test wyboru Ewolucja Wszechświata

Fizyka

zasady

40 pytań (40 x 50 sekund + 40 x 15 sekund)

Każde pytanie ma 4 możliwe odpowiedzi.

Odpowiedzi prawidłowych może być od 1 do 4.

Należy podać tylko prawidłowe odpowiedzi.

n.p. w pytaniu 50 prawidłowe są odpowiedzi a i c, nieprawidłowe b i d – piszemy wtedy:

50ac

Maksymalna liczba punktów..............40

Zaliczenie ............................................ 21 punktów

prawidłowe odpowiedzi i wyniki zamieszczone będą na stronie:

www.if.pw.edu.pl/~wosinska/dydak

zaczynamy...

każde pytanie wyświetlane będzie przez 50 sekund

1. Wszechświat po okresie rozszerzania zacznie się kurczyć, jeśli

a. gęstość materii Wszechświata jest dostatecznie mała.

b. gęstość materii Wszechświata jest dostatecznie duża.

c. ponownie nastąpi era inflacji.

d. krzywizna czasoprzestrzeni Wszechświata jest dodatnia.

2. Przesunięcie ku czerwieni za. oznacza, że fala była wyemitowana,

gdy Wszechświat był z razy mniejszy.

b. oznacza, że fala była wyemitowana, gdy Wszechświat był z+1 razy mniejszy.

c. równe jest stosunkowi zmiany długości fali do długości fali wyemitowanej ze źródła /em

d. wyraża się wzorem:c

vz

Prędkość oddalania

Prędkość światła

3. Krzywizna Wszechświata z czasem:

a. maleje

b. rośnie

c. nie zmienia się

d. początkowo rosła, a potem zaczęła się zmniejszać

4. Promień horyzontu zdarzeń Wszechświata

a. to największy zasięg obserwacji teleskopów najnowszej generacji.

b. zwiększa się z upływem czasu.

c. to odległość jaką światło przebyło w czasie życia Wszechświata.

d. to odległość do najdalszych obserwowanych kwazarów.

5. W okresie inflacji przestrzeń Wszechświata rozszerzyła się:

a. więcej niż 1040 razy w czasie krótszym niż 10-34 s po Wielkim Wybuchu.

b. milion razy w czasie około 10-3 s.

c. miliard razy w czasie 1 s po Wielkim Wybuchu.

d. ponieważ ujemne ciśnienie spowodowało odpychającą siłę grawitacyjną.

6. Wykres przedstawia zależność prędkości rotacji gwiazd w galaktyce od odległości od centrum galaktyki. Czy odstępstwo od praw Newtona można wytłumaczyć:

a. tym, że prawa Newtona są przybliżone i trzeba stosować Ogólną Teorię Względności.

b. istnieniem ciemnej materii.

c. niezerową stałą kosmologiczną.

d. prawem Hubble’a

Prawa dynamiki Newtona

Obserwowana zależność

7. Ciemna materia:

a. stanowi 50% materii świecącej i składa się głównie z planet i wygasłych gwiazd.

b. stanowi około 90% materii Wszechświata.

c. to materia Wszechświata w tak zwanej „Ciemnej Erze”, przed powstaniem gwiazd.

d. nie zawiera cząstek Modelu Standardowego.

8. Które zdanie jest prawdziwe?

a. Ekspansja Wszechświata w przeszłości zwalniała, a teraz przyspiesza.

b. Najszybsza ekspansja była w epoce inflacji.

c. Ekspansja Wszechświata przyspiesza od Wielkiego Wybuchu.

d. Ekspansja Wszechświata zwalnia od Wielkiego Wybuchu.

9. Oddziaływanie między kwarkami

a. zwiększa się ze wzrostem odległości.

b. zmniejsza się ze wzrostem odległości.

c. nie zależy od odległości.

d. to oddziaływanie silne.

10. Które zdanie jest prawdziwe?

a. Oddziaływania słabe to najsłabsze znane oddziaływania.

b. Nośniki oddziaływań słabych mają wielkie masy (~80 GeV) i dlatego zasięg tych oddziaływań jest mały.

c. Oddziaływania słabe są zawsze słabsze niż oddziaływania elektromagnetyczne.

d. Oddziaływania słabe i elektromagnetyczne są porównywalne na odległościach rzędu 10-18 m.

11. Okres obrotu pulsara

a. stale się zmniejsza

b. stale się zwiększa

c. zwiększa się, a co pewien czas skokowo maleje (glicz)

d. zmniejsza się, a co pewien czas skokowo rośnie (glicz)

12. Przed erą hadronową

a. była era leptonowa.

b. materia występowała w postaci plazmy kwarkowo-gluonowej.

c. neutrina utraciły równowagę termodynamiczną z innymi cząstkami.

d. promieniowanie oddzieliło się od materii.

13. W końcu ery leptonowej (14 sekunda) nastąpiła anihilacja elektronów i

pozytonów w wyniku czego

a. neutrina stały się cząstkami swobodnymi – powstało tło neutrinowe.

b. powstała ogromna liczba fotonów i jednocześnie temperatura promieniowania wzrosła.

c. powstała ogromna liczba fotonów i jednocześnie temperatura promieniowania zmalała.

d. wszystkie elektrony i pozytony zamieniły się w fotony.

14. Pierwotna nukleosynteza zakończyła się po około 3 minutach ponieważ:

a. temperatura spadła poniżej temperatury minimalnej dla reakcji termojądrowej.

b. wyczerpały się zapasy protonów, z których mogły się tworzyć jądra.

c. ustaliła się równowaga między liczbą jąder helu i trytu.

d. Protony i lekkie jądra miały za małą energię kinetyczną, aby zbliżyć się dostatecznie.

15. Po zakończeniu pierwotnej nukleosyntezy

a. masa helu stanowiła około 25% masy wodoru, a masa litu poniżej 1% masy wodoru.

b. masa helu stanowiła około 25% masy wodoru, a masa tlenu około 0,1% masy wodoru.

c. materia Wszechświata składała się z jąder wodoru, deuteru, 4He, 3He i litu.

d. materia w 95% składała się z wodoru.

16. Przez pierwszych 300 tys. lat Wszechświat jest nieprzezroczysty dla promieniowania, ponieważ

a. fotony są pochłaniane przez jądra helu.

b. na skutek zderzeń z elektronami droga swobodna fotonów jest bardzo mała.

c. fotony oddziałują z neutrinami.

d. materia Wszechświata składa się z atomów silnie pochłaniających promieniowanie.

17. Dyski akrecyjne przedstawione na ilustracji

a. powstały wokół kwazarów o różnych masach

b. powstały wokół czarnej dziury (dysk a) i wokół gwiazdy neutronowej (dysk b)

c. powstały wokół czarnej dziury (dysk b) i wokół gwiazdy neutronowej (dysk a)

d. powstały wokół czarnej dziury lub gwiazdy neutronowej, ale nie można określić, czym jest ciało centralne.

a

b

18. Promieniowanie reliktowe pochodzi z czasu, kiedy

a. zakończyła się nukleosynteza.

b. promieniowanie oddzieliło się od materii.

c. zakończyła się era dominacji promieniowania.

d. swobodne elektrony zostały przyłączone do jąder i powstały atomy.

19. Różne kolory na rysunku oznaczają:

a. fluktuacje temperatur promieniowania reliktowego spowodowane fluktuacjami gęstości materii z epoki rekombinacji.

b. fluktuacje polaryzacji promieniowania reliktowego związane z fluktuacjami gęstości materii z epoki rekombinacji.

c. fluktuacje natężenia promieniowania reliktowego spowodowane pochłanianiem promieniowania przez gaz międzygalaktyczny.

d. fluktuacje temperatur promieniowania reliktowego spowodowane niedoskonałością aparatury rejestrującej to promieniowanie.

20. Które zdanie jest prawdziwe?

a. Galaktyki układają się w skomplikowane struktury otaczające olbrzymie puste obszary.

b. Wielka Ściana Galaktyk to iluzja spowodowana błędną oceną odległości galaktyk.

c. Brak danych obserwacyjnych o rozkładzie galaktyk we Wszechświecie.

d. Galaktyka to zbiorowisko zderzających się często gwiazd.

21. Galaktyki eliptyczne

a. zawierają większość gwiazd młodych i duże ilości pyłu i gazu.

b. zawierają prawie wyłącznie gwiazdy stare i znikome ilości pyłu i gazu.

c. zawierają większość gwiazd starych i duże ilości pyłu i gazu.

d. są zwykle starsze od galaktyk spiralnych.

22. Pierwsze gwiazdy powstały

a. 200 mln lat po Wielkim Wybuchu. b. 2 miliardy lat po Wielkim Wybuchu. c. miliard lat po Wielkim Wybuchu.d. 10 miliardów lat temu.

23. Większa część masy białego karła przypada na jądro:

a. żelazowo-niklowe.

b. węglowo-tlenowe.

c. wodorowo-helowe.

d. helowo-węglowe

24. Gwiazda przesuwa się z punktu A do B na diagramie HR, gdy

a. rozpoczyna się zamiana wodoru w hel.

b. rozpoczyna się spalanie węgla.

c. kończy się zapas wodoru w jądrze.

d. zamienia się w białego karła

A B

25. Najszybciej ewoluują gwiazdy

a. najbardziej masywne.

b. o masach nie przekraczających 0,8 masy Słońca.

c. z gromad kulistych.

d. podobne do Słońca

26. Biały karzeł to gwiazda

a. w której ciśnienie zdegenerowanego gazu elektronów równoważy grawitację.

b. w której ciśnienie wytwarzane przez intensywne reakcje termojądrowe równoważy grawitację.

c. w której ciśnienie zdegenerowanego gazu neutronów równoważy grawitację.

d. stanowiąca ostatnie stadium ewolucji gwiazdy podobnej do Słońca.

a. W gwiazdach o masach większych niż 3 masy Słońca nukleosynteza kończy się na ołowiu.

b. W gwiazdach o masach większych niż 3 masy Słońca nukleosynteza kończy się na żelazie.

c. W gwiazdach o masach mniejszych niż 3 masy Słońca nukleosynteza kończy się na żelazie.

d. W gwiazdach o masach zbliżonych do masy Słońca nukleosynteza kończy się na węglu.

27. Które zdanie jest prawdziwe?

28. Gwiazda neutronowa

a. pozostaje po wybuchu supernowej II typu.

b. tworzy się, gdy na skutek reakcji termojądrowej zabraknie jąder wodoru (protonów) w centrum gwiazdy.

c. jest pozostałością po ewolucji gwiazdy zbyt małej, aby utworzyć czarną dziurę, ale zbyt dużej, aby powstał biały karzeł.

d. jest pozostałością po ewolucji każdej gwiazdy.

29. Jądra złota i uranu powstały

a. w gwiazdach neutronowych.

b. w dyskach akrecyjnych czarnych dziur.

c. podczas wybuchu supernowej.

d. w reakcjach termojądrowych w masywnych gwiazdach.

30. Pulsar to

a. szybko wirująca gwiazda neutronowa.

b. źródło pulsującego promieniowania radiowego o okresie rzędu sekund lub ułamków sekund.

c. gwiazda zmienna zwana też cefeidą.

d. układ składający się z czarnej dziury i superolbrzyma krążących wokół wspólnego środka masy.

31. Gwiazda neutronowa

a. ma promień od 10 do 20 km i masę zbliżoną do masy Słońca.

b. ma promień podobny jak Ziemia i masę zbliżoną do masy Słońca.

c. ma promień od 10 do 20 km i masę co najmniej 3 razy większą niż masa Słońca.

d. może mieć dowolną masę i promień.

32. Wybuch supernowej typu Ia

a. to końcowy etap życia bardzo masywnej gwiazdy.

b. spowodowany jest akrecją materii przez białego karła, co powoduje zmniejszanie jego promienia.

c. spowodowany jest akrecją materii przez białego karła, co powoduje zwiększanie jego promienia.

d. wyzwala zawsze taką samą ilość energii, dzięki czemu supernowe Ia mogą służyć jako tzw. „świece standardowe”.

33. Cefeidy to

a. pulsujące olbrzymy i superolbrzymy.

b. gwiazdy wymarłe, które zakończyły swą ewolucję.

c. gwiazdy zmienne, których jasność absolutna i okres zmian jasności są ze sobą związane.

d. gwiazdy używane do wyznaczania odległości we Wszechświecie („świece standardowe”).

34. Promień Schwarzschilda

a. określa rozmiar horyzontu zdarzeń czarnej dziury.

b. jest maksymalnym promieniem białego karła.

c. określa obszar wokół czarnej dziury, z którego nie ma ucieczki.

d. jest minimalnym promieniem gwiazdy neutronowej.

35. Z ogólnej teorii względności wynika, że wszystkie własności

czarnej dziury można przewidzieć na podstawie trzech wielkości:

a. masy, ładunku i momentu pędu.

b. natężenia pola grawitacyjnego, masy i momentu pędu.

c. częstości pulsacji, masy i ładunku.

d. promienia, temperatury i masy.

36. Parowanie czarnej dziury jest tym szybsze, im

a. mniejszy jest moment pędu.

b. większa jest częstość pulsacji.

c. mniejsza jest masa.

d. większa jest masa.

37. Kwazary to

a. gwiazdy neutronowe emitujące fale radiowe.

b. supermasywne czarne dziury o masie milionów lub miliardów mas Słońca otoczone przez dyski akrecyjne.

c. gromady galaktyk położone dalej niż 10 miliardów lat świetlnych.

d. najwydajniejsze znane źródła energii.

38. Inflacja zakończyła się przejściem fazowym,

a. w wyniku którego „fałszywa próżnia” zamieniła się w próżnię prawdziwą wypełnioną cząstkami.

b. związanym z wyzwoleniem ogromnej energii, która ponownie „podgrzała” Wszechświat.

c. które pochłonęło energię Wszechświata tak, że temperatura Wszechświata spadła.

d. w wyniku którego zakończyła się era Plancka.

39. Które zdanie jest prawdziwe?

a. Względna gęstość materii we Wszechświecie = /k określa krzywiznę Wszechświata.

b. Względna gęstość materii we Wszechświecie = /k jest bliska jedności.

c. Ciśnienie materii Wszechświata powoduje zwiększenie siły grawitacji i spowolnienie ekspansji.

d. Ciśnienie materii Wszechświata powoduje przyspieszenie ekspansji.

40. Gwiazda neutronowa

a. pokryta jest skorupą z jąder żelaza.

b. pokryta jest skorupą z jąder ołowiu.

c. składa się z neutronów, które w centralnej części jądra tworzą struktury zwane spagetti, lazanie itp.

d. składa się z neutronów, które w zewnętrznej części jądra oraz wewnętrznej części skorupy tworzą struktury zwane spagetti, lazanie itp.