Проектна діяльність

План навчального проекту

Автор навчального проекту:
Прізвище, ім’я та по-батькові:	Чепура Тарас
Назва навчального закладу:	Східненська ЗОШ І-ІІІ ступенів
Місто, село:	С.Східне

Опис проекту             дослідити вид пам’яті води
Назва проекту:		Таємниці космосу
Основні питання:
	Ключове питання:	Як народжуються чорні діри і який їх вплив на інші космічні тіла?
	Тематичні питання:	Що таке чорні діри? Що таке кавзари? Чому у чорних дір така велика  сила тяжіння? Як виникають міжгалактичні вибухи?
Стислий опис:
Вивчення природи виникнення чорних дір та знайомтво із процесами, які відбуваються у космічному просторі.

Державні освітні стандарти та навчальні програми:

Програма природознавства курсу 4 класу

Навчальні цілі та очікувані результати навчання:

Перевірити, чи насправді існують чорні діри,  чи існує якась загроза нашій планеті

Діяльність учнів:

На протязі декількох днів  відшукував відомості в енциклопедіях , шкільній бібліотеці та Інтернеті

Приблизний час, необхідний для реалізації навчального проекту:

10-20 днів

Вхідні знання та навички:

Знання основ природознавства, астрономії

Матеріали та ресурси:   енциклопедії, Інтернет, відеофільм

Обладнання: комп'ютер, довідники, Інтернет

Друковані матеріали:		Буклет, веб-сайт, звернення
Додаткове приладдя та витратні матеріали:
Ресурси Інтернету:		Енциклопедія «Кирила і Мефодія», Вікіпедія,Інтернет - ресурси http://ua.korrespondent.net/tech/science/1607221-u-centri-chumackogo-shlyahu-znajshli-slidi-spalahu-nadmasivnoyi-chornoyi-diri, http://tsn.ua/nauka_it/hoking-rozpoviv-yak-lyudstvo-zmozhe-vikoristovuvati-chorni-diri-u-vlasnih-cilyah-583771.html
Інше:		Спілкування із учителями школи: Скибою Н. В. Черепащук Д. І.
Диференціація навчання:
	Обдаровані учні:
Оцінювання знань та вмінь учнів:		Участь учня у шкільному та районному конкурсах  захисту учнівських проектів
Ключові слова:		Чорні діри, космос, Всесвіт, гравітація, горизонт подій, енергія,  космічні тіла, галактика, Чумацький шлях

 Проектна робота учня 4 класу Чепури Тараса

Чорні діри, мабуть, одна з найдивовижніших і страхаючих явищ в нашому Всесвіті. Вони виникають, коли термоядерне паливо в зірках величезної маси повністю вигорає і реакція припиняється. Зірки починають остивати, що призводить до зменшення внутрішнього тиску і стиснення тіла під дією гравітації, а потім цей об'єкт починає притягувати та інші об'єкти, дрібніші. Експерти вважають, що з чорними дірами пов'язано безліч самих вражаючих ефектів і явищ, багато з яких ми навіть не можемо собі уявити.

Сила гравітації всередині чорної діри настільки велика, що звідти не може вирватися навіть світло. Отже, діра повинна бути взагалі нерозрізнена на небі. Але не варто забувати, що крім «горизонту подій», межі, після перетину якої світло вирватися назад вже не може, навколо є ще багато об'єктів, які ще не поглинула чорна діра. Коли обертова чорна діра поглинає хмари міжзоряного газу, речовина наближається до неї по спіралі, закручуючись, як вода, що стікає в зливний отвір. І тоді ці об'єкти починають світитися.

Спалахують справжні метеори, тому що тонкий шар газу стискається від різкого падіння і неймовірно швидкого руху космічних твердих тіл і додатково нагрівається від тертя. Коли хмара газу падає безпосередньо в чорну діру, всі частинки стискаються і несуться до її центру, все більше нагріваючись за рахунок тертя. Частки стають настільки гарячими, що не просто світяться яскравим білим світлом: вони вже випромінюють у рентгенівському діапазоні, і 10% від їх маси перетвориться в чисту енергію. Для порівняння: при вибуху боєголовки тільки 0,5% від їх її маси конвертується в енергію. Розумієте? Чорна діра - це область, при попаданні в яку навіть найдрібніших частинок виділяється в 20 разів більше енергії, ніж при ядерному вибуху.

Чорні діри можуть світитися настільки яскраво, що перемагають власну гравітацію. Надмасивна чорна діра може досягати межі Еддінгтона, коли сила безперервного випромінювання перемагає непереборне тяжіння. Випромінювання стає настільки інтенсивним, що виникає справжній зоряний вітер, за рахунок чого частина притягнутого матеріалу відштовхується. Світло може бути настільки інтенсивним, що виштовхне себе навіть з чорної діри.

Чорні діри створюють саме потужне гравітаційне прискорення. Крім того, вони - найважчі об'єкти у Всесвіті. З'єднайте одне з іншим - і отримаєте потужний вибух. До речі, таке вже траплялося, і не де-небудь, а в нашій галактиці.

Завдяки цим двом космічним вибухам у простір кинулось колосальна кількість "бульбашок", що складаються з частинок з високим зарядом енергії. Середня величина такого «міхура» - 25 000 світлових років у поперечнику. Пройшовши через середину галактики, вони стали більше схожі на «лусочку», тобто, придбали плоску форму. Зараз ці бульбашки видно в більшій частині відомого нам космосу і, ймовірно, розширюються протягом уже мільйонів років.

Вчені вважають, що це космічне світлове шоу було викликано зіткненням карликової галактики з нашим Чумацьким Шляхом. У цей момент її центральна чорна діра зіткнулася з нашим Стрільцем, А і була частково поглинена разом, втім, з усією галактикою. Правда, перш ніж бути остаточно «з'їденої» місцевим надгігантом, чорна діра могла по спіралі промчати через нашу галактику. Зараз вчені шукають наслідки цього зіткнення - наприклад, зірки, виштовхнуті з нормальних орбіт, або будь-які інші сліди того, що сталося.

У Всесвіті існує мільйони чорних дір, а космічні об'єкти  є для них потенційної «їжею». Вони настільки яскраві, що раніше ми помилково приймали їх за зірки.

Маленьку чорну діру може постачати масою сусідня зірка, спіймана гравітаційним полем дірки, але ще не розібрана на найдрібніші частинки, щоб бути поглиненою своєї дірою остаточно.

Ввсжаєься, що чорні діри постійно випускають антиматерію. У 1974-му році Стівен Гокінг описав гіпотетичний процес випускання різноманітних елементарних частинок, переважно фотонів, чорною дірою. Процес отримав назву «випромінювання Гокінга».

Ідея в тому, що Всесвіт постійно породжує пари виду «частинка-античастинка». Вони отримують енергію для існування і відразу ж анігілюють один з одним в результаті вибуху гамма-випромінювання, яке повертає енергію назад. Весь процес відбувається настільки швидко, що принцип невизначеності Гейзенберга не може його враховувати.

Але якщо ці віртуальні пари частинка-античастинка виникають на краю горизонту подій, то одна з них поглинається чорною дірою, а інша може продовжувати вільно існувати. Випромінювання Гокінга увазі, що горизонт подій складається з суміші 50/50 матерії і антиматерії, що, погодьтеся, додає Всесвіту деякою вибуховою краси. Теорія звучала б як марення, якби не була створена однією з найрозумніших людей на планеті: Стівен Гокінг продовжує працювати над виявленням цих частинок і підтвердженням своєї гіпотези.

Вчені припускають, що чорі діри можуть вибухати. За законом збереження енергії за все рано чи пізно доводиться платити, навіть якщо «боржником» є чорна діра, яка повинна якось компенсувати одержану ззовні енергію. Для великих чорних дір це не проблема: випромінювання Гокінга занадто мало в порівнянні з поглинанням ними кількісті космічної речовини. А от малі чорні діри цілком можуть випромінювати енергії більше, ніж споживають.

Якщо ж чорна діра споживає менше матерії, ніж випускає, це в кінцевому рахунку може означати її загибель: у підсумку вона просто вибухне. Але не хвилюйтеся - така чорна діра занадто мала, щоб її вибух міг завдати галактиці серйозної шкоди.

Всі знають, що чорні діри поглинають будь-яку речовину, що потрапляє в їх гравітаційне поле. Проте мало кому відомо, що вони можуть ще і випускати гігантські промені енергії, схожі на постріл з космічної гармати. Ця струмінь енергії розміром порівнянна з галактикою M 87 - однієї з найбільших і найближчих галактик до нас. Тобто, такий промінь - це струмінь плазми довжиною 5 000 світлових років.

У той час як чорна діра поглинає речовину, вона також вистрілює поляризованими протонними пучками зі швидкістю, близькою швидкості світла. Причини явища поки знаходяться на стадії вивчення, але вже відомо, що процес здійснюється за допомогою поворотного електромагнетизму і зоряної гідродинаміки, що сприяє «пробиванню» отворів в тканині простору-часу.

На фотографії ви бачите парну галактику 3C321, звідки виривається плазмовий промінь. У лівій нижній галактиці рожевого кольору чорна діра в центрі розташована таким чином, що струмінь з неї потрапляє в синій радіохвильової спектр. Це означає, що космічні гамма-промені, рентгенівські промені і релятивістські частинки відкинуло на відстань 20 000 світлових років від галактик. Рожево-синє яскраве пляма - це місце, де струмінь завдала галактиці великий збиток, знищивши на своєму шляху ті планети і зірки, які могли там перебувати.

Цю чорну діру називають «Зіркою смерті» .

Отже, таємницю чорних дір розкрито. Тепер я знаю, що наша планета  може існувати спокійно.

Але зупинятись на досягнутому я не збираюсь, бо хочу тепер якомога більше дізнатись про так звані "білі діри".