Lehrtätigkeit, die von Edoardo Ceccarelli, Giulia Campitiello und Stefano Sotira während des Doktoratskurs “ Designing innovative public engagement activities” am Universität Bologna 2023 entworfen wurde.
Kurze Beschreibung der Aktivität:
Das Universum besteht hauptsächlich aus einer Reihe von Strukturen die als Galaxien bezeichnet werden. Sie haben verschiedene Formen und Typen. Die Milchstraße beherbergt das Sonnensystem in der wir leben. Sie ist eine von vielen Spiralgalaxien. Der Name dieser besonderen Objektkategorie leitet sich von der besonderen innen Gasverteilung, die die Forme einer Spiralen nimmt.
Ziel dieser Aktivität ist es herauszufinden, wie Spiralgalaxien entstehe, durch den Bau eines 3D- Modells.
Materialen
- Dicker ellipsenförmiger, blauer Karton mit Loch in der Mitte (wie im Bild rechts), um die Schiebe der Galaxie darzustellen, auf die die anderen Elemente geklebt werden sollen
- Watte, um die Arme der Galaxie zu reproduzieren
- Seidenpapier rot, blau weiss/gelb um Sterne zu kreieren (alternativ kann auch Stoffputz oder Stoffbällchen verwendet werden)
- Roter Ballon , um den Kern der Galaxie zu erschaffen
- Stein in den Ballon, um das schwarze Loch im Zentrum der Galaxie darzustellen
- PVA Kleber
- Temperafarben und Pinsel (zum Einfarben des Pongo, oder Details zum Modell hinzufügen)
- Stiften oder Kugelschreibern
- Unterstützende Slides (gedrückt oder projizierte, Herunterladen hier verfügbar)
Vorbereitung der Aktivität
Bereiten Sie bevor Starten die blaue Karten als Basis der Galaxie. Es gibt keine empfohlene Größe, wichtig ist, dass der Karton dick genüg ist, um alle anderen Elemente zu tragen, die darauf geklebt werden sollen.
Material auf den Tisch stellen, so dass es übersichtlich und während der Aktivität leicht zugänglich ist.
Das empfohlene Mindestalter für die Teilnahme beträgt 8 Jahre.
Beschreibung der Aktivität
Einführung
Nutzen Sie die unterstützende Slides für eine kurze Tour durch die Milchstrasse und ihre Bestandteile, mit kollektive Diskussion statt Erklärung.
Um die Interaktion zu fördern, können folgende Fragen gestellt werden: “Voraus bestellt sich das Universum? In welcher Galaxie befinden wir uns? Wie sieht unsere Galaxie aus? Woraus besteht sie?”
Um zu erzählen, wie das Universum gebildet wird, kann man eine Metapher verwenden: wenn wir uns das Universum als eine größe Stadt vorstellen, sind die Galaxien häuser, die Sterne Bausteine, mit dem Gas und allem darhin enthaltenen Materialen.
Die Spiralgalaxien sind ein Typ von Galaxien, so genannt weil das Material sich in den Armen einer riesigen Spirale verteilt.
Die Milchstraße is auch eine Spiralgalaxie Wenn man im Inneren wohnt, kann man sie nicht in ihrer Gesamtheit beobachten. Es ist wie in einer Wohung gesperrt sein und nicht zu wissen, welche Form der Palast hat: Die Struktur lässt sich nur an den innen Wänden erahnen, und auz dem fenster schauen. Aber wir warden nie wissen, wie es gemacht ist.
- Die Scheibe (aus Karton): reich an Gas und Sternen, meist blau, sehr dünn;
- Kern (dargestellt durcj den Balloon in der Mitte der Scheibe): es handelt sich um eine spherische/elliptische rote Struktur, weil sie aus rote Sternen besteht, und keine Gas hat
- Arme: aus Gaswolken und Sternen zusammengesetzt (aus Baumwolle dargestellt). Hier sind die Sternen mehr als in der Scheibe. In ihnen entstehen die neue Sterne
- Sterne (in Form von Seidenpapier- oder Pappkugeln): sind blau, rot oder gelb/weiss, in verschiedene Grösse; sie befinden sich sowohl auf die Scheibe als auich auf den Armen;
- schwarzer Loch (dargestellt durch den Kiesel im Ballon): es befindet sich am Zentrum der Galaxie, im Kern. Innerhalb einer Galaxie können mehrere schwarze Löcher existieren, aber der mittlere ist massiver, das heißt er hat eine größere Schwere
Aufbau des Modells
Am Ende des einleitenden Teils, geht der Modellbau weiter. Die Auswahl der zu verwenden Materialien – um jede Komponente darzustellen – kann gemeinsam mit dem Publikum getroffen werden. Man kann sich überlegen, welches Material das beste ist (zum Beispiel, stellt Baumwolle die Gaswolken der Arme gut dar; anderseits, eigen sich Pappel- oder Seidenpapier-kügel für Stere, usw.).
Es wird empfohlen, dieses Schema zu befolgen:
- zeichnen Sie auf der Scheibe (Karton) Umrisse der Armen der Galaxie, nach dem Beispiel auf der Folien (slides)
- den PVA-Kleber innerhalb der gezeichneten Armen verteilen
- die Baumwolle kleben
- aus Seidenpapier/Knete-Kugeln formen und auf die Baumwolle un den Karton kleben
- Kieselstein in den Ballon stecken, Ballon aufblasen und in das Loch im Zentrum des Karton einklemmen
- Sie können eine gelbe Stern hinzufügen, der sich von den anderen im Randbereich der Arme unterscheidet, und unsere Sonne darstellt
- Gleiches gilt für schwarze Kugeln zum kleben auf der Scheibe und/oder Armen, zur darstellung der anderen schwarzen Löcher
Erklärung des physikalischen Prozesses
Die wichtigsten Bestandteile des Universums sind die Galaxies, die wir uns vorstellen können, wie viele Häuser einer Stadt. Im Fall von Spiralgalaxien, so genannt wegen der besonderen Form, die das Material in ihnen annimt, sind die Ziegel die Scheibe von blauen Sternen und Gas, der Kern roter Sternen, das schwarze Loch contenuto darin, die Arme von Gaswolken und Sternen.
Die Farbe der Sternen hängt von der Temperatur und Alter ab: die blaue Sternen sind die jüngsten und wärmsten, während rote Sterne die ältesten und kältesten sind. Dazwischen liegen die gelben und weisse Sternen. Unsere Sonne, zum Beispiel, ist ein gelber Stern.
Die Sterne innerhalb der Spiralgalaxien bilden sich hauptsächlich in den Armen: in diesen Strukturen ist die Gasdichte so hoch, dass sie Kernreaktionen begünstigt, die Sterne am Leben behalten.
Wenn ein sehr großer una massereciher Stern das Material im Inneren erschöpft, fällt es auf sich selbst, indem es auf wenig Raum viel Material umschließt. Das gebildete Objekt – ein schwarzer Loch – hat eine so hohe Schwerkraft, dass es alles in der Nähe erfaßt, auch das Licht. Deshalb nennt man sie schwarze Löcher, denn aus unserer Perspektive sehen wir sie als dunkle Löcher im Himmel. Es handelt sich doch um ein sphärisches Objekt.
Die Spiralgalaxie, zu der unser Sonnensystem gehört, ist die Milchstraße. Vom Boden aus, sehen wir sie als einen Streifen im Himmel. Die Sonne befindet sich im Arm des Orion, in einem Vorort, so dass wir die vieln Objekte in der Galaxie beobachten können, ohne von der enormen Leuchtkrafts des Kerns gestört zu werden. Insbesondere, zeigt die nordliche Hemisphäre außerhalb der Galaxie: die südliche Hemisphäre zeigt aus das galaktische Zentrum.
