ดาราศาสตร์

มีสมการจำลองการสร้างระบบสุริยะหรือไม่?

มีสมการจำลองการสร้างระบบสุริยะหรือไม่?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ฉันต้องการสร้างเครื่องจำลองเพื่อดำเนินการทดสอบตามคุณสมบัติของดาวเพื่อค้นหารูปแบบว่าดาวเคราะห์ก่อตัวอย่างไร มีสมการที่สร้างไว้แล้วสำหรับความสัมพันธ์จำนวนนับไม่ถ้วนเหล่านี้หรือไม่? ต่อไปนี้คือตัวอย่างบางส่วนเพื่ออธิบายเพิ่มเติมว่าฉันต้องการข้อมูลประเภทใด

ตัวอย่างเช่น มวลของดาวฤกษ์สัมพันธ์กับระยะทางของเส้นน้ำแข็งอย่างไร และมีสมการสำหรับประมาณค่านี้อยู่แล้วหรือไม่

ตัวอย่างทั่วไปมากขึ้น ถ้าฉันต้องการทราบวิธีการประมาณการ เช่น อุณหภูมิพื้นผิวของดาวเคราะห์ตามอุณหภูมิและระยะทางของดาว วิธีใดดีที่สุดในการทำเช่นนี้

ตัวอย่างอื่น; หากต้องการค้นหามวลเฉลี่ยที่เป็นไปได้มากที่สุดของดาวเคราะห์ที่มีศักยภาพ ฉันต้องการข้อมูลอะไร ระยะทางถึงดาว? มวลดาว? ระยะห่างจากดาวเคราะห์ที่ใกล้ที่สุด?

อื่น; ฉันจะค้นหาการวัดที่น่าจะเป็นไปได้ขององค์ประกอบของดาวเคราะห์สมมุติ (พื้นผิว/บรรยากาศ/อื่นๆ) ได้อย่างไร

ยินดีต้อนรับข้อมูลใด ๆ อย่างแน่นอน ฉันไม่ต้องการการวัดที่พิสูจน์แล้วหรือแม่นยำในรูปแบบใดๆ หากไม่มีสมการ สิ่งที่ฉันต้องการคือปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาคุณลักษณะเฉพาะ

ฉันต้องการเน้นความเข้าใจของฉันว่าเรื่องนี้เป็นเรื่องที่ซับซ้อนอย่างยิ่งที่จะต้องลงรายละเอียด ทั้งหมดที่ฉันขอคือข้อมูลหรือคำแนะนำใด ๆ

นี่คือคำถามที่เกี่ยวข้องกับภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกของฉัน นอกเหนือจากข้อมูลนี้แล้ว ฉันกำลังมองหาข้อมูลเพิ่มเติม อะไรก็ตามที่สามารถช่วยได้อย่างแน่นอน ฉันกำลังพยายามสร้างรายละเอียดโมเดลให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้


ฉันอาจจะต้องตอบเป็นส่วนๆ ทีละน้อย ดังนั้นฉันขอโทษถ้าฉันไม่สามารถตอบทุกอย่างได้ในขณะนี้

ถ้าฉันต้องการทราบวิธีการประมาณการ เช่น อุณหภูมิพื้นผิวของดาวเคราะห์ตามอุณหภูมิและระยะทางของดาว วิธีใดดีที่สุดในการทำเช่นนี้

อา ฉันเพิ่งเรียนเรื่องนี้เมื่ออาทิตย์ที่แล้ว! สิ่งที่คุณต้องการคืออุณหภูมิประสิทธิผลของโลก ซึ่งสามารถคำนวณได้เป็น $$T=left(frac{L(1-A)}{16 pi sigma D^2} ight)^ {frac{1}{4}}$$ โดยที่ $L$ คือความส่องสว่างของดาว $A$ คืออัลเบโดของดาวเคราะห์ $sigma$ คือค่าคงที่ Stefan-Boltzmann และ $D$ คือระยะห่างจากดาว .

มวลของดาวฤกษ์สัมพันธ์กับระยะห่างของเส้นน้ำแข็งอย่างไร และมีสมการที่จะประมาณค่านี้อยู่แล้วหรือไม่

ฉันไม่สามารถหาสมการที่ชัดเจนสำหรับสิ่งนี้ได้ แต่คำนวณได้ เส้นน้ำค้างแข็งอยู่ห่างจากดาวฤกษ์ในเนบิวลาดาวฤกษ์ซึ่งมีอุณหภูมิประมาณ 150 เคลวิน

หากคุณทราบมวลของดาวฤกษ์ คุณสามารถใช้ความสัมพันธ์ระหว่างมวลกับความส่องสว่างได้: $$left(frac{L}{L_{odot}} ight)=left(frac{M}{M_{ odot}} ight)^a$$ จัดเรียงใหม่เพื่อแก้ปัญหาความส่องสว่าง กฎผกผัน-กำลังสองบอกว่าความเข้มของกำลังลดลงเมื่อระยะห่างจากแหล่งกำเนิดเพิ่มขึ้น: $$I=frac{P}{4 pi r^2}$$ คุณสามารถแก้หา $r$ ถ้าทำได้ หาความเข้มที่ต้องการ: $$r=frac{1}{2}sqrt{frac{P}{pi I}}$$ ที่นี่ $P ประมาณ L$ หาความเข้มที่จำเป็นในการทำให้เนบิวลาร้อนถึง 150 K และคุณพบเส้นน้ำแข็งแล้ว

หากต้องการค้นหามวลเฉลี่ยที่เป็นไปได้มากที่สุดของดาวเคราะห์ที่มีศักยภาพ ฉันต้องการข้อมูลอะไร

ฉันช่วยคุณไม่ได้มากที่นั่น แต่ฉันมีอาหารเรียกน้ำย่อยให้คุณ ความหนาแน่น $ ho$ ของดิสก์รอบดาวที่ระยะ $r$ (ตามที่ Michael Woolfson ระบุใน เกี่ยวกับต้นกำเนิดของดาวเคราะห์) คือ $$ ho (r)=C exp left[-frac{(r-r_{ ext{peak}})^2}{2 sigma ^2} ight]$$ โดยที่ $ sigma$ เป็นค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานหนึ่งค่า และ $r_{ ext{peak}}$ คือค่าความหนาแน่นสูงสุด และ $C$ เป็นค่าคงที่

ตามที่สัญญาไว้ นี่คือบางส่วนเพิ่มเติมที่กำหนดโดยวูล์ฟสัน

ดิสก์สลายตัวเมื่อเวลาผ่านไป ความหนาแน่นของมัน ณ เวลา $t$ ถูกประมาณโดย $$ ho_t= ho e^{- gamma t}$$ โดยที่ $gamma$ เป็นค่าคงที่การสลาย หากคุณเคยเรียนวิชาคณิตศาสตร์มาบ้าง คุณอาจเคยเห็นสมการนี้มาหลายครั้งแล้ว เพียงแค่ใช้ $ ho=y$ และ $gamma=k$

สมการอื่น - จริงๆ แล้ว สมการคู่ - จัดการกับการเพิ่มขึ้นโดยอนุภาคฝุ่นขนาดเล็กในดิสก์รอบดาว ตัวแปรที่เกี่ยวข้องได้แก่: $m$ (มวลของอนุภาค), $t$ (เวลา), $s$ (รัศมีของอนุภาค), $ ho_s$ (ความหนาแน่นของอนุภาค), $ ho$ ( ความหนาแน่นของดิสก์), $f$ (เศษส่วนของตัวกลางที่เป็นฝุ่น), $T$ (อุณหภูมิ) และ $k$ (ค่าคงที่ของ Boltzmann อย่าสับสนกับค่าคงที่ Stefan-Boltzmann)

คู่สมการที่เกี่ยวข้องคือ: $$frac{dm}{dt}=4 pi s^2 ho_s frac{ds}{dt}$$ $$frac{ds}{dt}=frac{ 3f ho}{4} left( frac{kT}{4 pi ho_s^3} ight)^{1/2}s^{-3/2}$$ ใช้สิ่งเหล่านี้ คุณสามารถค้นหา ขนาดและมวลของอนุภาคฝุ่นที่กำหนด ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง


ลิงก์นี้มีตัวจำลองจำนวนมากสำหรับพร็อพเพอร์ตี้แต่ละรายการ ฉันไม่รู้ว่ามันมีทุกอย่างหรือไม่ แต่ฉันหวังว่ามันจะช่วยได้ เครื่องจำลองแต่ละตัวมีสมการที่ใช้ http://astro.unl.edu/animationsLinks.html


Apologia SuperSet™ – Astronomy 2nd Edition with Regular Notebooking Journal

ผู้เขียน Jeannie Fulbright และบรรณาธิการด้านเทคนิคและผู้สนับสนุนเนื้อหา Damian Ludwiczak ซึ่งเป็นวิศวกรของ NASA ได้ร่วมมือกับ Apologia เพื่อสร้าง สำรวจการสร้างสรรค์ด้วยดาราศาสตร์, รุ่นที่ 2

รับส่วนลด 15% เมื่อซื้อ Apologia สำรวจการสร้างสรรค์ด้วยดาราศาสตร์, 2nd Edition, SuperSet™ พร้อมสมุดจดบันทึกทั่วไป ชุดนี้ประกอบด้วย สำรวจการสร้างสรรค์ด้วยดาราศาสตร์, รุ่นที่ 2, ตำราเรียน, Astronomy Regular Notebooking Journal, รุ่นที่ 2 และ ดาราศาสตร์ ฉบับที่ 2 ซีดีเพลง MP3 ชุดนี้ประกอบด้วย Regular Notebooking Journal ที่แนะนำสำหรับเกรด 3-6

โปรดทราบว่าซีดี MP3 จะไม่สามารถคืนได้เมื่อเปิดแล้ว


วิทยาศาสตร์สามารถพิสูจน์การดำรงอยู่ของพระเจ้าได้หรือไม่?

ภาพวาดที่มีชื่อเสียงของการสร้างมนุษย์ เครดิตภาพ: Michelangelo, เพดานโบสถ์น้อยซิสทีน, ผ่าน . [+] วิกิมีเดียคอมมอนส์

มีข้อโต้แย้งที่หลาย ๆ คนสร้าง: ว่าโลกธรรมชาติและการดำรงอยู่ของมนุษย์ในจักรวาลชี้ไปที่ผู้สร้างอันศักดิ์สิทธิ์ที่นำสิ่งเหล่านี้มาสู่การดำรงอยู่ ตามความรู้ที่ดีที่สุดของเรา โลกดำรงอยู่ด้วยเงื่อนไขมากมายที่ยอมให้มีการดำรงอยู่ของเรา และทำในลักษณะที่โลกอื่นไม่สามารถจับคู่ได้

โลกในเวลากลางคืนจากสถานีอวกาศนานาชาติ เครดิตภาพ: ISS expedition 25 / NASA

เราอาศัยอยู่ในสถานที่ที่มีสิทธิพิเศษโดยเฉพาะ เราอาศัยอยู่บนดาวเคราะห์ดวงหนึ่งที่มีส่วนผสมที่เหมาะสมสำหรับชีวิต ได้แก่:

หากคุณมองไปที่โลกอื่นที่เรารู้จัก ความแตกต่างนั้นน่าทึ่งมาก

ภูมิประเทศของเช่นดาวอังคารนั้นไม่เอื้ออำนวยต่อชีวิตอย่างเลวร้ายเมื่อเรารู้จัก ภาพ . [+] เครดิต: Mars Spirit Rover, NASA/JPL/Cornell

การอ้างสิทธิ์ที่มักเกิดขึ้นไม่ได้เป็นเพียงว่าโลกไม่น่าเป็นไปได้ แต่โลกของเราที่มีการบรรจบกันของสถานการณ์ที่ก่อให้เกิดเรา เป็นไปไม่ได้ทางสถิติ แม้แต่เมื่อพิจารณาจากดาวและกาแล็กซีทั้งหมดในจักรวาล การเกิดขึ้นของชีวิตที่ชาญฉลาดนั้นเป็นสิ่งที่คาดไม่ถึงอย่างแปลกประหลาด เนื่องจากปัจจัยทั้งหมดที่จำเป็นในการเกิดขึ้นในลำดับที่ถูกต้อง จักรวาลของเราจึงต้องได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อก่อให้เกิดเรา มิฉะนั้น การโต้เถียงก็ดำเนินไป โอกาสที่เราจะเป็นได้นั้นน้อยมากจนไม่มีเหตุผลที่จะเชื่อว่ามันอาจเกิดขึ้นโดยบังเอิญ

นี่เป็นข้อโต้แย้งที่น่าสนใจมากสำหรับคนจำนวนมาก แต่สิ่งสำคัญคือต้องถามตัวเองสามคำถามเพื่อให้แน่ใจว่าเรากำลังดำเนินการเรื่องนี้อย่างตรงไปตรงมา เราจะผ่านมันไปทีละคน แต่นี่คือสามวิธี ดังนั้นเราจึงรู้ว่าเรากำลังทำอะไรอยู่

  1. ในทางวิทยาศาสตร์ เงื่อนไขที่เราต้องการเพื่อให้ชีวิตเกิดขึ้นคืออะไร?
  2. เงื่อนไขเหล่านี้หายากหรือเป็นเรื่องธรรมดาเพียงใดในที่อื่นในจักรวาล?
  3. และสุดท้ายถ้าเรา อย่า ค้นหาชีวิตในสถานที่และภายใต้เงื่อนไขที่เราคาดหวัง ที่สามารถพิสูจน์การดำรงอยู่ของพระเจ้า?

ทั้งหมดนี้เป็นคำถามที่สำคัญ ดังนั้น ให้การดูแลที่พวกเขาสมควรได้รับ

ใต้ท้องทะเลลึกรอบๆ ปล่องไฮโดรเทอร์มอล ที่ไม่มีแสงแดดส่องถึง ชีวิตยังคงเจริญรุ่งเรือง [+] โลก เครดิตภาพ: NOAA/PMEL Vents Program ผ่าน http://www.pmel.noaa.gov/eoi/

1.) ในทางวิทยาศาสตร์ เงื่อนไขที่เราต้องการเพื่อให้ชีวิตเกิดขึ้นคืออะไร?

กล่าวอีกนัยหนึ่ง สิ่งต่าง ๆ ได้เกิดขึ้นในลักษณะที่เฉพาะเจาะจงมากที่นี่บนโลก แต่มีกี่อย่างที่เราต้องการชีวิตตามที่เราต้องการ เทียบกับจำนวนที่เกิดขึ้นในลักษณะเฉพาะที่นี่ แต่อาจเกิดขึ้นได้ง่าย ภายใต้เงื่อนไขต่าง ๆ ที่อื่น?

สิ่งที่ฉันกล่าวไว้ก่อนหน้านี้อยู่บนพื้นฐานของสมมติฐานที่ว่าสิ่งมีชีวิตใดๆ ก็ตามที่อยู่ข้างนอกนั้นจะเป็นเหมือนเรา ในแง่ที่ว่ามันจะขึ้นอยู่กับเคมีของอะตอมและโมเลกุล เกิดขึ้นกับน้ำที่เป็นของเหลวเป็นความต้องการพื้นฐานในการทำงานของมัน และจะไม่อยู่ในสภาพแวดล้อมที่เรารู้ว่าเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตบนบกทั้งหมด สำหรับเกณฑ์เหล่านั้นเพียงอย่างเดียว เรารู้อยู่แล้วว่ามีดาวเคราะห์หลายพันล้านดวงในกาแลคซีของเราเพียงแห่งเดียวที่เข้าข่าย

Kepler 186f เป็นหนึ่งในตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับดาวเคราะห์ที่มีลักษณะคล้ายโลกมาก เครดิตภาพ : . [+] NASA/Ames/JPL-Caltech.

การศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบของเรา - ของโลกรอบดาวฤกษ์ที่นอกเหนือจากเรา - ได้แสดงให้เราเห็นว่ามีดาวเคราะห์หินจำนวนมากที่โคจรอยู่ในระยะห่างที่เหมาะสมจากดาวฤกษ์ใจกลางของพวกมันเพื่อให้มีน้ำบนพื้นผิวของพวกมัน หากพวกมันมีอะไรที่คล้ายกับชั้นบรรยากาศเหมือนของเรา . เรากำลังเริ่มเข้าใกล้ความสามารถทางเทคโนโลยีในการตรวจจับบรรยากาศภายนอกและองค์ประกอบของพวกมันทั่วโลกที่เล็กเท่ากับของเราในปัจจุบัน เราสามารถเจาะลึกถึงโลกขนาดเท่าดาวเนปจูนได้ แม้ว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์จะพัฒนาไปไกลกว่านั้นในอีกไม่ถึงทศวรรษ .

แต่ไม่มีสิ่งอื่นที่เราต้องกังวลอีกหรือ จะเป็นอย่างไรถ้าเราอยู่ใกล้ใจกลางกาแล็กซี่มากเกินไป ซุปเปอร์โนวาที่มีอัตราที่สูงจะทอดเราและทำให้ชีวิตปลอดเชื้อ จะเป็นอย่างไรถ้าเราไม่มีดาวเคราะห์อย่างดาวพฤหัสบดีเพื่อกำจัดแถบดาวเคราะห์น้อยจำนวนดาวเคราะห์น้อยที่บินมาทางเรา จะไม่ทำลายสิ่งมีชีวิตใดๆ ที่ก่อตัวขึ้นหรอกหรือ? แล้วความจริงที่ว่าเราอยู่ที่นี่ตอนนี้เมื่อจักรวาลยังเด็กอยู่ล่ะ? ดาวหลายดวงจะมีอายุยืนยาวเป็นล้านล้านปี แต่เรามีเพียงอีกราวหนึ่งหรือสองพันล้านปีก่อนที่ดวงอาทิตย์จะร้อนจัดพอที่จะทำให้มหาสมุทรเดือด เมื่อจักรวาลยังเด็กเกินไป มีองค์ประกอบหนักไม่เพียงพอ เรามาถูกเวลาหรือไม่ ไม่ใช่แค่สร้างมันในจักรวาลของเรา แต่ยังได้เห็นกาแล็กซีทั้งหมดก่อนที่พลังงานมืดจะผลักมันออกไป?

มุมมองรังสีอัลตราไวโอเลตในเบื้องต้นของใจกลางดาราจักรเผยให้เห็นภาพดวงดาวที่ซับซ้อนและสลับซับซ้อน [+] แสงที่มองเห็นจะไม่ยอมให้เรามองเห็น เครดิตภาพ: Midcourse Space Experiment (MSX) คอมโพสิตผ่าน http://coolcosmos.ipac.caltech.edu/image_galleries/MSX/galactic_center.html

อาจไม่ใช่สำหรับคำถามเหล่านี้ทั้งหมด! หากเราอยู่ใกล้ใจกลางกาแลคซี่มากขึ้น ใช่แล้ว อัตราการก่อตัวดาวฤกษ์จะสูงขึ้นและอัตราการเกิดซุปเปอร์โนวาก็สูงขึ้น แต่สิ่งสำคัญที่หมายถึงก็คือมีการสร้างองค์ประกอบหนักจำนวนมากขึ้นเร็วขึ้นที่นั่น เปิดโอกาสให้ชีวิตที่ซับซ้อนเริ่มตั้งแต่ครั้งก่อน ที่นี้ในเขตชานเมืองต้องรอให้นานกว่านี้! และสำหรับการฆ่าเชื้อดาวเคราะห์ คุณจะต้องอยู่ใกล้กับซุปเปอร์โนวามากจึงจะเกิดได้ — ใกล้กว่าดาวฤกษ์ทั่วไปมากใกล้ใจกลางดาราจักร — หรืออย่างอื่นในเส้นทางตรงของลำแสงไฮเปอร์โนวา แต่แม้ในกรณีหลังนี้ ซึ่งยังคงหายากอย่างเหลือเชื่อ คุณน่าจะฆ่าเชื้อโลกของคุณเพียงครึ่งเดียวในคราวเดียว เพราะลำแสงเหล่านี้มีอายุสั้น!

แม้แต่ซุปเปอร์โนวาที่อยู่ใกล้เคียงที่โฟกัส มีพลังพิเศษ อาจไม่เพียงพอที่จะดับชีวิตบน . [+] ดาวเคราะห์ที่อาศัยอยู่อย่างทั่วถึง เครดิตภาพ: NASA / JPL

บรรยากาศของพวกมันจะไม่ถูกพัดพาไปอย่างสิ้นเชิง ชีวิตใต้ท้องทะเลลึกน่าจะยังอยู่รอด และมีเหตุผลทุกประการที่จะเชื่อว่าไม่ว่าจะเลวร้ายแค่ไหน สภาพการณ์ก็พร้อมสำหรับชีวิตที่ซับซ้อนที่จะกลับมาอีกครั้ง เมื่อชีวิตยึดครองโลกหรือ "อยู่ใต้ผิวหนัง" ตามที่นักชีววิทยาบางคนกล่าวไว้ ยากที่จะทำลายล้างให้หมดสิ้นไป และสิ่งนี้จะไม่ทำ

สถานการณ์ต่างๆ ของแถบดาวเคราะห์น้อยแต่ละสถานการณ์อาจมีข้อดีสำหรับวิวัฒนาการชีวิตจากด้านใน [+] โลก บางทีอาจไม่มีใครขัดขวางวิวัฒนาการของชีวิตที่ชาญฉลาด เครดิตภาพ: NASA/ESA/A ฟีลด์, เอสทีซีไอ.

ข้อตกลงเดียวกันสำหรับดาวเคราะห์น้อย ใช่ ระบบสุริยะที่ไม่มีดาวเคราะห์คล้ายดาวพฤหัสบดีจะมีดาวเคราะห์น้อยอีกหลายดวง แต่ถ้าไม่มีดาวเคราะห์ที่มีลักษณะเหมือนดาวพฤหัสบดี วงโคจรของพวกมันจะถูกรบกวนเพื่อโยนพวกมันเข้าไปในระบบสุริยะชั้นในหรือไม่? มันจะทำให้เหตุการณ์การสูญพันธุ์เกิดขึ้นบ่อยขึ้นหรือหายากขึ้นหรือไม่? ยิ่งไปกว่านั้น แม้ว่าจะมีผลกระทบเพิ่มขึ้นก็ตาม นั่นจะทำให้ชีวิตที่ซับซ้อน/ฉลาดมีโอกาสน้อยลง หรือเหตุการณ์การสูญพันธุ์จำนวนมากขึ้นจะเร่งความแตกต่างของชีวิต ทำให้สติปัญญามีแนวโน้มมากขึ้นหรือไม่ หลักฐานที่แสดงว่าเราต้องการดาวพฤหัสบดีสำหรับชีวิตนั้นดีที่สุดแล้ว เช่นเดียวกับหลักฐานที่เราจำเป็นต้องอยู่ที่ตำแหน่งนี้ในดาราจักรของเราก็เบาบางเช่นกัน แต่แม้ว่าสิ่งเหล่านั้นจะเป็นความจริง เราก็ยังคงมีโลกจำนวนมาก — แท้จริงแล้วนับสิบถึงร้อยล้าน — ที่ตรงตามเกณฑ์เหล่านั้นในกาแลคซีของเราเพียงแห่งเดียว

และในที่สุด เราก็มากันได้ค่อนข้างเร็ว แต่ส่วนผสมสำหรับดาวและระบบสุริยะอย่างเรานั้นมีอยู่ในกาแลคซีจำนวนมาก หลายพันล้านปีก่อนที่ระบบดาวของเราจะเกิดขึ้น เรายังค้นพบโลกที่น่าอยู่ซึ่งชีวิตอาจมีอายุ 7-9 พันล้านปี! ไม่เลย เราอาจจะไม่ใช่คนแรก เงื่อนไขที่เราต้องการเพื่อให้ชีวิตเกิดขึ้น อย่างดีที่สุดที่เราสามารถวัดได้ ดูเหมือนจะมีอยู่ทั่วดาราจักร และด้วยเหตุนี้ก็น่าจะทั่วทั้งจักรวาลเช่นกัน

โลกที่อาจอยู่อาศัยได้อาจเป็นไปได้รอบ ๆ ดาวฤกษ์ที่หลากหลาย เครดิตภาพ: © ลิซ่า . [+] Kaltenegger (MPIA)

2.) สภาพเหล่านี้หายากหรือพบได้ทั่วไปในที่อื่นในจักรวาล?

นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้ช่วยตัวเองในการประมาณการสมการ Drake ในแง่ดีมากเกินไป: สมการที่ใช้บ่อยที่สุดในการประเมินจำนวนอารยธรรมอัจฉริยะในกาแลคซีของเรา จากวิทยาศาสตร์ทั้งหมดที่นำเสนอในซีรีส์ Cosmos ดั้งเดิมของ Carl Sagan การประมาณสมการ Drake ของเขาอาจเป็นวิทยาศาสตร์ที่เลวร้ายที่สุดในซีรีส์ มาดูตัวเลขจริงกันให้ดีที่สุดที่วิทยาศาสตร์รู้ — พร้อมความไม่แน่นอนที่เป็นจริง — และดูว่าเราได้อะไรมาบ้าง

เท่าที่เราสามารถบอกได้ — คาดการณ์สิ่งที่เราค้นพบกับสิ่งที่เรายังไม่ได้ดูหรือมองเห็น — ควรมีดาวเคราะห์ประมาณ 1 ถึง 10 ล้านล้านดวงในดาราจักรของเราที่โคจรรอบดาวฤกษ์ และที่ไหนสักแห่งรอบๆ 40 ถึง 80 พันล้านคนเป็นผู้สมัครที่มีคุณสมบัติทั้งสามดังต่อไปนี้:

  • เป็นดาวเคราะห์หิน
  • อยู่ในตำแหน่งที่พวกมันจะมีอุณหภูมิเหมือนโลกอย่างสม่ำเสมอ
  • และนั่นควรจะรองรับและรักษาน้ำของเหลวบนพื้นผิวของพวกเขา!

ดังนั้นโลกจึงอยู่ที่นั่น รอบๆ ดวงดาว ในสถานที่ที่เหมาะสม! นอกจากนั้น เราต้องการให้พวกเขามีส่วนผสมที่เหมาะสมเพื่อนำมาซึ่งชีวิตที่ซับซ้อน แล้วสิ่งก่อสร้างเหล่านั้นจะมีโอกาสอยู่ที่นั่นมากน้อยเพียงใด?

โมเลกุลอินทรีย์พบได้ในบริเวณก่อรูปดาว เศษดาวฤกษ์ และก๊าซระหว่างดาว ทั้งหมด [+] ตลอดทางช้างเผือก เครดิตภาพ: NASA / ESA และ R. Humphreys (มหาวิทยาลัยมินนิโซตา)

เชื่อหรือไม่ว่าธาตุหนักเหล่านี้ ซึ่งประกอบเป็นโมเลกุลที่ซับซ้อน เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในจุดนี้ในจักรวาล มีดาวฤกษ์จำนวนพอสมควรที่อาศัยและตายไปจนองค์ประกอบทั้งหมดของตารางธาตุมีอยู่ในความอุดมสมบูรณ์ค่อนข้างสูงทั่วทั้งดาราจักร แต่พวกเขาประกอบอย่างถูกต้องหรือไม่? เมื่อมองไปยังใจกลางดาราจักรของเราเองคือเมฆโมเลกุล Sagittarius B ที่แสดงไว้ที่ด้านบนสุดของหน้านี้ นอกจากน้ำ น้ำตาล วงแหวนเบนซีน และโมเลกุลอินทรีย์อื่นๆ ที่ "มีอยู่" ในอวกาศระหว่างดวงดาวแล้ว เราพบสิ่งที่ซับซ้อนอย่างน่าประหลาดใจ

โมเลกุลอินทรีย์ที่พบได้ทั่วจักรวาล โดยเฉพาะบริเวณใจกลางกาแลคซี ภาพ . [+] เครดิต: Oliver Baum, University of Cologne

เช่นเดียวกับเอทิลฟอร์เมต (ซ้าย) และเอ็น-โพรพิลไซยาไนด์ (ขวา) ซึ่งก่อนหน้านี้เป็นต้นเหตุของกลิ่นราสเบอร์รี่! โมเลกุลซับซ้อนพอๆ กับที่อยู่ภายในเมฆโมเลกุลทุกก้อน ดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ และการไหลออกของดาวฤกษ์ที่เราวัดได้ ดังนั้นด้วยโอกาสนับหมื่นล้านในกาแลคซีของเราเพียงลำพัง และโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่แล้ว คุณอาจคิดว่า — อย่างที่ Fermi ทำ — ว่าอัตราต่อรองของชีวิตอัจฉริยะที่เกิดขึ้นหลายครั้งในกาแลคซีของเราเองนั้นหลีกเลี่ยงไม่ได้

แต่ก่อนอื่น เราต้องสร้างชีวิตจากสิ่งไม่มีชีวิต นี่ไม่ใช่งานเล็ก ๆ น้อย ๆ และเป็นหนึ่งในปริศนาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดสำหรับนักวิทยาศาสตร์ธรรมชาติในทุกสาขาวิชา: ปัญหาของ abiogenesis เมื่อถึงจุดหนึ่ง สิ่งนี้เกิดขึ้นกับเรา ไม่ว่าจะเกิดขึ้นในอวกาศ ในมหาสมุทร หรือในชั้นบรรยากาศ ก็เกิดขึ้น ดังที่พิสูจน์ได้จากดาวเคราะห์ของเรา และความหลากหลายของชีวิตที่โดดเด่น แต่จนถึงตอนนี้ เราไม่สามารถสร้างชีวิตจากสิ่งไม่มีชีวิตในห้องทดลองได้ ดังนั้นจึงยังไม่สามารถบอกได้ว่ามีโอกาสเกิดขึ้นได้มากน้อยเพียงใด แม้ว่าในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมาเราได้ดำเนินการอย่างน่าทึ่ง อาจเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นได้มากถึง 10–25% ของโลกที่เป็นไปได้ ซึ่งหมายความว่ามีดาวเคราะห์มากถึง 20 พันล้านดวงในดาราจักรของเราสามารถมีชีวิตได้ (รวมถึง - อดีตหรือปัจจุบัน - อื่น ๆ ในระบบสุริยะของเราเอง เช่น Mars, Europa, Titan หรือ Enceladus) นั่นคือการประมาณการในแง่ดีของเรา

ดาวเคราะห์อายุน้อยที่มีศักยภาพในการดำรงชีวิตสามารถเติบโตเป็นโลกที่เหมือนโลกหรืออาจ [+] ยังคงไร้ชีวิตชีวาตลอดไป เครดิตภาพ: NASA / JPL-Caltech

แต่ก็อาจจะน้อยกว่านั้นมากเช่นกัน เป็นไปได้ไหมที่จะมีชีวิตบนโลก? กล่าวอีกนัยหนึ่ง ถ้าเราทำการทดลองทางเคมีเพื่อสร้างระบบสุริยะของเราครั้งแล้วครั้งเล่า จะต้องใช้โอกาสหลายร้อย หลายพันหรือหลายล้านครั้งในการทำให้ชีวิตรอดในครั้งเดียวหรือไม่? ในทางอนุรักษ์นิยม สมมุติว่ามีเพียงหนึ่งในล้านเท่านั้น ซึ่งยังคงหมายถึง เมื่อสิ้นสุดการมองโลกในแง่ร้ายของดาวเคราะห์ 40 พันล้านดวงที่มีอุณหภูมิที่เหมาะสม ยังมีดาวเคราะห์อย่างน้อย 40,000 ดวงในกาแลคซีของเราเพียงแห่งเดียวที่มีชีวิตอยู่บนนั้น

แต่เราต้องการบางอย่างมากกว่าที่เรากำลังมองหาสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่ เฉพาะทาง หลายเซลล์ และใช้เครื่องมือ ดังนั้นในขณะที่หลายมาตรการ มีสัตว์ที่ฉลาดมากมาย แต่เราสนใจในความฉลาดประเภทหนึ่งโดยเฉพาะ โดยเฉพาะสติปัญญาประเภทหนึ่งที่สามารถ สื่อสาร กับเราแม้จะมีระยะห่างระหว่างดวงดาวมากมาย! แล้วมันธรรมดาแค่ไหน? ตั้งแต่โมเลกุลอินทรีย์ที่จำลองตัวเองเป็นครั้งแรกไปจนถึงบางสิ่งที่พิเศษและแตกต่างในฐานะมนุษย์ เรารู้ว่าเราต้องการอุณหภูมิคงที่ (โดยประมาณ) เป็นเวลาหลายพันล้านปี ขั้นตอนวิวัฒนาการที่ถูกต้อง และโชคจำนวนมาก อะไรคือโอกาสที่สิ่งดังกล่าวจะเกิดขึ้น? หนึ่งในร้อย? ในแง่ดีบางที นั่นอาจเป็นจำนวนดาวเคราะห์เหล่านี้ที่มีอุณหภูมิคงที่ หลีกเลี่ยงหายนะการสูญพันธุ์ 100% วิวัฒนาการหลายเซลล์ เพศ แยกความแตกต่างและปรับสมองให้มากพอที่จะเรียนรู้การใช้เครื่องมือได้ในที่สุด

เมื่อสติปัญญา การใช้เครื่องมือ และความอยากรู้อยากเห็นรวมกันเป็นสายพันธุ์เดียว บางทีอาจอยู่ในระหว่างดวงดาว [+] ความทะเยอทะยานหลีกเลี่ยงไม่ได้ เครดิตรูปภาพ: แหล่งที่มาของต้นฉบับ Dennis Davidson สำหรับ http://www.nss.org/ ดึงมาจาก Brian Shiro ที่ Astronaut For Hire

แต่มันอาจน้อยกว่านี้มาก เราไม่ได้เป็นผลสืบเนื่องของวิวัฒนาการอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้มากเท่ากับอุบัติเหตุอันน่ายินดีของมัน แม้แต่หนึ่งในล้านก็ดูเหมือนจะมองโลกในแง่ดีเกินไปสำหรับโอกาสที่สัตว์ที่ดูเหมือนมนุษย์จะวิวัฒนาการไปในโลกที่เหมือนโลกด้วยส่วนผสมที่เหมาะสมสำหรับชีวิต ฉันจินตนาการได้อย่างง่ายดายว่ามันจะต้องใช้โลกเป็นพันล้าน (หรือมากกว่านั้น) ) เพื่อให้ได้สิ่งที่เหมือนมนุษย์ออกมาเพียงครั้งเดียว

หากเราใช้การประมาณการในแง่ดีของการประมาณการในแง่ดีข้างต้น บางทีอาจมีโลก 200 ล้านดวงที่สามารถสื่อสารกับเราได้ในกาแลคซีของเราเพียงแห่งเดียว แต่ถ้าเรามองในแง่ร้ายเกี่ยวกับทั้งการเกิดขึ้นของชีวิตและโอกาสที่มันจะบรรลุความฉลาด มีโอกาสเพียงหนึ่งใน-25, 000 ที่ดาราจักรของเราจะมีอารยธรรมดังกล่าวเพียงแห่งเดียว กล่าวอีกนัยหนึ่งชีวิตคือการเดิมพันที่ยอดเยี่ยม แต่ชีวิตที่ชาญฉลาดอาจไม่เป็นเช่นนั้น และเป็นไปตามการประมาณการทางวิทยาศาสตร์ที่สมเหตุสมผล แต่ถือว่าเราซื่อสัตย์เกี่ยวกับความไม่แน่นอนของเราที่นี่ด้วย ดังนั้นเงื่อนไขของชีวิตมีอยู่ทั่วไปทุกหนทุกแห่ง แต่ชีวิตเองอาจเป็นเรื่องธรรมดาหรือหายาก และสิ่งที่เราพิจารณาว่าชีวิตที่ชาญฉลาดอาจเป็นเรื่องธรรมดา หายาก หรือไม่มีอยู่จริงในดาราจักรของเรา เมื่อวิทยาศาสตร์ค้นพบมากขึ้น เราจะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งนั้น

การเข้าถึง การแพร่ภาพ และการฟังหลักฐานของผู้อื่น กลับกลายเป็นความว่างเปล่าและเปล่าเปลี่ยว [+] ผลลัพธ์ เครดิตรูปภาพ: Victor Bobbett

3.) ถ้าเราไม่พบชีวิตในสถานที่และภายใต้เงื่อนไขที่เราคาดหวัง นั่นสามารถพิสูจน์การดำรงอยู่ของพระเจ้าได้หรือไม่? แน่นอนว่ามีคนที่จะโต้แย้งว่าไม่ แต่สำหรับฉัน นั่นเป็นวิธีที่แย่มากในการวางความเชื่อของคุณ พิจารณาสิ่งนี้:

คุณต้องการหรือต้องการความเชื่อของคุณในต้นกำเนิดอันศักดิ์สิทธิ์หรือเหนือธรรมชาติของจักรวาลเพื่อให้เป็นไปตามสิ่งที่อาจพิสูจน์หักล้างในทางวิทยาศาสตร์หรือไม่?

ฉันเปิดกว้างมากเกี่ยวกับ ไม่ ข้าพเจ้าเองเป็นผู้มีศรัทธา แต่มีความเคารพอย่างสูงต่อบรรดาผู้ศรัทธา สิ่งมหัศจรรย์เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์คือสำหรับทุกคนที่ต้องการมองดูจักรวาลเพื่อหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ เหตุใดความเชื่อของคุณในพระเจ้าจึงต้องการให้วิทยาศาสตร์ให้คำตอบเฉพาะสำหรับคำถามนี้ที่เรายังไม่รู้คำตอบ ความเชื่อของคุณจะสั่นคลอนหรือไม่ถ้าเราพบว่า เฮ้ เดาสิ เคมีทำงานเพื่อสร้างชีวิตบนโลกใบนี้ในแบบเดียวกับที่เคยเกิดขึ้นในโลกนี้ คุณจะรู้สึกเหมือนได้รับชัยชนะทางจิตวิญญาณบางประเภทหรือไม่หากเราสำรวจกาแลคซีและพบว่ามนุษย์เป็นสายพันธุ์ที่ฉลาดที่สุดในโลกของทางช้างเผือก?

ทางช้างเผือกที่หอดูดาวลาซิลลา เครดิตภาพ: ESO / Håkon Dahle

หรือความเชื่อของคุณ ไม่ว่ามันจะเป็นอะไรก็ตาม จะยืนหยัดต่อความจริงทางวิทยาศาสตร์ใดๆ ก็ตามที่จักรวาลเปิดเผยเกี่ยวกับตัวมันเอง ไม่ว่ามันจะเป็นอะไร? ตามความเห็นของนักวิทยาศาตร์แทบทุกคนที่ศึกษาจักรวาล มีความเป็นไปได้สูงที่โลกอื่นจะมีสิ่งมีชีวิต และมีโอกาสที่ดีมาก ถ้าเราลงทุนเพื่อค้นหาจักรวาล เราจะสามารถค้นพบ ลายเซ็นทางชีวภาพครั้งแรกในโลกอื่นภายในรุ่นเดียว ไม่ว่าจะมีชีวิตที่ชาญฉลาดนอกโลก หรือโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ชีวิตที่ชาญฉลาดนอกโลกในดาราจักรของเราที่ยังมีชีวิตอยู่ในตอนนี้ เป็นเรื่องที่น่าสงสัยมากกว่า แต่ผลลัพธ์ของคำถามทางวิทยาศาสตร์นี้ไม่สนับสนุนหรือไม่ชอบการดำรงอยู่ของพระเจ้าอีกต่อไป มากกว่าลำดับว่าปลาหรือนกที่วิวัฒนาการมาเป็นอันดับแรกบนโลกจะเอื้อประโยชน์หรือไม่ชอบการดำรงอยู่ของเทพ

อาจมีหรือไม่มีโลกอื่นที่คล้ายคลึงกันมากกับโลกของเรา แต่ผลลัพธ์ก็ไม่ได้เป็น [+] จำเป็นต้องเป็นตัวบ่งชี้ถึงการมีอยู่ของพระเจ้า เครดิตภาพ: Wikimedia Commons / Lucianomendez

ความจริงของจักรวาลเขียนไว้บนตัวจักรวาลเอง และเราทุกคนเข้าถึงได้ตลอดกระบวนการสอบสวน เพื่อให้ความเชื่อที่ไม่แน่นอนยืนหยัดเป็นคำตอบที่จำเป็นต้องมีความรู้ทางวิทยาศาสตร์ เราทุกคนทำลายภาพลวงตาของความรู้ — หรือบรรลุข้อสรุปก่อนที่จะได้รับหลักฐาน — เป็นสิ่งทดแทนที่ไม่ดีสำหรับสิ่งที่เราอาจมาเรียนรู้จริง ถ้าเพียงเท่านั้น เราถามคำถามที่ถูกต้อง วิทยาศาสตร์ไม่สามารถพิสูจน์หรือหักล้างการดำรงอยู่ของพระเจ้าได้ แต่ถ้าเราใช้ความเชื่อของเราเป็นข้ออ้างในการสรุปว่าในทางวิทยาศาสตร์ เราไม่พร้อม เราจะเสี่ยงต่อการพรากสิ่งที่เราอาจได้เรียนรู้อย่างแท้จริง .

เมื่อตำแหน่งประธานาธิบดีของโอบามาใกล้จะสิ้นสุดลงและตำแหน่งประธานาธิบดีของทรัมป์เริ่มต้นขึ้น ฉันขอวิงวอนให้คุณ: อย่าปล่อยให้ศรัทธาของคุณ ไม่ว่าคุณจะปิดบังความสุขและความมหัศจรรย์ของโลกธรรมชาติ ความสุขของการรู้ — ในการหาคำตอบสำหรับคำถามสำหรับตัวเราเอง — เป็นสิ่งที่พวกเราทุกคนไม่ควรถูกหลอก ขอให้ศรัทธาของคุณ ถ้าคุณมีเพียงหนึ่งเดียว ใช้เพื่อส่งเสริมและเสริมสร้างคุณเท่านั้น อย่าเอาความอัศจรรย์ของวิทยาศาสตร์ไป!


ใช่. ในทางเทคนิค ระบบอื่นควรเรียกว่า 'ระบบดาว'

ในแง่หนึ่งคุณพูดถูก นับว่าเป็นการเหมาะสมที่จะกล่าวถึงกลุ่มดาวเคราะห์ ดาวหาง และอุกกาบาตที่โคจรอยู่รอบ ๆ เช่น เรกูลัส ว่าเป็น "ระบบดาวเคราะห์ที่มีดาวดวงเดียวเป็นศูนย์กลาง"

แต่เราสามารถแก้ตัวให้คำว่า "ระบบสุริยะอื่น" ที่สั้นกว่านั้นมีความหมายที่ชัดเจนและพูดง่ายกว่า

แม้ว่าจะไม่ชัดเจนสำหรับผู้พูดภาษาอังกฤษคนเดียวว่าคำว่าสุริยะหมายถึงดวงอาทิตย์และไม่ใช่ดาวทั่วไป แต่ก็ชัดเจนสำหรับผู้พูดภาษาโรมานซ์ที่เป็นเช่นนั้น ดังนั้น นิพจน์ "ระบบสุริยะ" ในพหูพจน์จึงมีความแปลกประหลาดในทันทีเมื่อหมายถึงระบบดาวเคราะห์อื่นหรือระบบดาว (ขึ้นอยู่กับว่าคุณต้องการเน้นสมาชิกของระบบดาวเคราะห์หรือไม่)

จะเป็นความโปรดปรานของประชาคมระหว่างประเทศที่จะเลิกใช้ "ระบบสุริยะ" ในแง่นี้


1 คำตอบ 1

ข้อผิดพลาดในการวัดที่เป็นไปได้ barycenter ของระบบสุริยะในข้อมูล NASA คืออะไร

ไม่สามารถสังเกต barycenter ได้โดยตรง แทนที่จะเป็นปริมาณที่คำนวณได้ ตำแหน่งของจุดศูนย์กลางแบรีจะถูกระบุได้อย่างง่ายดายหากเอกภพเป็นคาร์ทีเซียน (ไม่ใช่) หากเราสามารถสังเกตตำแหน่งของวัตถุทั้งหมดในระบบสุริยะได้พร้อมกัน (เราทำไม่ได้) และถ้าเราทราบมวล ของวัตถุเหล่านั้นทั้งหมด (เราไม่ทำ)

ในการพัฒนาระบบสุริยะ ephemeris ผู้สร้างแบบจำลองเริ่มต้นด้วย an ลำดับความสำคัญ ชุดของมวล ตำแหน่ง และความเร็วของวัตถุที่ประกอบเป็นระบบสุริยะในยุคใดยุคหนึ่ง จากนั้นจึงแพร่กระจายไปข้างหลังและข้างหน้าในเวลา สถานะการแพร่กระจายจะถูกนำไปเปรียบเทียบกับการสังเกตเพื่อให้ได้ค่าประมาณความผิดพลาด มีการสังเกตวัตถุเหล่านี้ที่ไม่สมบูรณ์และค่อนข้างผิดพลาดจำนวนมาก ซึ่งกระจัดกระจายไปตามกาลเวลา ค่าประมาณข้อผิดพลาดเหล่านี้ใช้เพื่อแนะนำการประมาณการที่ดีขึ้นของสถานะ (มวล ตำแหน่ง และความเร็ว) ในช่วงเวลาที่ (ในอุดมคติ) ลดความคลาดเคลื่อนกำลังสองถ่วงน้ำหนักสะสม วงจรจะวนซ้ำจนกว่าจะไม่เห็นการปรับปรุงเพิ่มเติม

การประมาณมวลของวัตถุ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งคือพารามิเตอร์ความโน้มถ่วง) ดีขึ้นอย่างมากในการเข้าชมครั้งแรกโดยดาวเทียมประดิษฐ์ไปยังวัตถุนั้น การประมาณการจะดีขึ้นไปอีกเมื่อเราส่งบางสิ่งขึ้นสู่วงโคจรเกี่ยวกับวัตถุในระบบสุริยะ

ตัวอย่างเช่น โพรบจูโนกำลังจะไปถึงดาวพฤหัสบดีและโคจรรอบมัน สมมติว่าทุกอย่างเป็นไปตามแผน ย่อมส่งผลให้การสังเกตมวล ตำแหน่ง และความเร็วของดาวพฤหัสบดีดีขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เนื่องจากดาวพฤหัสบดีเป็นวัตถุที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะอื่นที่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์ การสังเกตการณ์ที่ได้รับการปรับปรุงเหล่านี้จึงทำให้ได้แบบจำลองระบบสุริยะที่ได้รับการปรับปรุงอย่างมากมาย

ระยะทางจากจุดศูนย์กลางบารีถูกเขียนด้วยความแม่นยำสูงสุด 14 ตำแหน่งทศนิยม (ใน AU) มุมเขียนด้วยความแม่นยำถึงทศนิยม 4 ตำแหน่ง (เป็นองศา) อะไรคือข้อผิดพลาดที่เป็นไปได้สำหรับมุมและระยะทาง?

หากคุณขอเวกเตอร์แทน คุณจะได้ความแม่นยำสิบหกตำแหน่ง โดยอย่างน้อยห้าตำแหน่งเป็นนิยายล้วนๆ เนื่องจากพารามิเตอร์ความโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์นั้น "เท่านั้น" ที่ทราบความแม่นยำประมาณ 11 ตำแหน่ง ดวงอาทิตย์ประกอบด้วยมวลเกือบ 99.9% ของระบบสุริยะ เพิ่มในดาวเคราะห์ยักษ์สี่ดวงและคุณจะได้รับมากกว่า 99.99% ของมวลของระบบสุริยะ ความไม่แน่นอนในมวล ตำแหน่ง และความเร็วของวัตถุทั้งห้านั้นเป็นปัจจัยสำคัญที่ขับเคลื่อนความไม่แน่นอนในตำแหน่งของศูนย์กลางแบรี


การสร้างแบบจำลองและการจำลองแผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์อย่างแม่นยำด้วย simulink-MATLABLA

มีการพัฒนาขั้นตอนเฉพาะในการสร้างแบบจำลองและจำลองแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 36 เซลล์-50 วัตต์โดยใช้วิธีการวิเคราะห์ นิพจน์ทั่วไปของวงจรสมมูลเซลล์สุริยะได้รับการตรวจสอบและนำไปใช้ โดยไม่มีข้อสันนิษฐานที่มีอิทธิพลใดๆ ภายใต้สภาพแวดล้อม Simulink/MATLAB R2020a วิธีการนี้มีพื้นฐานมาจากการแยกพารามิเตอร์ที่จำเป็นทั้งหมดโดยใช้ประโยชน์จากพารามิเตอร์ที่มีอยู่จากแผ่นข้อมูลของแผงเซลล์แสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์ และโดยการประมาณความชันที่สภาวะไฟฟ้าลัดวงจรและวงจรเปิดของลักษณะแรงดันไฟในปัจจุบัน ซึ่งโดยปกติแล้วจะมีให้โดยพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ ผู้ผลิตแผงภายใต้เงื่อนไขการทดสอบมาตรฐาน (STC) ผลกระทบของการแผ่รังสีแสงอาทิตย์และอุณหภูมิได้รับการพิจารณาในการสร้างแบบจำลอง ระบบของสมการไม่เชิงเส้นควบคู่สำหรับกระแสความอิ่มตัวของไดโอด ปัจจัยในอุดมคติของไดโอด และความต้านทานแบบอนุกรมและแบบแบ่ง เพื่อสร้างแบบจำลองโมดูล PV ที่แม่นยำซึ่งใช้ในการจำลองและวิเคราะห์ของเรา พารามิเตอร์ที่ขึ้นกับอุณหภูมิที่จำเป็นได้ถูกดึงออกมาเป็นครั้งแรก ที่การฉายรังสี STC ที่ 1,000 W/m 2 พบว่าเส้นโค้ง IV-V จำลองนั้นเหมือนกับกราฟทดลองที่จัดทำโดยผู้ผลิตแผงโซลาร์เซลล์ กำลังขับสูงสุดของโมดูล PV เพิ่มขึ้นจาก 8.75 W เป็น 50 W เมื่อการฉายรังสีเปลี่ยนแปลงจาก 200 W/m 2 เป็น 1000 W/m 2 ที่อุณหภูมิ STC ที่อุณหภูมิสูงกว่า STC และสำหรับการฉายรังสีดวงอาทิตย์เท่ากัน กำลังไฟฟ้าของโมดูล PV จะลดลงประมาณ 14.5% เมื่ออุณหภูมิในการทำงานถึงค่า 65 °C เท่านั้น อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอุณหภูมิต่ำกว่า STC กำลังส่งจึงเพิ่มขึ้นประมาณ 7.4% เกินกว่ากำลังสูงสุดของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ได้รับการจัดอันดับ ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิพลังงานที่คำนวณได้คือ −0.39%/ o C ซึ่งค่อนข้างใกล้เคียงกับค่าที่ผู้ผลิตแผงโซลาร์เซลล์ให้มา

นี่คือตัวอย่างเนื้อหาการสมัครสมาชิก เข้าถึงผ่านสถาบันของคุณ


มาตรฐานการเรียนรู้

2016 แมสซาชูเซตส์กรอบหลักสูตรวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี/วิศวกรรม

ความเข้าใจเกี่ยวกับธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ (Crosscutting Concepts): ความรู้ทางวิทยาศาสตร์มีประวัติซึ่งรวมถึงการปรับแต่งและการเปลี่ยนแปลงทฤษฎี แนวคิด และความเชื่อเมื่อเวลาผ่านไป

วิทยาศาสตร์คือความพยายามของมนุษย์: ความรู้ทางวิทยาศาสตร์เป็นผลมาจากความพยายาม จินตนาการ และความคิดสร้างสรรค์ของมนุษย์ บุคคลและทีมงานจากหลายประเทศและหลายวัฒนธรรมได้มีส่วนร่วมในวิทยาศาสตร์และความก้าวหน้าทางวิศวกรรม

กรอบหลักสูตรประวัติศาสตร์และสังคมศาสตร์แมสซาชูเซตส์

ประวัติศาสตร์โลก I มาตรฐานการเรียนรู้: การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์และการตรัสรู้ในยุโรป
WHI.33 สรุปว่าการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์และวิธีการทางวิทยาศาสตร์นำไปสู่ทฤษฎีใหม่ของจักรวาลได้อย่างไร และอธิบายความสำเร็จของผู้นำการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ รวมถึงเบคอน โคเปอร์นิคัส เดส์การต กาลิเลโอ เคปเลอร์ และนิวตัน

มาตรฐานวิทยาศาสตร์ยุคหน้า
ความเชื่อมโยงกับธรรมชาติของวิทยาศาสตร์: แบบจำลองวิทยาศาสตร์ กฎหมาย กลไก และทฤษฎีที่อธิบายปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ
ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์เป็นคำอธิบายที่พิสูจน์ได้สำหรับบางแง่มุมของโลกธรรมชาติ โดยอิงจากข้อเท็จจริงที่ได้รับการยืนยันซ้ำแล้วซ้ำเล่าผ่านการสังเกตและการทดลอง และชุมชนวิทยาศาสตร์จะตรวจสอบแต่ละทฤษฎีก่อนที่จะยอมรับ หากมีการค้นพบหลักฐานใหม่ที่ทฤษฎีไม่รองรับ โดยทั่วไปแล้ว ทฤษฎีนี้จะถูกปรับเปลี่ยนตามหลักฐานใหม่นี้. (HS-ESS1-2), (HS-ESS1-6)


มีสมการจำลองการสร้างระบบสุริยะหรือไม่? - ดาราศาสตร์

โครงการ 63: Solar System Dynamics

    ในโครงการนี้ คุณจะใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Swinburne เพื่อเรียกใช้ชุดการจำลองผ่านเว็บอินเทอร์เฟซเพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของดาวเคราะห์ ในการทำโครงงานนี้ คุณจะต้องคุ้นเคยกับคณิตศาสตร์และคอมพิวเตอร์ แม้ว่าคุณจะไม่ได้ถูกคาดหวังให้เขียนโค้ดคอมพิวเตอร์ของคุณเอง แต่คุณจะต้องทำพีชคณิตบ้าง To achieve high marks in this project you will need to explore the equations that govern the dynamics of the Solar System and explain the difference between numerical and physical instabilities by try to produce unstable planetary systems!

You are not required to write or run any software yourself. The code will not be modified by you (though we can certainly discuss various aspects as the project progresses and I may be able to modify the program for you) and it is run on our machines here at Swinburne. You will, however, need to be logged on to the Internet while working on the numerical experiments.

  1. to understand the equations that govern the dynamics of the Solar System
  2. to understand numerical instabilities resulting from a bad choice of the timestep parameter. This type of numerical instability is due to approximations in converting the mathematical equations that govern the system into discrete equations used in the numerical scheme and
  3. to experiment with the parameters (such as planetary mass, eccentricity and semi-major axis) to try and make a physically unstable system - and explain why the resulting system is - or is not - stable.

A good place to start would be with your textbook. Read up on the basic background material in the chapter Gravitation and the Motions of the Planets (Universe, Kaufmann and Freedman). You may also want to read the section on extrasolar planets and the essay on Aliens Planets. If you have The New Solar System (Beatty, Petersen & Chaikin), you could read the sections on the origin of the Solar System and other planetary systems. This will give you a general idea of how to attack this topic.

You could then do a detailed websearch on "solar system dynamics", "planetary dynamics", "planetary motions", "celestial mechanics", "gravitation" and variations on those themes.


Myths, Symbols and Legends of Solar System Bodies

Author: Rachel Alexander
Publisher: Springer
ISBN: 978-1-4614-7067-0
Price: £22.99 (Pb) 252pp

As well as being interested in the scientific discipline of astronomy, I am also intrigued by the history of astronomy and how ancient peoples interpreted the night sky and celestial bodies through mythology. This book, though, is not one I’d recommend to make sense of the myriad stories that various cultures around the world have told about the Sun, Moon and planets.

There is an overload of legends and anecdotes crammed into every chapter, covering mythologies as wide ranging as Greek, Egyptian, Celtic, Japanese, Polynesian, to name but a few. However, it comes across as a messily written barrage of information rather than a smooth, engaging narrative. Other than chapters for each Solar System body, there is no cohesion within the chapters themselves, no sense of chronological or geographical order to the myths mentioned – the information is all over the place. It reads like an encyclopedia that has been compiled in the most haphazard manner. It’s a rare example of reading something that overwhelms and disappoints in equal measure.

There are also some serious errors. A couple that I found was one sentence saying that the Sun will ‘explode’ at the end of its life, and another says that Venus, when viewed with the naked eye, has a ‘reddish hue’. These errors make me question the credibility of the book as a whole. Sometimes the same sentences are repeated several times, and at times sentences contradict each other one example is the aforementioned ‘exploding Sun’. In a later paragraph, it is mentioned that the Sun will expand into a red giant.

It is a shame, as the subject of astronomy in mythology, legends, art and popular culture is a fascinating one.


ดาราศาสตร์

The Astronomy Department at Foothill College offers lecture and laboratory classes with astronomy professor Dr. Geoff Mathews. Courses in solar system and stellar astronomy provide you with a non-technical introduction to the worlds with which we share our solar system, the life and death of stars, the formation of galaxies, and the evolution of the universe.

Dr. Mathews leads the Foothill AstroSims project, which aims to sustain the existing pool of astro-education simulations as well as developing new simulations covering previously unaddressed topics. Our long-time faculty member Andrew Fraknoi retired in June 2017.

Degree & Program Types

We do not offer a degree or certificate program in Astronomy. However, the astronomy courses meet general education requirements for other degrees offered.

The Foothill College Observatory

Located on the main campus near the Krause Center for Innovation, the observatory provides students and community members with the opportunity for first-hand exploration of the wonders of the universe. The observatory is open on Friday nights from 9 to 11 p.m. and on Saturdays from 10 a.m. to noon. Due to concerns surrounding COVID-19, the observatory will be closed until further notice.

The Silicon Valley Astronomy Lecture Series

Founded in 1999, the Silicon Valley Astronomy Lecture Series lectures are presented on six Wednesday evenings during each school year at Foothill College. Speakers over the years have included Nobel-prize winners, members of the National Academy of Sciences and many other well-known scientists explaining astronomical developments in everyday language.

The series, moderated by Foothill College Astronomy instructor emeritus Andrew Fraknoi, is sponsored by the Astronomical Society of the Pacific, the SETI Institute, the University of California Observatories, and Foothill College. Topics range from the exploration of the planets to the speeding up of the expanding universe from planets around other stars to black holes at the centers of distant galaxies.

Lectures are free to the general public, and video versions of the lectures (starting February 2013) are available on the lecture series YouTube Channel. Free audio files (podcasts) of the lectures from 2005 through 2017 are available through some podcast streaming services.

The Peninsula Astronomical Society

The Peninsula Astronomical Society holds its meetings on the campus of Foothill College at 7:30 p.m. on the second Friday of each month in room 5015 next to Parking Lot 5. There is a $3 charge for parking — visitor parking permits are available from the machines in the parking lots (see map). Meetings feature lectures by prominent members of the professional and amateur communities, and are open to the public.

Astronomy on the Web

For further explorations of the universe, check out these selected astronomy sites on the Web.

Silicon Valley Astronomy Lecture Series

On May 26, 7pm, live streamed on YouTube, Dr. Adam Frank, University of Rochester professor and award-winning author, will give a free, illustrated, non-technical talk: A Little Talk About Aliens: Techno-signatures and the New Science of Life in the Universe .

Questions? We're Here to Help!

David Marasco, Dept. Chair

Division Office Contacts

To meet with the dean, contact the Student & Faculty Support Center.

Or drop in for Virtual Office Hours on Wednesdays, 2-4 p.m. Join by Zoom

© Foothill College 12345 El Monte Road, Los Altos Hills, CA 94022 · Established in 1957 ·


ดูวิดีโอ: หลกฐานทสนบสนนทฤษฎบกแบง โลกและอวกาศ บทท 1 (กันยายน 2022).