Institutionen för fysik och astronomi

Levande frågelådan

Här kan du se tidigare frågor som har ställts från elever i årskurs 6 i samband med skolaktiviteten Levande frågelådansom arrangeras i slutet av varje år vid Uppsala universitet. Vill du ställa en egen fråga till någon av våra forskare inom fysik och astronomi kan du göra det via länken nedan.

Ställ en fråga till någon av våra forskare inom fysik och astronomi.

Fysikfrågor

Vad skulle hända om man öppnade en läsk på månen?

Om man öppnade en läsk på månen skulle den skumma över väldigt häftigt och läsken skulle spruta ut. På månen finns ingen luft och inget lufttryck som kan "hålla tillbaka" kolsyran, så att den bubblar ut lite sakta som vi är vana vid.

Vad innehåller en raket, varför kan den flyga och hur kan den smälla?

En raket är en projektil som skickas upp i luften genom en förbränning i projektilen själv. Raketer är kända sedan 1200-talet i Kina, främst som fyrverkeri och som signalraketer. Raketer har också använts för att sätta eld på byggnader och för att skada fiender i krig. Men raketer har också kommit att användas som motorer, till exempel inom rymdprogrammen.

Låt oss till exempel ta en raketmotor. Denna raket kan flyga eftersom det finns bränsle i raketen som får reagera kemiskt med syre. Det finns raketmotorer med flytande bränsle och de som har fast bränsle. Exempelvis kan raketmotorn innehålla syre i en tank och bränsle (gas (t.ex. vätgas) eller vätska (t.ex. fotogen)) i en annan tank. Syret och bränslet blandas i något som kallas för brännkammare, antänds sedan och förbränningsgaserna (det som bildas vid antändningen) sprutar slutligen ut genom ett munstycke. Denna raketmotor kommer då att kunna flyga med hjälp av den bakåtriktade reaktionskraften som bildas av de utströmmande förbränningsgaserna. Att driva en raketmotor bygger på samma princip som för sprängmedel. Då man driver ut förbränningsgaserna genom det lilla munstycket och ut i det fria, så sker en stor volymökning av gaserna. Detta ger en explosion (smäll)! 

Varför regnar det?

Regnet kommer från atmosfären. Med atmosfären menas all luft som omger jorden från marken och ända ut till gränsen mot rymden. I atmosfärens nedersta skikt finns bland annat vattenånga. När luften stiger uppåt och avkyls kommer vattenångan att omvandlas till molndroppar. Uppåtvindar inuti molnen kan hålla molndroppar svävande upp till en viss gräns. Blir dropparna för tunga kommer de att falla ur molnen och det regnar. På vägen ner krockar regndroppar med varandra och blir större.

Hur kan man veta vad det blir för väder? 

Det görs väldigt många väderobservationer runt vår Jord. Automatiska väderstationer, väderobservatörer, fartyg, båtar, ballongburna mätinstrument, väderradar, vädersatelliter m.m. rapporterar in vädret från hela Jordklotet. Dessa väderobservationer sammanställs och väderkartor ritas. Uppgifterna från observationerna används för att de stora väderdatorerna skall kunna beskriva hur vädret är på Jorden. På så sätt analyserar vi vädret på jorden. Vi skapar oss en bild över hur vädret är. Bara detta är mycket svårt. Sedan utnyttjas fysikens lagar och datorerna räknar sig fram till hur vädret skall bli. Meteorologerna övervakar detta och gör egna bedömningar, som bygger på erfarenheter från lång tid.

Varför ljuger meteorologer? 

Vi vill givetvis inte ljuga. Det är så svårt att göra väderprognoser så ibland blir det fel. Ibland kan en felaktig observation göra att hela prognosen blir fel. En annan dag så påverkar inte samma felaktiga observation prognosen. Det betyder att vissa dagar så skulle inte längre prognoser än kanske två dagar göras. Men är det måndag eller torsdag så presenteras fem-dagars prognoser oavsett om de är säkra eller inte. Över de stora haven finns det väldigt lite väderobservationer. Därför kan vi inte få tillräckligt bra information om vädret. När det sedan når land kan meteorologerna få en överraskning och prognosen blir fel.

Hur kan det blåsa? 

Det finns olika lufttryck på olika ställen av Jorden. Det hör samman med var det är varmt och kallt i olika delar av atmosfären. Egentligen borde det blåsa från det högre trycket (H) mot det lägre trycket (L). Nu gör det inte det eftersom Jorden snurrar runt. Då får vi en kraft som gör att det blåser medsols runt ett H och motsols runt ett L.

Astronomifrågor

Hur stor är rymden?

Ingen vet hur stor rymden är för vi kan inte se hur långt som helst. Det beror på att Universum ”bara” är 14 tusen miljoner år gammalt.

Hur långt kan vi se då?

Nu måste man prata om ljuset. När du ser en katt som hoppar ner från en stol så ser du egentligen ljuset från katten som kommer in i dina ögon. Ljuset går 30 000 mil/sekund, alltså 7,5 varv runt jorden på en enda sekund! Ljuset är det snabbaste som finns. I astronomin kan man mäta avstånd i ”ljusår”; ett ljusår är så långt som ljuset hinner på ett helt år – otroligt långt! 

En supernova är en exploderande stjärna och Universums häftigaste fyrverkeri. Om två supernovor exploderar, den ena 400 miljoner ljusår bort och den andra 600 miljoner ljusår bort, så ser vi efter 400 miljoner år ljuset från den första och sedan får vi vänta 200 miljoner år till innan vi ser ljuset från den andra. Så eftersom Universum bara är 14 tusen miljoner år gammalt så kan vi inte se hur långt som helst. Många tror att Universum är oändligt stort, men här behöver vi fler forskare för att få veta mer om detta, kanske någon av er vill bli astronom och hjälpa till? Besvarad av Bengt Edvardsson 

Är det sant att rymden växer?

Ja, rymden växer. Åt alla håll vi tittar ser vi galaxer som flyger bort från oss. Då kan man ju tro att vi är precis i mitten av Universum, men så är det inte! Tänk dig att vår galax Vintergatan är ett russin i en jättestor jäsande deg.  Det spelar ingen roll vilket russin vi sitter på, alla andra russin ser ut att fara bort från oss. Besvarad av Bengt Edvardsson 

Det finns stjärnor som är röda, gröna, gula och blå. Finns de i andra färger?

Ja, det finns bruna och vita stjärnor också. Det är temperaturen vid stjärnans yta som bestämmer vilken färg den har. Du kanske någon gång har sett en spisplatta av järn som någon glömt att stänga av? Om det är mörkt i rummet kan man se att plattan lyser mörkröd. Om plattan kunde bli ännu hetare skulle den bli orange, gul, grön, blå och till sist vit. Men så heta kan inte spisplattor bli. De allra hetaste stjärnorna blir vita. De allra kallaste stjärnorna kallar vi för bruna dvärgstjärnor. Vår egen stjärna Solen är ungefär 5500 grader vid ytan och lyser gul. Besvarad av Bengt Edvardsson

Hur nära kan man komma solen?

Man kan säkert bygga en raket för människor och resa runt planeten Venus, som ju ligger närmare solen. Till den innersta planeten Merkurius kan man inte skicka människor. Där är solljuset så starkt att det blir flera hundra grader varmt. Om det finns bly på Merkurius yta skulle det kunna finnas smälta blysjöar. Besvarad av Bengt Edvardsson

Vad gör stjärnorna på dagen?

Stjärnorna gör samma sak på dagen som på natten. Stjärnor är solar som lyser själva, men som är mycket längre bort än solen. Vi ser de inte på dagen därför att vår Sol får jordens tunna luftlager att lysa ljusblått på dagen. 

Vad händer när en stjärna faller?

Ett stjärnfall är ett mycket gammalt namn på något som man nu kallar för en meteor. Det är en liten sten eller isbit som brinner upp flera mil upp i luften när den krockar med jorden med en fart av över 100000 km i timmen! En meteor ser ut som ett långt ljust streck som plötsligt ritas på himlen. Det syns bara under ett par sekunder. 

Meteorerna är mycket gamla rester från den tid då solen och planeterna kom till, som ibland kommer på kollisionskurs med jorden. En del meteorer kommer från asteroidbältet mellan Mars och Jupiter, och andra kommer från kometsvansar. En liten del av meteorerna är så stora att de inte brinner upp helt, utan ramlar på marken. På Naturhistoriska riksmuseet i Stockholm kan man se sådana "Meteoriter" som man hittat på jorden.

Namnet "Stjärnfall" kom till när man trodde att stjärnorna var små ljus på himlen, innan man visste att stjärnor är riktiga solar långt långt bort från jorden och våra välkända planeter.

Finns det utomjordingar? Finns det liv i universum?

Vi vet bara att det finns liv på jorden, men man letar efter liv på Mars, och man letar efter radiosignaler från rymden som kanske kan komma från utomjordingar långt bort i universum, men ännu har man inte hittat något liv. De flesta astronomer tror nog att liv är vanligt i Universum och att livet har uppstått på många håll, och inte bara på vår lilla jord.

Vi vet nu att planeter är mycket vanliga kring andra stjärnor än solen, och att det måste finas miljontals planeter som liknar jorden och där temperaturen är lämplig för att liv skulle kunna bli till.

Vi vet också att samma atomer som finns i oss finns i alla stjärnor och planeter i Universum.

Vi vet alltså inte om det finns liv på andra ställen, men visst vore det mycket spännande att få signaler från andra sidan Vintergatan?

Vad är stjärnor för något?

Stjärnor är "bollar" av het gas som hålls ihop av gravitationen (tyngdkraften). De lyser eftersom de är mycket heta. De hetaste stjärnorna är blå eller vita och de kallaste oranga eller röda. Solen är en ganska vanlig gul stjärna, ungefär 5500 grader varm nära ytan och nästan 16 miljoner grader het i centrum. 

Hur kan solen lysa?

Allt som är varmt lyser, och stjärnor är heta. Solen är ungefär 5500 grader varm på ytan som vi ser och den lyser därför gul. Människor lyser faktiskt också, men i infrarött ljus som är osynligt för våra ögon. Man kan se en människa i absolut mörker om man använder en värmekamera eller en speciell infraröd-kikare.

Varför finns det stjärnor på himlen? 

Man kan säga att det beror på gravitationen eller tyngdkraften som gör att gasen i Universum klumpar ihop sig överallt. När gasen dras ihop blir den het (det kan man känna när man pumpar luft i ett cyckeldäck och ventilen blir varm), och om gasklumpen är mycket stor blir den en stor het stjärna. Om den är mindre blir den en mindre och svalare stjärna. 

Hur lång tid tar det för en stjärna att skapas? 

Det tar bara några 10-tusental år för en riktigt tung stjärna (50 gånger tyngre än solen), men kan ta 100 miljoner år för en lätt stjärna (en tiondedel så tung som solen). 

Hur ser man hur gammal en stjärna är?

En stjärna ändrar färg och ljusstyrka under sitt "liv". Åldern kan man avgöra om man känner till tre olika uppgifter om stjärnan: 
1) Hur ljusstark den är (hur många watt), 
2) Hur het den är (stjärnans färg) och 
3) Hur mycket det finns av olika atomer i stjärnan. Med hjälp av snabba datorer kan man då räkna ut hur stjärnan har fått sin energi genom att bygga ihop lätta atomer till tyngre atomer och hur lång tid det har tagit innan den fått sin nuvarande färg och storlek.

Hur gammal kan en stjärna bli?

Stjärnornas "livstider" är väldigt olika. De allra tyngsta stjärnorna (som kan väga 100 gånger mer än Solen) är mycket ovanliga men "slösar" snabbt bort sin energi. De blir "bara" några miljoner år gamla. Men de allra lättaste stjärnorna (som väger mindre än en tiondedel så mycket som Solen) kan leva i många hundratals miljarder år.

Hur dör en stjärna?

De riktigt tunga stjärnorna, som väger mer än 10 gånger så mycket som solen, exploderar i en fantastisk "supernova- explosion" efter sitt korta liv. Solen och andra medeltunga och lätta stjärnor blåser i slutet av sitt liv bort nästan hela sina ytterlager i en stark stjärnvind. Kvar blir bara stjärnans "kärna" som en mycket het liten "vit dvärg". Denna svalnar långsamt och blir till sist så sval och ljussvag att den blir osynlig.

När kommer solen att slockna? 

Solen är en ganska vanlig stjärna som levt ungefär halva sitt liv nu. Om ca 5 tusen miljoner år har solen blivit en röd jättestjärna som blåst ut hela sitt ytterlager i en stark stjärnvind. Kvar blir då bara solens "kärna" som en mycket het liten "vit dvärg". Denna svalnar långsamt och blir till sist så sval och ljussvag att den blir osynlig.

Vad händer när man sugs in i ett svart hål? 

Man behöver inte vara orolig för det eftersom det inte finns några svarta hål nära vårt solsystem. Men om en människa skulle styra rakt in i ett svart hål skulle hon eller han inte överleva dom enorma tidvattenkrafterna som skulle slita sönder kroppen.

Hur kan jorden vara rund när den uppstod av en stor smäll?

Jorden uppstod inte i en stor smäll, utan i den snurrande skiva av gas och stoftpartiklar som fanns runt Solen när den bildades ur ett stort gasmoln. Alla våra planeter snurrar fortfarande åt samma håll runt Solen och i ett plan som visar var gasskivan var.

Den "stora smällen" (eller "the Big Bang") skedde nästan 10 tusen miljoner år innan Solen och Jorden bildades och efter den fanns den gas som senare har skapat stjärnor och jättestora system av stjärnor som kallas galaxer. Vår galax heter Vintergatan.

Kan man inte dra in luft i näsan i rymden? 

Nej, det finns ingen luft i rymden, så vi kan inte andas där.

Varför är solen rödare när det är solnedgång?

Du vet säkert att solljuset består av alla regnbågens färger. Jordens atmosfär, luften, är ett tunt gaslager ovanför Jordens yta. Den blåa delen av solljuset "studsar" ofta på luftens molekyler och skickas iväg åt sidan. Det är därför himlen är blå. 

På kvällen står solen lågt över horisonten, då måste solljuset gå extra lång väg genom luften eftersom det faller snett in genom jordens atmosfär. Då studsar även en del av det gröna ljuset åt sidan och vi får mest gult, orange och rött ljus direkt från solen. Därför ser solen rödare ut på kvällen.

Kan jorden åka ut ur sin bana? 

Nej, inte av sig själv. Jorden hålls säkert fast i sin bana av Solen med dess starka tyngdkraft. Men om det skulle komma en annan stjärna väldigt nära Solen skulle Jorden och de andra planeterna kunna styras ur sina banor. Nu har vi bra koll på alla stjärnor som finns nära Solsystemet och ingen av dem är på väg åt vårt håll.

Jag har sett i tidningar att det har upptäckts ett nytt solsystem. Är det sant?

Man har upptäckt mer än etthundra andra stjärnor som har egna planeter. Men alla dessa har planetsystem som inte liknar Solens, utan de har jätteplaneter som är mycket större än Jorden och som finns närmare sin stjärna än solsystemets jätteplaneter. Vi har inte så bra teleskop ännu att vi skulle kunna se att Solen har planeter om vi levde på en planet vid en annan stjärna. Men man försöker nu bygga bättre observatorier för att leta efter planetsystem som liknar vårt. 

Vad är ett meteorregn och hur ser det ut?

Ett meteorregn (kallas också meteorsvärm eller meteorskur) kallas det när det kommer många meteorer från samma håll på himlen. Det sker ofta när Jorden i sin bana runt Solen korsar banan för en komet som lämnar grus och is efter sig längs sin bana runt Solen. Varje år vid bestämda datum kommer Jorden in i olika meteorsvärmar.

En meteor (kallas också "stjärnfall") ser ut som ett vitt streck som ritas upp på himlen och som försvinner igen efter ett par sekunder. För 20 år sedan fick jag se ett riktigt meteorregn i augusti. Det var spännande.

Varför svävar man i rymden? 

Om man är långt från stjärnor och planeter kan dessa inte dra en till sig därför att gravitationskraften (kallas också tyngdkraften eller dragningskraften) blir svagare på stora avstånd. Därför blir man kvar där man är eller fortsätter rakt framåt utan att bromsas upp (i rymden finns inget som bromsar upp en).

Om man svävar i rymden, åt vilket håll svävar man då (eftersom det inte blåser)?

Man blir kvar, eller fortsätter rakt fram i all evighet om man har fart. Om man är nära en planet, t ex Jorden, och hoppar av en satellit så blir man själv en egen satellit som snurra runt jorden.

Vad är bortom Vintergatan. Är det planeter eller bara stjärnor och svart?

Vintergatan är vårt gigantiska stjärnsystem, med hundratals miljarder stjärnor, en s k spiralgalax. Det finns hundratals miljarder andra galaxer i den del av Universum som vi kan se. En del är spiralgalaxer och andra ser mer ut som bollar. Så hela Universum verkar vara fullt av galaxer.

Är det sant att man inte åldras i rymden?

Nej, tyvärr, astronauter åldras också i sina rymdfarkoster.

Vad fanns det före Big Bang?

Universum är i dag oändligt stort, vilket betyder att det inte finns någon vägg eller mur någonstans, man kan åka hur långt bort som helst och vägen tar aldrig slut! 

Denna rymd är full med stjärnor, som är samlade i små klungor som vi kallar galaxer. För ca 80 år sedan började man mäta hur dessa galaxer rör sig i rymden, och man insåg att de alla är på väg bort ifrån varandra med stor hastighet. Man kan likna galaxerna vid russin som sitter fast i en jäsande deg: degen (rymden) sväller och de stackars russinen (galaxerna) tvingas följa med!

Men det måste betyda att galaxerna en gång i tiden var väldigt väldigt nära varandra! Om vi går tillbaka 13,7 miljarder år i tiden var alla de planeter, stjärnor och galaxer vi ser omkring oss i dag så nära varandra att de fick plats inuti ett sandkorn. Men vi ser i dag bara en liten bråkdel av alla galaxer som faktiskt finns, så man får tänka sig att rymden för 13,7 miljarder år sedan även då var oändligt stor, och helt fylld med "sandkorn", där VARJE sandkorn alltså innehöll många många miljarder galaxer. Det är detta supertäta, fruktansvärt varma tillstånd som vi kallar för "Big Bang".

Vad fanns då före Big Bang? Problemet som uppstår är att de fysikaliska lagar (en massa regler) som vi använder för att berätta om hur universum ser ut, slutar att fungera när universum är så där tätt som vid Big Bang. Vi kan därför inte gå ytterligare bakåt i tiden och tala om vad som hände då (vi har ju inga lagar som hjälper oss att förstå någonting längre): vi vet helt enkelt inte hur det såg ut före Big Bang. Men man kan ju spekulera (gissa)! 

Den vanligaste spekulationen är, att om man går tillbaka ytterligare lite lite, innan den tidpunkt då lagarna upphör att fungera, närmare bestämt 0,0000000000000000000000000000000000000000001 sekunder ytterligare bakåt (alltså en miljarddels miljarddels miljarddels miljarddels miljondels tiondels sekund!!) - då sjunker universum ihop från att vara oändligt till att vara INGENTING - själva rummet upphör att existera, och tiden slutar att ticka: universum går helt upp i rök! Besvarad av Björn Davidsson

Varför är alla planeter runda?

Det är faktiskt inte alla kroppar i solsystemet som är runda - asteroiderna (som är mycket mycket mindre än planeterna) ser till exempel ofta ut som stora potatisknölar och kan ha nästan vilken form som helst. Så man kanske i stället ska fråga sig: Varför är en del kroppar i solsystemet runda medan andra inte är det?

Anledningen till detta är att det finns två saker som kämpar mot varandra om att få forma en kropp. Det ena är tyngdkraften, gravitationen, som vill "knyckla ihop" materia och bilda kulor eller bollar av allting (det vill säga, göra kroppen rund). Den andra är den hårdhet som finns i de flesta material - ett papper är lätt att rulla till en kula, men en sten knycklar man inte ihop hur som helst! Anledningen till att asteroiderna inte är runda är därför att de väger för lite, tyngdkraften är för svag, för att den ska orka knyckla ihop den sten som asteroiden består av. 

Men en kropp som jordklotet, som är väldigt väldigt tung, innehåller så mycket massa, och har så mycket gravitation, att stenen inte orkar hålla emot - därför är jorden, och de andra planeterna runda! 

Besvarad av Björn Davidsson

Varför är inte jorden platt?

Även om jorden någon gång hade varit platt (vilket vi inte tror att den har varit), så skulle tyngdkraften från all denna materia varit tillräckligt stark för att "knyckla ihop" 
jorden till en boll. Anledningen till att jorden inte är platt är därför att tyngdkraften är mycket starkare än den hårdhet som skulle krävas för att stenen (som jorden består av) skulle lyckas behålla en platt form. 

Besvarad av Björn Davidsson