Ο θαυμαστός Κόσμος μέσα στην τάξη

Από σελίδα της NASA, 4 Μαρτίου 2003

Πως διδάσκουμε τα παιδιά μας για τα θαύματα της Φύσης και τα επιτεύγματα της φυσικής; Οι παλιές ιστορίες για ένα μήλο πάνω στο κεφάλι ενός παιδιού πριν 300 χρόνια δεν πουλάει πια. Οι δάσκαλοι χρειάζονται πρέπει να κάνουν κάτι περισσότερο για να αποσπάσουν τη προσοχή των παιδιών. Μαύρες τρύπες και εκρήξεις σουπερνόβα.

Σε ένα πρόγραμμα που είναι σπόνσορας η NASA, δάσκαλοι και καθηγητές φυσικής παίρνουν πραγματικά στοιχεία κατευθείαν από το Διαστημικό Παρατηρητήριο των ακτίνων-Χ Chandra για να εμπνεύσουν τους μαθητές της τάξης τους. Η NASA προσκαλεί λοιπόν τους δάσκαλους να συμμετάσχουν στο πρόγραμμα αυτό.

Κανένας δεν ξέρει γιατί τα νέα παιδιά βρίσκουν τις μαύρες τρύπες τόσο ενδιαφέρουσες. Ίσως είναι η αύρα ενός μυστήριου αντικειμένου που τυλίγεται στο σκοτάδι. Ίσως είναι η έννοια ότι οι μαύρες τρύπες είναι οι πύλες για τα απόμακρα μέρη του Σύμπαντος ή για "παράλληλες διαστάσεις και κόσμους." Ή ίσως είναι η επιβλητική ισχύς ενός αντικειμένου που καταπίνει τα πάντα κοντά της, ακόμη και το φως.

Οποιοσδήποτε και να είναι ο λόγος, οι μαύρες τρύπες είναι "cool". Και ότι αυτό μπορεί να σημαίνει για την τάξη.

Δεξιά: Η καλλιτεχνική απόδοση μιας μαύρης τρύπας με το συνοδό αστέρι της. Η ίδια η μαύρη οπή μπορεί να είναι αόρατη, αλλά το αέριο και η σκόνη που πέφτουν μέσα σε αυτήν εκπέμπουν ακτίνες X, τις οποίες τα διαστημικά τηλεσκόπια γύρω από τη Γη μπορούν να "δουν".

"Σήμερα οι νέοι παθιάζονται πολύ με τα video games, κι όχι για να μάθουν για τη βαρύτητα, τη μάζα, και την πυκνότητα", αναφέρει ένας αστρονόμος της NASA.

Αλλά ακόμη και τα ειδικά εφέ του Hollywood δεν μπορούν να κρατήσουν το ενδιαφέρον, της τάξης, για φαινόμενα όπως οι μαύρες οπές και τα σουπερνόβα.

Αν όμως λέγατε: "Σήμερα παιδιά, πρόκειται να παρατηρήσουμε στα πραγματικά στοιχεία από ένα πραγματικό τηλεσκόπιο μιας πραγματικής μαύρης τρύπας, περίπου 3.000 έτη φωτός από τη Γη." Μπορείτε να φανταστείτε την έκπληξή τους;

Το μήνυμα στους μαθητές είναι σαφές: αυτά τα καταπληκτικά αντικείμενα είναι πραγματικά , και όλο αυτό το "υλικό" στο βιβλίο υπάρχει τρόπος να γίνει κατανοητό.

Κάτω: Μια εικόνα από το Chandra σε ακτίνες-X της κεντρικής περιοχής του Γαλαξία μας. Μια υπερμεγέθης μαύρη οπή κρύβεται μέσα στο φωτεινό λευκό "μπάλωμα" κοντά στο κέντρο της εικόνας.

Αυτό το καλοκαίρι, από 20-23 Ιουλίου, η NASA θα προσφέρει μια χορηγία για δύο κέντρα, για να βοηθήσει τους δασκάλους ώστε να μεταφέρουν τον ενθουσιασμό της πραγματικής αστρονομίας στις τάξεις τους. Το ένα εργαστήριο θα γίνει κοντά στο διαστημικό κέντρο πτήσης Marshall (MSFC) στην Αλαμπάμα, και το άλλο στο Κέντρο Wright για την Επιστημονική Εκπαίδευση στο Πανεπιστήμιο Medford της Μασαχουσέτης.

Οι εμπειρογνώμονες θα είναι εκεί για να εξηγήσουν τις μαύρες οπές, τις εκρήξεις υπερκαινοφανών, τα δυαδικά αστέρια, τους κομήτες, τους πλανήτες και πολλά ακόμη. Αλλά οι διαλέξεις είναι ακριβώς η αρχή: Οι δάσκαλοι θα μάθουν επίσης να χρησιμοποιούν μια απλή έκδοση του software που κάνουν χρήση οι αστρονόμοι για να μετασχηματίσουν τα ακατέργαστα στοιχεία σε σημαντικά συμπεράσματα. Τα στοιχεία θα προέλθουν από το παρατηρητήριο Chandra των ακτίνων-X, ένα διαστημικό τηλεσκόπιο της NASA ευαίσθητο στις ακτίνες-X. Αυτά τα πραγματικά στοιχεία από το Chandra είναι στον πυρήνα των "βασισμένων στην έρευνα" δραστηριοτήτων των τάξεων, που θα παρουσιάζονται σε αυτά τα εργαστήρια.

"Θα διδάξουμε επιστήμη, όχι με τον παραδοσιακό τρόπο της διάλεξης, αλλά μέσω της ανακαλυπτικής διδασκαλίας που  βασίζεται στην έρευνα", λέει ο Adams, ο οποίος οργανώνει τη συνεδρίαση του Χούντσβιλ.

Το τροχιακό διαστημικό παρατηρητήριο Chandra είναι ιδανικό για την παρατήρηση τέτοιων αντικειμένων όπως οι μαύρες τρύπες και οι υπερκαινοφανείς. Οι μαύρες οπές είναι αόρατες στα κανονικά τηλεσκόπια, φυσικά, γιατί το φως δεν μπορεί να δραπετεύσει λόγω της απέραντης βαρυτικής τους έλξης. Αλλά αυτή η βαρύτητα προσελκύει επίσης την περιβάλλουσα σκόνη και διαστρικό αέριο. "Όταν η ύλη πέφτει προς τη μαύρη τρύπα, θερμαίνεται σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες και εκπέμπει ακτίνες-X", εξηγεί ο Adams. "Έτσι εάν βλέπετε ακτίνες-X να έρχονται από μια περιοχή του ουρανού στηνν οποία εκεί κοντά βρίσκεται κανένα ορατό αστέρι... τότε υπάρχει η πιθανότητα να βρίσκεται εκεί μια μαύρη τρύπα".

Κάτω δεξιά: Ακτίνες X που εκπέμπονται από τη μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας, καταπίνει ύλη.

Οι δάσκαλοι θα είναι σε θέση να δείξουν στους μαθητές τους τις πραγματικές εικόνες αυτών των νεφών από την "καταδικασμένη" ύλη, εξηγώντας τους πώς η γνώση της φυσικής μας αφήνει "να συνδέσουμε τα σημεία" μεταξύ του παρατηρηθέντος νέφους και της κρυμμένης μαύρης οπής στο κέντρο του.

Θα υπάρχουν σε κάθε εργαστήριο περίπου 30 καθηγητές θετικών επιστημών. Φόρμες για υποψηφιότητες υπάρχουν στο Διαδίκτυο στην διεύθυνση HighEnergyTeaching.com .

"Οι υποψήφιοι που θα επιλεχτούν θα είναι εκείνοι που θα μπορούν να πάρουν όσο το δυνατόν περισσότερα από το εργαστήριο",  λέει ο Adams.

Τελικά, θα είναι οι μαθητές που θα πάρουν τα περισσότερα από αυτό το σχολείο της NASA. Στη συναρπαστική αποκάλυψη της πραγματικής επιστήμης πάνω στα σκοτεινότερα αντικείμενα στο Σύμπαν, μπορούν να ανακαλύψουν το φως που η επιστήμη μπορεί να τους φέρει.