliżeniem kształtu planety są wybrane powierzchnie ekwipotencjalne. Nie jest tak jednak dla małych ciał Układu Słonecznego. W naszym Zakładzie Fizyki Litosfery zajmujemy się kometami i w ramach badań nad kometami policzyliśmy także kilka powierzchni ekwipotencjalnych  dla komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko. Powierzchnie ciemnoniebieska odpowiada niższej (bardziej ujemnej wartości potencjału) i powierzchnia niebieska odpowiada wyższej wartości potencjału. Niestety żadna z powierzchni ekwipotencjalnych nie da się dopasować blisko fizycznej powierzchni komety. Wnętrza planet i planet karłowatych mają (lub miały) właściwości cieczy i same dopasowały się, mniej więcej, do powierzchni ekwipotencjalnej. Nie jest tak dla małych ciał.  

Inna powierzchnia ekwipotencjalna (o wartości potencjału większej niż niebieska na poprzednim rysunku). Obliczenia L. Czechowskiego.

Za kilka dni szczyt meteorów z roju Perseidów

Piękno starych atlasów. Gwiazdozbiór Perseusza i scena pokazująca antycznego Perseusza z głową zabitej Meduzy. Autor: Sidney Hall (1788–1831). Domena publiczna.

W sierpniu będzie można oglądać kilka rojów meteorów:  Południowe jota Akwarydy (4 sierpnia, średnia), Północne delta Akwarydy (8 sierpnia, średnia), Perseidy (12 sierpnia, wysoka), kappa Cygnidy (18 sierpnia, średnia). Powyżej podano tylko roje o przynajmniej średniej aktywności, data w nawiasach podaje spodziewane maksimum aktywności. Jak łatwo się domyślić, roju Akwarydy należy szukać w gwiazdozbiorze Wodnika. Natomiast radiant Perseidów przesuwa się przez gwiazdozbiory Kasjopei, Perseusza i Żyrafy. Jest to  jeden z najbardziej regularnych rojów meteorów obserwowany od 2000 lat. Ponieważ Księżyc jest bliski nowiu, więc warunki do obserwacji roju mogą być bardo dobre. Rój związany jest z kometą 109P/Swift-Tuttle odwiedzającej nas co 133 lata. Ostatni raz była blisko Słońca w 1992 roku. Orbita komety przecina orbitę Ziemi i istnieje niebezpieczeństwo, że zderzy się z Ziemią lub z Księżycem –  na szczęścia nie w tym tysiącleciu. Meteory z tego roju nazywane są łzami św. Wawrzyńca, bowiem 10 sierpnia przypada rocznica jego męczeńskiej śmierci. Do tego roju nawiązuje także znany piosenkarz John Denver w piosence Rocky Mountain High. Ostatni wymieniony rój, Kappa Cygnidy,  ma radiant w gwiazdozbiorze Łabędzia. Nie muszę przypominać, że zgodnie z tradycją, podczas obserwacji meteoru należy pomyśleć życzenie – podobno odpowiednie życzenia, odpowiednio pomyślane, spełniają się w 99%. 🙂  L. Cz.

Konkurs na nazwę łazika marsjańskiego w ramach misji ExoMars

Artystyczna wizja bezimiennego na razie łazika ExoMars w 2020 r. – juz na Marsie. Credit: ESA/ATG medialab

W ramach misji ExoMars (o której to pisaliśmy już wiele razy) będzie wysłany nowy łazik. Odpowiedzialność za jego przygotowanie wzięła na siebie Agencja Kosmiczna Zjednoczonego Królestwa Wielkiej Brytanii i Irlandii Północnej (lepiej znana pod krótszą nazwą jako Brytyjska Agencja Kosmiczna 🙂  ). Łazik ma być gotowy w 2020 roku, a wylądować na Marsie ma w marcu 2021 r. Ważnym jego zadaniem będzie badanie warunków pod kątem życia na Czerwonej Planecie. Na niedawnym lotniczym festiwalu w Farnbogorough 2018 ogłoszono konkurs na nazwę tego łazika. Więcej o tym konkursie informacji znajdziemy tutaj. Zachęcamy do wzięcia udziału i wybrania pięknej i szczęśliwej nazwy 🙂 .

Dla fanów lotnictwa: na miejsce pokazów (za rok) trafimy wg tej mapy:

A o wrażeniach z lotu Dreamlinerem (czyli podstawowym samolotem PLL LOT – Boeingiem 787) można zorientować się tutaj.