Nå som vi vet hvordan en gas fungerer, kan vi sette den i en boks for å få ting til å fungere. Som en person i en film en gang sa, "The only way humans have ever figured out of getting somewhere is to leave something behind.” I motsetningen til kilden til dette sitatet, vil vi forhåpentligvis ikke sette oss fast i et sort hull i prosessen.
Nå er vi unnslippet planetens gravitasjonsfelt- jippi!! Hittil har vi målt posisjonen og hastigheten til vår rakett sett ifra vår egen planet Isskja. Nå blir ting litt annerledes. I og med at vi skal reise videre ut i rommet, kan vi ikke lenger forholde oss til hvordan ting ser ut for en person som står på vår planet. Vi er rett og slett nødt til å bytte synsvinkel og referanserammen for hva vi måler disse størrelsene i forhold til.
Nå har vi kommet til (muligens) den morsomste delen av simuleringen vår. Nå er det på tide å simulere selve oppskytningen av raketten vår! Du lurer kanskje på hvordan vi skal gjøre dette ...
Nå er det på tide å snakke litt om en helt essensiell del av gassboksen vi har simulert! En gassboks med stort trykk og ingen vei ut blir fort veldig farlig ... Det essensielt for rakettmotoren vår at partiklene inne i gassboksen kommer seg ut derfra, hvis ikke har vi ikke en motor, men en bombe!
Hvis vi skal komme oss ut i rommet, må vi først klare å komme oss opp fra bakken og vekk fra vår planet Isskja. For å få til dette er vi nødt til å bygge en motor kraftig nok til å sende oss langt nok opp i atmosfæren til at tyngdekraften ikke lenger drar oss ned igjen. Hvordan skal man lage noe slikt? La oss starte med det vi vet noe om fra før av: fysikk!
Hei, kjære leser. Hvis du leser dette vil vi først og fremst si gratulerer til deg som en av de utvalgte. Du, sammen med en liten gruppe mennesker som er blitt nøye observert over tid, er vurdert egnet til å ta del i det enorme ansvaret vi hittil har båret på alene.
Resultatene i siste post ga oss avstand og fart i forhold til vår planet sin kjerne, men om vi skal bevege oss helt til en annen planet er det mye mer praktisk å ha avstand og fart i forhold til sola.
Har vi nå alt vi trenger til oppskytning? Er det en ting jeg ikke vil, så er det å sette seg inn i en helt uprøvd rakett bygget av meg selv. Så for å få en litt tryggere oppskytning vil jeg nå simulere hele raketten for å finne ut om vi har nok drivstoff, partikler per gassboks, høy nok temperatur i motorene osv. Vi kan også finne ut av posisjonen til raketten etter vi har nådd verdensrommet, slik at vi kan beregne banen videre.
Hvis vi skal få denne raketten helt ut til verdensrommet, hvor mye drivstoff trenger vi da?
Tidligere denne uken fikk vi omsider til å simulere en gass-boks, men hvordan i all verden skal en gass-boks få oss vekk fra denne planeten?
Vi har fått satt oss ned i de komfortable setene på PC-rommet, og vi kan endelig starte å simulere en rakettmotor. Dette er faktisk rocket science.
Nervene kommer, hvordan skal vi overleve? Hvordan skal vi komme oss vekk helt selv? Vi må finne ut hvordan en rakett fungerer, simulere raketten, bygge raketten, skyte oss selv opp i et helt fremmed solsystem, beregne helt perfekt bane, ha nok mat…
Stopp. En ting av gangen, hva skal jeg starte med? Jeg ser på sjekklisten.
For å lage en rakett, må vi først ha en måte å drive den fremover på, nemlig en motor! Og for å forstå hvordan vi skal bygge en rakettmotor, må vi først forstå hvordan gasser oppfører seg. Når vi har forstått hvordan dette fungerer, kan vi kjøre på med noen simuleringer, for å passe på at vi ikke krasjer med en gang - det hadde vært en dårlig start på romreisen vår.
Under en utgraving ble det funnet noe vi tror er en utenomglobisk romsonde! Den inneholdt en vinylplate laget av gull som spilte av noen rare lyder i tillegg til at den hadde inngraveringer og symboler. I tillegg stod det Voyager 2 på en av sidene. Vi er ikke helt sikker på hva dette betyr enda. Det vi har klart å dekode er at et av inngraveringene var et stjernekart som viser pulsarer, og dermed opphavsstedet til denne sonden. Det som er ekstra spennende er at de fører til dette solsystemet, eller et solsystem i nærområdet! Kanskje det er intelligent liv på en av de andre planetene? For å utforske dette, har vi fått midler både til å simulere og til å bygge en romsonde som skal lande på det vi tror er planeten med best sjanse med liv på. Arkeologene har rekonstruert hva denne romsonden så ut som da den fløy gjennom verdensrommet, som er bildet under.
I kurset AST2000 på Fysikk- og Astronomiprogrammet på Universitetet i Oslo så skal studentene gjennomføre en 'ekte' romferd i en datagenerert verden.
I denne bloggposten skal vi kjøre simuleringen vår og se hvordan det går. For at det skal gå litt fortere, så begynner vi med kun 50 partikler for å se hvordan det går, deretter øker vi til 500.
Endelig! Endelig skal vi begynne å se på simuleringa vår. Andre forskere har allerede laget gass-skya med posisjoner og hastigheter til de 500 partiklene som vi skal simulere. Men før vi begynner å simulere, så må vi, som gode forskere, først sjekke om disse forskerene har gjort jobben sin skikkelig. I denne bloggposten skal vi utforske gass-skya vår og finne ut om den har de egenskapene som vi forventer.
Hvordan kan vi nå gjøre datasimuleringen av stjernedannelse på en vanlig liten datamaskin med de grove antakelsene vi har gjort? Først skal vi se hva vi gjør med tyngdekrafta, deretter hva vi gjør med friksjonskraften, og til slutt hvordan vi beveger partiklene i den forenkla simuleringen vår.
Forenklinger er nøkkelen til fysikken: det er svært få systemer (hvis noen overhodet) som er så enkle at vi kan gjøre nøyaktige beregninger uten å gjøre antakelser, tilnærmelser og forenklinger. Dette er en av tingene som skiller fysikken fra matematikken. Den virkelige verden er for komplisert til at man kan regne helt nøyaktig. Samtidig trenger vi heller ikke å regne helt nøyaktig: vi trenger ikke å regne mer nøyaktig enn nøyaktigheten til måleinstrumentene våre. Hvis måleinstrumentene bare er nøyaktige til første siffer etter komma, så kan vi tillate oss å gjøre tilnærmelser som gjør gir feil svar frem til første siffer etter komma. Men vi bør ha kontroll på hvor store feil vi gjør.
Stjerner fødes fra store gass-skyer, såkalte molekylære gass-skyer. Skyene kan opprinnelig være enorme, flere lysår store. Gassen er tynn og kald, kun noen titalls Kelvin (altså under -200 grader Celcius)! Men Newtons gravitasjonslov funker som alltid: den totale massen fra den innerste delen av skya kan gjøre at gassen i de ytre delene faller ned mot sentrum av skya. Da blir gassen tykkere og mer kompakt med det resultat at gravitasjonskreftene blir enda større. Til slutt blir skya så tett og varm at kjernereaksjoner (såkalte fusjonsreaksjoner, at lettere atomkjerner slår seg sammen og dannere tyngre) kan starte. Disse reaksjonene produserer store mengder energi. Den kompakte gass-skya begynner å lyse og produsere energi: en stjerne har blitt født. For å bedre forstå prosessen med stjernedannelse så trenger vi å lage datasimuleringer. Her skal vi lage en forenklet datasimulering av en sky som kollapser til en stjerne. Vi skal se at problemene for å lage en fullt realistisk simulering er uoverkommelige og at vi må finne mange og store forenklinger.
