by ELEFTHERIA TSOURLIDAKI 3 years ago
210
More like this
Η Γη είναι ένα σύστημα συστημάτων που επηρεάζουν και επηρεάζεται απο τη ζωή στον πλανήτη. Οι διαδικασίες που συμβαίνουν σε αυτό το σύστημα επηρεάζουν την εξέλιξη του πλανήτη και διαμορφώνουν το κλίμα και την επιφάνειά του. Το ηλιακό σύστημα επηρεάζει και αυτό τη Γη και τη ζωή στον πλανήτη.
Ορισμός για ηλικίες 12 μέχρι 15:
Η Γη αλλάζει συνεχώς λόγω της συνεχούς ροής ενέργειας και της ακτινοβολίας από τον Ήλιο, αλλά και λόγω των αμετάβλητων διαδικασιών που συμβαίνουν σε αυτήν. Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί επηρεάζουν και επηρεάζονται από τη Γη.
Ορισμός για ηλικίες 9 μέχρι 12:
Η Γη, το κλίμα και η επιφάνειά της επηρεάζονται από φυσικά φαινόμενα και από όλους τους ζωντανούς οργανισμούς. Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί επηρεάζονται από όλα όσα συμβαίνουν στον πλανήτη μας.
Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί επηρεάζονται από τη σύσταση και τους φυσικούς πόρους της Γης. Δεν υπάρχει ζωή χωρίς νερό. Η εσωτερική δομή της Γης, η κίνηση των τεκτονικών πλακών και οι αλληλεπιδράσεις μεγάλης κλίμακας καθορίζουν τη ζωή και κρύβουν φυσικούς κινδύνους για τους οργανισμούς.
Ο πλανήτης μας σχηματίστηκε 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Λόγω της ύπαρξης νερού και οξυγόνου, η ζωή άνθισε και πολλοί διαφορετικοί οργανισμοί δημιουργήθηκαν. Η ανάλυση πετρωμάτων, απολιθωμάτων και ύλης από άλλα σώματα του ηλιακού συστήματος (π.χ. φεγγάρι και κομήτες) μπορούν να δώσουν πληροφορίες για το παρελθόν της Γης. Κάποιες διαδικασίες συνέβησαν κατά τη διάρκεια μεγάλων χρονικών περιόδων, ενώ άλλες συνέβησαν πολύ πιο σύντομα. Η αρχική Γη ήταν πολύ διαφορετική από τη Γη που ξέρουμε σήμερα. Κατά τη διάρκεια διαφορετικών γεωλογικών περιόδων, δημιουργήθηκαν διαφορετικοί οργανισμοί (ή εξελίχθηκαν από παλιότερους) ή εξαφανίστηκαν.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Η ιστορία της Γης είναι στενά συνδεδεμένη με την εξέλιξη του Ηλιακού Συστήματος, τον κύκλο ζωής του Ήλιου και τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των πλανητών. Η μελέτη άλλων σωμάτων του ηλιακού συστήματος μπορεί να παρέχει πληροφορίες για την ιστορία και τη δημιουργία της Γης.
Η Γη δημιουργήθηκε πριν περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν ένα νεφέλωμα σκόνης και αερίων άρχισε να καταρρέει από το ίδιο του το βάρος, να περιστρέφεται και να σχηματίζει σφαιρικά συμπυκνώματα ύλης. Το κεντρικό μεγάλο συμπύκνωμα σχημάτισε τον Ήλιο ενώ μικρότερα συμπυκνώματα που περιφέρονταν γύρω από αυτόν σχημάτισαν τους πλανήτες. O ηλιακός άνεμος απομάκρυνε το εναπομένον υλικό σκόνης και αερίου καθαρίζοντας έτσι τον χώρο γύρω και μεταξύ των πλανητών.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Ο σχηματισμός της Γης εξαρτήθηκε σε μεγάλο βαθμό από βαρυτικές δυνάμεις. Οι υπόλοιπες τρεις θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις διαδραμάτισαν επίσης ρόλο στο σχηματισμό της Γης, η οποία αποτελείται από διάφορα στοιχεία τα οποία σχηματίστηκαν μέσω της πυρηνικής σύντηξης σε άστρα και κατά τη διάρκεια των σουπερνόβα.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Ο σχηματισμός της Γης οφείλεται στα εκτοξευόμενα στοιχεία που σχημάτισαν ένα γιγάντιο νεφέλωμα. Πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, το νεφέλωμα κατέρρευσε από το ίδιο του το βάρος, σχηματίζοντας το ηλιακό μας σύστημα.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Η Γη αποτελείται από την ίδια ύλη με το υπόλοιπο ηλιακό σύστημα.
Οι φυσικοί κίνδυνοι είναι πολλοί (π.χ. σεισμοί, τυφώνες) και οφείλονται στην ύπαρξη διαφόρων φυσικών διεργασιών. Οι φυσικοί κίνδυνοι δεν συμβαίνουν παντού και με τον ίδιο τρόπο, γεγονός που μπορεί να επηρεάσει την κατανομή των πληθυσμών.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Φυσικοί κίνδυνοι μπορεί να προκύψουν από την τοπική και απότομη απελευθέρωση ενέργειας ή από τη μετατροπή της από μια μορφή σε άλλη (π.χ. σεισμοί).
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Μερικοί φυσικοί κίνδυνοι προκύπτουν από τις προσκρούσεις ουράνιων σωμάτων (κομητών και μετεωριτών) που περιφέρονται στο Ηλιακό Σύστημα.
Οι φυσικοί πόροι είναι απαραίτητοι για την ύπαρξη ζωντανών οργανισμών. Κάποιοι φυσικοί πόροι είναι ανανεώσιμοι (π.χ. αιολική ενέργεια), ενώ άλλοι είναι μη-ανανεώσιμοι (π.χ. απολιθώματα, ορυκτά). Οι φυσικοί πόροι δεν είναι διανεμημένοι ομοιόμορφα στον πλανήτη, λόγω κλιματικών και γεωλογικών διαδικασιών. Η αφθονία των φυσικών πόρων σε μία περιοχή καθορίζει επίσης την παρουσία διαφορετικών ειδών οργανισμών και την ανάπτυξη των πληθυσμών τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Υπάρχει ενέργεια αποθηκευμένη σε έναν αριθμό φυσικών πόρων που βρίσκονται στον φλοιό της Γης, τους οποίους η ανθρωπότητα εκμεταλλεύεται εδώ και αιώνες. Οι ζωντανοί οργανισμοί εξαρτώνται από τους φυσικούς πόρους της Γης για να τους μετατρέψουν σε ενέργεια, τροφή και υλικά για επιβίωση και καθημερινές δραστηριότητες.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Οι φυσικοί πόροι της Γης μπορούν να συνδυαστούν για να δημιουργήσουν νέους πόρους ή να διαχωριστούν σε πολύ μικρά σωματίδια που θα χρησιμοποιηθούν για να παραχθεί ενέργεια. Κάποια ορυκτά είναι περισσότερο χρήσιμα στον άνθρωπο από άλλα, λόγω της χημικής τους σύνθεσης.
Το μεγαλύτερο μέρος της Γης καλύπτεται από νερό. Ο καιρός, η κίνηση των τεκτονικών πλακών και η παρουσία των ζωντανών οργανισμών επηρεάζουν τη μορφολογία της επιφάνειας της Γης και προκαλούν συνεχείς αλλαγές σε αυτή.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Η φύση της επιφάνειας της Γης επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο ανταποκρίνεται στην ενέργεια που προέρχεται από τον Ήλιο. Αυτό διαμορφώνει το κλίμα των τεράστιων περιοχών στη Γη.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Οι ωκεανοί και οι ήπειροι υπόκεινται στην ίδια βαρυτική έλξη από τη Σελήνη και τον Ήλιο, αλλά ανταποκρίνονται διαφορετικά, δεδομένου ότι το νερό μπορεί να μετακινηθεί ελεύθερα στις λεκάνες του ωκεανού.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Οι ωκεανοί αποτελούνται από μια μόνο ένωση, το νερό με πολλά άλλα συστατικά διαλυμένα σε αυτό. Οι ήπειροι αποτελούνται από ένα πλήθος ορυκτών, τα οποία αποτελούνται από διαφορετικά χημικά στοιχεία που δημιουργούν μια μεγάλη ποικιλία πετρωμάτων.
Οι ζωντανοί οργανισμοί επηρεάζουν τις περιοχές στις οποίες ζουν. Η αλληλεπίδραση μεταξύ της βιόσφαιρας και των άλλων συστημάτων της Γης προκαλούν συνεχόμενες αλλαγές στην επιφάνεια της Γης και στους ζωντανούς οργανισμούς.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Η ενέργεια ανταλλάσσεται μεταξύ της βιόσφαιρας και της γεώσφαιρας με πολλούς τρόπους, όπως είναι η χρήση της εσωτερικής ενέργειας της Γης από βακτήρια, και η συσσώρευση ενέργειας στα βιογενή καύσιμα μέσα στον φλοιό της Γης.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Οι ζωντανοί οργανισμοί χρησιμοποιούν τα χημικά συστατικά της Γης. Ορισμένα είναι πιο σημαντικά, όπως ο άνθρακας, το άζωτο, το οξυγόνο και το υδρογόνο.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Οι ζωντανοί οργανισμοί και οι διαδικασίες που συμβαίνουν στα κύτταρά τους μπορούν να επηρεάσουν τα χαρακτηριστικά των περιοχών στις οποίες ζουν.
Η μορφολογία των ηπείρων και των ωκεανών διαμορφώνεται από την κίνηση των τεκτονικών πλακών. Αυτές οι κινήσεις είναι επίσης υπεύθυνες για τον σχηματισμό των περισσότερων πετρωμάτων και ορυκτών εντός του γήινου φλοιού. Οι σεισμοί και οι εκρήξεις ηφαιστείων μπορούν να προκύψουν από την κίνηση των τεκτονικών πλακών.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Η εσωτερική ενέργεια της Γης είναι η κινητήρια δύναμη για την ύπαρξη τεκτονικών πλακών στον πλανήτη· αυτό με τη σειρά του ρυθμίζει τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των συστημάτων μεγάλης κλίμακας του πλανήτη. Η ραδιενεργός αποσύνθεση που συμβαίνει στον φλοιό και τον μανδύα της Γης συνεχίζει να παράγει νέα ενέργεια, η οποία είναι η πηγή της θερμότητας που οδηγεί στην κίνηση του μανδύα.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των πετρωμάτων της Γης μπορούν να εντοπιστούν σε χημικό/μοριακό επίπεδο, καθώς τα ορυκτά υπόκεινται σε μεταβολές σε πίεση και θερμοκρασία, παραμορφώνται και λιώνουν.
Το μεγαλύτερο μέρος της Γης καλύπτεται από νερό. Το νερό κινείται στην υδρόσφαιρα, γεώσφαιρα και ατμόσφαιρα της Γης με διάφορους τρόπους (π.χ. εξάτμιση ή διαπνοή) και διαμορφώνει το κλίμα και την επιφάνεια της Γης. Το νερό είναι η μεγαλύτερη αποθήκη ενέργειας στη Γη.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Το νερό είναι μια μεγάλη αποθήκη ενέργειας. Μπορεί να απορροφήσει, να αποθηκεύσει και να απελευθερώσει τεράστια ποσότητα ενέργειας. Η ανθρωπότητα δεν έχει ακόμη επωφεληθεί πλήρως από αυτή τη δεξαμενή.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Το νερό ήταν το μέσο στο οποίο εμφανίστηκαν τα πρώτα κύτταρα και αργότερα συνδυάστηκαν σε πολυκύτταρα όντα, αρχίζοντας έτσι τη ζωή στη Γη. Οι φυσικές του ιδιότητες, όπως η διόγκωση του κατά την ψύξη, είναι μεταξύ των βασικών παραγόντων για την ύπαρξη ζωής στον πλανήτη. Ο πάγος επιπλέει πάνω από το υγρό νερό, ως αποτέλεσμα της εξαγωνικής διάταξης των μορίων μέσα στην κρυσταλλική δομή του. Αυτό κάνει τις θάλασσες, τις λίμνες και τα ποτάμια να παγώνουν από πάνω προς τα κάτω, επιτρέποντας στους υδρόβιους οργανισμούς να επιβιώσουν, ακόμα και όταν η επιφάνεια είναι παγωμένη.
Η γεώσφαιρα, η υδρόσφαιρα, η ατμόσφαιρα και η βιόσφαιρα είναι τα πιο κύρια συστήματα της Γης. Αυτά τα συστήματα αλληλεπιδρούν σε πολλαπλά επίπεδα (από τον μικρόκοσμο στον μακρόκοσμο) σε πολύ σύντομες ή πολύ μεγάλες χρονικές περιόδους. Διαμορφώνουν την επιφάνεια και το περιβάλλον της Γης και επηρεάζουν επίσης τη σύστασή της και διάφορες διαδικασίες. Όλες οι διαδικασίες που συμβαίνουν στη Γη οφείλονται στη ροή ενέργειας και στην ανακύκλωση της ύλης εντός και μεταξύ αυτών των συστημάτων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Όλες οι διαδικασίες στη Γη οφείλονται στη ροή ενέργειας και ύλης εντός και μεταξύ των διαφόρων συστημάτων (γεώσφαιρα, ατμόσφαιρα, υδρόσφαιρα). Αρχικά, η ενέργεια λαμβάνεται από τον ήλιο και το ζεστό εσωτερικό της Γης. Αυτοί οι κύκλοι ενέργειας και ύλης μπορούν να προκαλέσουν χημικές και φυσικές αλλαγές στη σύσταση της Γης και κατά συνέπεια στους ζωντανούς οργανισμούς.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Ορισμένα υλικά στην επιφάνεια και το εσωτερικό της Γης (νερό, μερικά σπάνια μέταλλα) προέρχονται από άλλα μέρη του Ηλιακού Συστήματος και πέρα από αυτό.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Τα πολλά διαφορετικά υλικά που συνθέτουν τη Γη έχουν την ίδια θεμελιώδη σύνθεση όσον αφορά στα πιο μικρά στοιχεία τους· η μόνη διαφορά είναι η διάταξη αυτών των στοιχείων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Οι ζωντανοί οργανισμοί και οι διεργασίες που συμβαίνουν στα κύτταρα διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη των συστημάτων της Γης, αλλάζοντας τη σύνθεσή τους.
Η ατμόσφαιρα είναι ένα από τα πιο σημαντικά συστήματα της Γης. Προστατεύει τους ζωντανούς οργανισμούς από την υψηλή σε ενέργεια ηλιακή ακτινοβολία, τους παρέχει σημαντικά στοιχεία για την επιβίωση τους, όπως το οξυγόνο, το άζωτο και το διοξείδιο του άνθρακα και σταθεροποιεί τη θερμοκρασία του πλανήτη.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Η ατμόσφαιρα της Γης συγκρατεί ενέργεια (θερμότητα) που προέρχεται από τον Ήλιο, ένα μέρος της οποίας απορροφάται ενώ το υπόλοιπο διαφεύγει στο διάστημα. Ανισορροπίες στη διανομή αυτής της ενέργειας προκαλούν τις ανάλογες καιρικές συνθήκες.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Η ατμόσφαιρα είναι αέριο σώμα στο οποίο συμβαίνουν πολλές αλληλεπιδράσεις που προκύπτουν από βαρυτικά και ηλεκτρομαγνητικά φαινόμενα, όπως η βροχή, οι αστραπές και το Σέλας.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Η ατμόσφαιρα είναι ένα σύνολο διαφόρων στοιχείων, καθένα από τα οποία διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στο κλίμα και τη ζωή της Γης. Για παράδειγμα, τα βακτήρια στο έδαφος σχηματίζουν νιτρικά άλατα από το άζωτο στον αέρα, τα οποία είναι απαραίτητα για τη δημιουργία πρωτεϊνών από τα φυτά. Πολλά καιρικά φαινόμενα στην ατμόσφαιρα προκύπτουν από τη συμπεριφορά και την αλληλεπίδραση σωματιδίων, όπως τα μόρια αερίου και νερού.
Το κλίμα της Γης εξαρτάται από την επίδραση του Ήλιου, αλλά επηρεάζεται επίσης και από τους ανθρώπους. Τη σύγχρονη εποχή, όλα τα έμβια όντα βιώνουν την παγκόσμια κλιματική αλλαγή που έχει πολλαπλές επιπτώσεις στους οργανισμούς.
Η ύπαρξη της Γης σχετίζεται άμεσα με τον Ήλιο. Ο Ήλιος είναι η πηγή της ζωής στον πλανήτη μας, καθώς είναι η κύρια πηγή ενέργειας. Η απόσταση μεταξύ της Γης και του Ήλιου είναι επίσης σημαντική για την ύπαρξη ζωής, καθώς καθορίζει τη μέση θερμοκρασία του πλανήτη. Οι κινήσεις της Γης γύρω από τον Ήλιο προκαλούν διάφορα φαινόμενα, όπως είναι οι εποχές και η διαδοχή της μέρας και νύχτας. Η Γη θα καταστραφεί όταν ο Ήλιος φτάσει στο τέλος της ζωής του σε περίπου 4.5 δισεκατομμύρια χρόνια.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Η ζωή στη Γη εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ενέργεια που λαμβάνεται από τον Ήλιο.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Η Γη υπόκειται στην βαρυτική έλξη του Ήλιου και επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο του Ήλιου και τα φαινόμενα που προκαλούνται εξαιτίας αυτού (ηλιακές εκλάμψεις).
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Η δημιουργία και η θέση της Γης στο Ηλιακό Σύστημα προκύπτουν από τον σχηματισμό και την ανάφλεξη του Ήλιου και τη μετέπειτα εξέλιξη του ηλιακού συστήματος.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Εξέλιξη:
Ο κύκλος ζωής του Ήλιου επηρεάζει τη ζωή στη Γη και μπορεί να οδηγήσει στην εξαφάνιση της. Η ζωή στη Γη οφείλει επίσης την ύπαρξή της στην ιδανική απόσταση της Γης από τον Ήλιο (κατοικήσιμη ζώνη).
Ο καιρός υπάρχει λόγω της συνεχούς τάσης της ατμόσφαιρας της Γης να φτάσει σε θερμοδυναμική ισορροπία. Οφείλεται κυρίως στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που λαμβάνει από τον Ήλιο. Διαφορετικές περιοχές στη Γη έχουν διαφορετικές καιρικές συνθήκες, οι οποίες διαφοροποιούνται με το πέρασμα του χρόνου. Αυτές οι καιρικές συνθήκες προσδιορίζουν το κλίμα της περιοχής.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Oι βραχυπρόθεσμες και οι μακροπρόθεσμες κλιματικές συνθήκες στη Γη προκύπτουν από την ισορροπία μεταξύ της ενέργειας που λαμβάνει η Γη από τον ήλιο και της ενέργειας που διαφεύγει στο διάστημα, αφού κατανεμηθεί στα συστήματα της Γης (κυρίως στην ατμόσφαιρα και υδρόσφαιρα).
Η παγκόσμια κλιματική αλλαγή είναι αποτέλεσμα της ανθρώπινης βιομηχανικής και γεωργικής δραστηριότητας και της υπερεκμετάλλευσης των φυσικών πόρων (κυρίως των μη ανανεώσιμων).
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Η ύπαρξη διαφορετικών κλιμάτων στη Γη οφείλεται κυρίως στην εισροή και κυκλοφορία ενέργειας στο σύστημα ατμόσφαιρας/υδρόσφαιρας. Η παγκόσμια κλιματική αλλαγή είναι επίσης προϊόν της υπερκατανάλωσης των φυσικών πόρων από τον άνθρωπο, καθώς και της υπερβολικής χρήσης και υποβάθμισης της ενέργειας.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Υπάρχουν πολλοί αστρονομικοί παράγοντες που επηρεάζουν το κλίμα της Γης, όπως είναι η έντονη δραστηριότητα στον Ήλιο και η τροχιά της Γης.
Η παρουσία των ανθρώπων στον πλανήτη, οι διαδικασίες που χρησιμοποιούν για την παραγωγή ενέργειας και η εκμετάλλευση των φυσικών πόρων έχουν επίδραση στη μορφολογία και στο κλίμα της Γης, καθώς και σε άλλους ζωντανούς οργανισμούς. Η ανθρώπινη δραστηριότητα έχει προκαλέσει παγκόσμια κλιματική αλλαγή και εξαφάνιση ειδών, επηρεάζοντας έτσι τη βιοποικιλότητα του πλανήτη μας.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Eνέργεια:
Η εκμετάλλευση των φυσικών πόρων και των μη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας από τον άνθρωπο επηρεάζει ολόκληρο τον πλανήτη, τα συστήματα και τα οικοσυστήματα του.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Εξέλιξη:
Οι ανθρώπινες δραστηριότητες μπορούν να επηρεάσουν το φυσικό περιβάλλον, να μεταβάλουν τη βιόσφαιρα και τους φυσικούς οικότοπους και να προκαλέσουν την εξαφάνιση ορισμένων ειδών. Παρεμβαίνουν στη φυσική εξελικτική διαδικασία που οδηγεί στη βιοποικιλότητα, που είναι απαραίτητες για να ευδοκιμήσουν τα οικοσυστήματα.
Τα οικοσυστήματα περιλαμβάνουν οργανισμούς, αβιοτικούς παράγοντες και τις σχέσεις που αναπτύσσονται μεταξύ τους. Η ενέργεια μεταφέρεται από ένα οργανισμό σε άλλο μέσω της τροφής και η ύλη ανακυκλώνεται για να χρησιμοποιηθεί και πάλι στις τροφικές αλυσίδες.
Όλοι οι οργανισμοί σε ένα οικοσύστημα συνδέονται με τον ένα ή με τον άλλο τρόπο. Οι πληθυσμοί αλληλεπιδρούν μεταξύ τους σχηματίζοντας ένα περίπλοκο δίκτυο σχέσεων. Υπάρχουν τροφικές και ανταγωνιστικές σχέσεις, καθώς και σχέσεις συμβίωσης, συνεργασίας και παρασιτισμού.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Εξέλιξη:
Οι ζωντανοί οργανισμοί ζουν μαζί για να αντιμετωπίζουν καλύτερα τις τροφικές τους απαιτήσεις, την επιβίωση και αλλαγές στο οικοσύστημά τους. Οι άνθρωποι αλληλοσυνδέονται με όλα τα άλλα ζωντανά όντα με τέτοιο τρόπο, ώστε κάθε αλληλεπίδραση να οδηγεί σε μια συνεχόμενη επίδραση που θα επηρεάσει όλα τα άλλα είδη και θα επιστρέψει τελικά ξανά στους ανθρώπους.
Η μελέτη των οικοσυστημάτων περιλαμβάνει τη μελέτη των οργανισμών που υπάρχουν σε αυτά, του φυσικού περιβάλλοντος (βιότοπος) και των αλληλεπιδράσεων μεταξύ τους. Τα οικοσυστήματα μπορεί να είναι χερσαία, υδάτινα, αυτότροφα ή ετερότροφα. Είναι δυναμικά και επηρεάζονται από εξωτερικούς παράγοντες (π.χ. κλίμα) και από εσωτερικούς παράγοντες (π.χ. αποσύνθεση). Η συνεχής προσφορά και διαθεσιμότητα ενέργειας και ύλης είναι απαραίτητη για τη διατήρηση του οικοσυστήματος.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Εξέλιξη:
Τα οικοσυστήματα εξελίσσονται από τις γενετικές πληροφορίες που μεταφέρονται από μια γενιά στην άλλη, έτσι ώστε όλη η πανίδα και η χλωρίδα να παραμένουν συνδεδεμένες σε έναν ισορροπημένο εξελισσόμενο οικολογικό ιστό. Οι αλλαγές σε ένα οικοσύστημα (π.χ. θερμοκρασία ή φυσικά χαρακτηριστικά) μπορεί να προκαλέσουν ανάπτυξη των οργανισμών, εξαφάνιση ή μετακίνηση σε νέες τοποθεσίες.
Οι οργανισμοί είναι αλληλεξαρτώμενοι μεταξύ τους και αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον στο οποίο ζουν. Όσο μεγαλύτερη είναι η ποικιλία των οργανισμών σε ένα οικοσύστημα, τόσο πιο σταθερό είναι.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Η ανάπτυξη των πληθυσμών των οργανισμών εξαρτάται από την ποσότητα των ενεργειακών πόρων και άλλων πόρων των οικοσυστημάτων στα οποία ζουν.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Εξέλιξη:
Οι οργανισμοί εξελίχθηκαν ξεχωριστά για να είναι τελείως διαφορετικοί μεταξύ τους αλλά ταυτόχρονα, να εξαρτώνται από τους άλλους για να επιβιώσουν και να συνεχίσουν να εξελίσσονται. Η εξέλιξη των ειδών και του πληθυσμού τους εξαρτάται επίσης από την εξέλιξη και τον πληθυσμό άλλων ειδών, καθώς και από την πρόσβασή τους στους πόρους των οικοσυστημάτων τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Τα περισσότερα κύτταρα παίρνουν την ενέργεια που χρειάζονται για να επιβιώσουν μέσα από την τροφή. Οι οργανισμοί συνδέονται μεταξύ τους μέσω των τροφικών αλυσίδων. Ορισμένα ζώα τρώνε φυτά για να επιβιώσουν και άλλα τρώνε άλλα ζώα. Ωστόσο, όλη η τροφή που χρειάζονται τα ζώα μπορεί να εντοπιστεί πίσω στα φυτά. Τα φυτά εξαρτώνται από τα ζώα και έντομα για επικονίαση.
Τα χημικά στοιχεία από τα οποία αποτελούνται όλες οι οργανικές ενώσεις των κυττάρων δεν υπάρχουν σε μεγάλες ποσότητες στη φύση, επομένως πρέπει να ανακυκλώνονται συνεχώς (ανακύκλωση της ύλης). Η ενέργεια παράγεται από τους αυτότροφους οργανισμούς μέσω της φωτοσύνθεσης και μεταφέρεται μέσω των τροφικών αλυσίδων σε όλους τους οργανισμούς.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Το έδαφος παρέχει θρεπτικά συστατικά για την επιβίωση φυτών και ζώων. Οι τροφικές αλυσίδες αποκαλύπτουν πώς η ύλη και η ενέργεια μεταφέρονται μέσα στο οικοσύστημα. Όταν τα θρεπτικά συστατικά αποσυντίθενται, επιστρέφουν την ενέργειά τους στο έδαφος διαιωνίζοντας τον κύκλο μεταφοράς ενέργειας και μετασχηματισμού. Η ενέργεια και η ύλη στα οικοσυστήματα διατηρούνται.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Οι κύκλοι της ύλης περιλαμβάνουν ζωντανούς οργανισμούς και μη ζωντανά μέρη οικοσυστημάτων. Οι οργανισμοί αποκτούν ύλη από τα οικοσυστήματα και απελευθερώνουν την ύλη (απόβλητα) πίσω σε αυτά. Όλη η ύλη που συνθέτει τους οργανισμούς περνά μέσα από τροφικές αλυσίδες και τελικά αποσυντίθενται σε πολύ μικρά σωματίδια που θα αλληλεπιδράσουν με άλλους οργανισμούς και θα σχηματίσουν άλλους τύπους ύλης και νέους οργανισμούς.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Τα οικοσυστήματα αποτελούνται από εκατομμύρια διαφορετικούς οργανισμούς διαφορετικών σχημάτων, χρωμάτων και μεγεθών, αλλά όλα κατασκευάζονται από το ίδιο βασικό στοιχείο, το κύτταρο. Η φωτοσύνθεση και η κυτταρική αναπνοή παρέχουν την απαραίτητη ενέργεια για τις διαδικασίες ζωής.
Σε πολύ μικρή κλίμακα, ο κόσμος διέπεται στους νόμους της κβαντικής μηχανικής. Η ύλη και η ακτινοβολία έχουν και οι δύο και κυματικές αλλά και σωματιδιακές ιδιότητες. Δεν μπορούμε να γνωρίζουμε ταυτόχρονα τη θέση και την ορμή ενός σωματιδίου.
Ορισμός για τις ηλικίες 12 μέχρι 15
Το φως (ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία) συμπεριφέρεται σαν ένα κύμα, αλλά μπορεί επίσης να συμπεριφέρεται ως δέσμη σωματιδίων που μεταφέρει ποσότητες ενέργειας που ονομάζονται κβάντα. Σε μικρές κλίμακες τα σωματίδια μπορούν επίσης να δρουν ως κβαντικά κύματα.
Ορισμός για τις ηλικίες 9 μέχρι 12
Η κβαντική μηχανική μελετά το τι συμβαίνει μέσα στα άτομα. Η ύλη στον μικρόσκοσμο συμπεριφέρεται διαφορετικά σε σχέση με τον μακρόκοσμο.
Τα κβαντικά φαινόμενα συμβαίνουν λόγω της αλληλεπίδρασης υποατομικών σωματιδίων με βάση τις κβαντικές τους ιδιότητες και στηρίζονται στις βασικές αρχές της κβαντικής φυσικής. Η γνώση που προκύπτει από την μελέτη σχετικών φαινομένων έχει πολλές εφαρμογές στην καθημερινή μας ζωή, όπως είναι οι υπολογιστές, τα smart phones, ο μαγνητικός τομογράφος κ.ά.
Τα κβαντικά φαινόμενα είναι τα φαινόμενα που συμβαίνουν λόγω των αλληλεπιδράσεων υποατομικών σωματιδίων και μπορεί να έχουν μικροσκοπικές και μακροσκοπικές επιδράσεις. Αυτές οι επιδράσεις είναι αρκετά αντιφατικές με την καθημερινή ανθρώπινη εμπειρία του φυσικού κόσμου.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Η μετάβαση των ηλεκτρονίων στα άτομα αντιστοιχεί σε κβαντισμένη ποσότητα ενέργειας. Για να μεταβεί ένα ηλεκτρόνιο από μια ενεργειακή στάθμη σε άλλη, πρέπει να απορροφήσει ή να απελευθερώσει μια κβαντισμένη ποσότητα ενέργειας. Ως αποτέλεσμα, τα άτομα απελευθερώνουν ή απορροφούν φωτόνια συγκεκριμένων στοιχείων, διαδικασία που τους δίνει ένα μοναδικό χαρακτηριστικό γνώρισμα.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Οι ισχυρές, οι ασθενείς και οι ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις περιγράφονται ως διακριτά πεδία της κβαντικής. Σώματα και σωματίδια αλληλεπιδρούν μέσω των θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων με την ανταλλαγή ορισμένων στοιχειωδών σωματιδίων (φορείς αλληλεπιδράσεων είναι τα μποζόνια). Τα κβαντικά φαινόμενα οφείλονται στην ανταλλαγή αυτών των στοιχειωδών σωματιδίων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Κάθε στοιχείο σχηματίζει μοναδικές σκοτεινές ή φωτεινές φασματικές γραμμές στο συνεχές του φάσμα λόγω απελευθέρωσης ή απορρόφησης φωτός σε στενό εύρος συχνοτήτων. Αυτές οι φασματικές γραμμές είναι πολύ χρήσιμες για τους αστροφυσικούς για την εκτίμηση της χημικής σύνθεσης, της θερμοκρασίας και της επιφανειακής βαρύτητας ουράνιων σωμάτων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Σώματίδια όπως τα φωτόνια και τα ηλεκτρόνια μπορούν επίσης να συμπεριφερθούν ως κύματα δημιουργώντας μοτίβα διάθλασης λόγω του κυματοσωματιδιακού δυϊσμού.
Τα κβαντικά φαινόμενα κυριαρχούν σε ατομικό και υποατομικό επίπεδο, αλλά κάποια φαινόμενα στον μακρόκοσμο παρουσιάζουν κβαντική συμπεριφορά. Τα πιο εύστοχα παραδείγματα είναι η υπερρευστότητα και η υπεραγωγιμότητα. Η κβαντική φυσική έχει αρκετές εφαρμογές στην τεχνολογία, όπως είναι η κβαντική υπολογιστική, οι κβαντικοί αισθητήρες και η κβαντική κρυπτογραφία.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Πολλές εφαρμογές στη ζωή μας, όπως τα λέιζερ, οι κβαντικοί υπολογιστές, τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια, τα CD και τα DVD, οι σαρώσεις MIR κ.ά βασίζονται στις κβαντικές ιδιότητες των υποατομικών σωματιδίων. Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο (σύμφωνα με το οποίο το φως μπορεί να αλληλεπιδράσει με την ύλη) ήταν το πρώτο φαινόμενο που παρατηρήθηκε μέσα από το οποίο παρουσιάζονται τα μακροσκοπικά αποτελέσματα κβαντικών φαινομένων.
Τα υποατομικά σωματίδια συμπεριφέρονται διαφορετικά απ' ότι η ύλη στον μακρόκοσμο. Σε αυτές τις κλίμακες, τα σωματίδια εμφανίζουν τόσο σωματιδιακές όσο και κυματικές ιδιότητες (κυματοσωματιδιακός δυϊσμός). Ισχύει επίσης η αρχή της αβεβαιότητας, η οποία δηλώνει ότι η θέση και η ορμή τους δεν μπορούν να μετρηθούν ταυτόχρονα και με ακρίβεια. Αλληλεπιδράσεις υποατομικών σωματιδίων μπορούν να προκαλέσουν μετατροπή της ύλης σε ενέργεια και αντίστροφα, απελευθερώνοντας ή απορροφώντας συγκεκριμένα κβάντα ενέργειας (μια ελάχιστη ποσότητα).
Ενώ στον κλασικό κόσμο η φύση εμφανίζει μια ντετερμινιστική συμπεριφορά (μπορεί να υπάρξει 100% ακρίβεια σε μετρήσεις και προβλέψεις), στον κβαντικό κόσμο η εξήγηση των φαινομένων μπορεί να είναι μόνο πιθανολογική. Αυτό σημαίνει ότι οποιοδήποτε κβαντικό φαινόμενο μπορεί να αναλυθεί στατιστικά, αλλά δεν μπορεί να προβλεφθεί με 100% ακρίβεια. Οι κυριότερες ιδιότητες της κβαντικής μηχανικής είναι η ποσοτικοποίηση της ενέργειας (κβάντα), ο κυματοσωματιδιακός δυϊσμός, η αρχή της βεβαιότητας και η αρχή της αντιστοιχίας.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Η μετάβαση ηλεκτρονίων στα άτομα αντιστοιχεί σε κβαντισμένη ποσότητας ενέργειας. Για να μεταβιβαστεί ένα ηλεκτρόνιο από μια ενεργειακή στάθμη σε άλλη, πρέπει να απορροφήσει ή να απελευθερώσει μια κβαντισμένη ποσότητα ενέργειας. Με βάση την απαγορευτική αρχή του Pauli, είναι αδύνατο να υπάρξουν στο ίδιο άτομο ή σύμπλεγμα ατόμων πάνω από δύο ηλεκτρόνια στην ίδια ενεργειακή στάθμη.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Οι ισχυρές, οι ασθενείς και οι ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις περιγράφονται ως διακριτά πεδία της κβαντικής. Σώματα και σωματίδια αλληλεπιδρούν μέσω των θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων με την ανταλλαγή ορισμένων στοιχειωδών σωματιδίων (φορείς αλληλεπιδράσεων είναι τα μποζόνια).
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Με βάση την κβαντική θεωρία, ένα ηλεκτρόνιο που περιστρέφεται γύρω από έναν ατομικό πυρήνα μπορεί να απορροφήσει ή να απελευθερώσει φωτόνια κβαντισμένης ποσότητας ενέργειας. Αυτή η ιδιότητα είναι πολύ χρήσιμη για τους αστροφυσικούς για την εκτίμηση της χημικής σύνθεσης, της θερμοκρασίας και της επιφανειακής βαρύτητας ουράνιων σωμάτων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Ο φυσικός κόσμος χαρακτηρίζεται από κυματοσωματιδιακό δυϊσμό. Για παράδειγμα, το φως, που θεωρούνταν ως κύμα αφού παράγει μοτίβα διάθλασης σε μερικά πειράματα, έχει επίσης σωματιδιακή συμπεριφορά όταν αλληλεπιδρά με την ύλη, όπως συμβαίνει στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. Ο δυϊσμός συμβαίνει επίσης και σε αυτά που παραδοσιακά θεωρούνταν ως σωματίδια: ηλεκτρόνια, πυρήνας ή ακόμη και μακρομόρια (όπως το φουλερένιο) που έχει αποδειχτεί ότι παράγουν επίσης μοτίβα διάθλασης πειραματικά.
Ένα κβάντο είναι η ελάχιστη ποσότητα ενός φυσικού μεγέθους που μπορεί να υπάρξει στη φύση και δεν μπορεί να διαιρεθεί σε μικρότερα μέρη. Η ενέργεια για παράδειγμα, μπορεί να βρεθεί στη φύση μόνο σε ποσότητες που είναι ακέραια πολλαπλάσια ενός ελάχιστου κβάντου (ποσού) ενέργειας. Τα κβαντικά κύματα είναι κύματα πιθανότητας που περιγράφουν την κβαντική κατάσταση ενός συστήματος.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Στον μακρόκοσμο η ενέργεια μπορεί να μεταφερθεί σε ποσότητες. Για παράδειγμα, όταν κλωτσούμε μια μπάλα παρέχουμε σε αυτήν την ενέργεια που επιθυμούμε. Στον μικρόκοσμο, όταν αναφερόμαστε σε μόρια, άτομα ή υποατομικά σωματίδια η ενέργεια μπορεί να μεταφερθεί μόνο σε συγκεκριμένα επίπεδα ενέργειας. Για παράδειγμα, ένα ηλεκτρόνιο σε ένα άτομο θα αλλάξει την ενέργεια του μόνο εάν απορροφήσει ή ελευθερώσει ένα φωτόνιο (κβάντα ενέργειας) με την κατάλληλη ποσότητα ενέργειας.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Η κβαντική θεωρία περιγράφει πώς τα στοιχειώδη σωματίδια (κουάρκ και λεπτόνια) αλληλεπιδρούν μεταξύ τους λόγω των 3 θεμελιωδών δυνάμεων (φορείς αλληλεπιδράσεων είναι τα μποζόνια) για να σχηματίσουν όλη την ύλη στο σύμπαν.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Τα σωματίδια μπορούν να μεταφέρουν μόνο διακριτές ποσότητες ενέργειας (κβάντα). Αφού η θέση και η ορμή τους δεν μπορούν να εκτιμηθούν ταυτόχρονα, αυτές οι ιδιότητες περιγράφονται από τα κύματα πιθανότητας (κβαντικά κύματα).
Η ύλη στο Σύμπαν αποτελείται από πολύ μικρά σωματίδια. Τα σωματίδια αυτά βρίσκονται σε συνεχή κίνηση και δημιουργούν δεσμούς μέσω αμοιβαίων αλληλεπιδράσεων. Τα στοιχειώδη σωματίδια, όπως τα γνωρίζουμε μέχρι τώρα, δημιουργούν τα άτομα και τα μόρια. Υπάρχει ένας πεπερασμένο πλήθος από είδη ατόμων στο σύμπαν, τα οποία είναι τα στοιχεία του περιοδικού πίνακα.
Ορισμός για τις ηλικίες 12 μέχρι 15
Υπάρχει ένας πεπερασμένος αριθμός στοιχείων και όλα παρουσιάζονται στον περιοδικό πίνακα. Τα άτομα και τα μόρια σχηματίζουν δεσμούς μέσω χημικών αντιδράσεων. Τα μόρια που περιέχουν άνθρακα είναι θεμελιώδη για τη ζωή και ονομάζονται οργανικά μόρια.
Ορισμός για τις ηλικίες 9 μέχρι 12
Όλη η ύλη στο σύμπαν αποτελείται από τα ίδια στοιχειώδη σωματίδια που ονομάζονται κουάρκ και ηλεκτρόνια. Τα κουάρκ σχηματίζουν πρωτόνια και νετρόνια. Τα πρωτόνια, τα νετρόνια και τα ηλεκτρόνια συνδυάζονται με διαφορετικούς τρόπους και δημιουργούν διαφορετικά άτομα (στοιχεία). Τα άτομα σχηματίζουν μόρια. Όλη η ύλη είναι σε συνεχή κίνηση και ανάλογα με την ένταση της κίνησης μπορεί να βρεθεί σε τρεις διαφορετικές καταστάσεις: στερεά, υγρά ή αέρια.
Οι πυρηνικές διαδικασίες μπορούν να αλλάξουν τον πυρήνα και συνεπώς τη δομή ενός ατόμου. Οι πυρηνικές διαδικασίες μπορούν να απελευθερώσουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας.
Η πυρηνική σχάση είναι η διαδικασία κατά την οποία ένας ατομικός πυρήνας διασπάται σε μικρότερους πυρήνες διαφορετικών στοιχείων, παράγοντας τεράστια ποσότητα ενέργειας. Η διαφορά στη μάζα μεταξύ των προϊόντων και των αντιδρώντων εκδηλώνεται ως απελευθέρωση μεγάλης ποσότητας ενέργειας. Είναι το αντίθετο της σύντηξης.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Μέσω της πυρηνικής σχάσης παράγεται τεράστια ποσότητα ενέργειας. Η πυρηνική σχάση είναι η διαδικασία που χρησιμοποιείται στους πυρηνικούς αντιδραστήρες για την παραγωγή ενέργειας.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Η πυρηνική σχάση οφείλεται κυρίως στην ταυτόχρονη παρουσία της ισχυρής ελκτικής πυρηνικής δύναμης μεταξύ πρωτονίων και νετρονίων και της απωθητικής ηλεκτρομαγνητικής δύναμης μεταξύ πρωτονίων. Η ασθενής πυρηνική δύναμη διαδραματίζει επίσης σημαντικό ρόλο, καθώς η ραδιενεργή αποσύνθεση είναι απαραίτητη για τα ενδιάμεσα στάδια κατά τη διάρκεια της σχάσης.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Τα προϊόντα της πυρηνικής σχάσης (που προέρχονται από τη Γη και έξω από τη Γη) είναι πολύ ενεργά σωματίδια (και ραδιενεργά σε ορισμένες περιπτώσεις) και μπορούν να είναι επιβλαβή για τα κύτταρα και τους ζωντανούς οργανισμούς.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Η πυρηνική σχάση χρησιμοποιείται στη Γη για παραγωγή χρήσιμης ενέργειας.
Η πυρηνική σύντηξη είναι η διαδικασία κατά την οποία δύο ή περισσότεροι ατομικοί πυρήνες συνενώνονται για να δημιουργήσουν βαρύτερους πυρήνες, οι οποίοι αντιστοιχούν σε διαφορετικά στοιχεία. Η διαφορά στη μάζα μεταξύ των προϊόντων και των αντιδρώντων εκδηλώνεται ως απελευθέρωση μεγάλων ποσοτήτων ενέργειας. Η σύντηξη στοιχείων μπορεί να συμβεί στη φύση στον πυρήνα των άστρων. Η πυρηνική σύντηξη είναι η αντίθετη διαδικασία της πυρηνικής σχάσης.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Οι διεργασίες σύντηξης παράγουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας. Η πυρηνική σύντηξη είναι η κύρια διαδικασία παραγωγής ενέργειας στα άστρα.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Η πυρηνική σύντηξη οφείλεται κυρίως στην ταυτόχρονη παρουσία της ισχυρής ελκτικής πυρηνικής αλληλεπίδρασης μεταξύ πρωτονίων και νετρονίων και της απωθητικής ηλεκτρομαγνητικής δύναμης μεταξύ πρωτονίων. Η ασθενής πυρηνική αλληλεπίδραση διαδραματίζει επίσης σημαντικό ρόλο, καθώς η ραδιενεργή αποσύνθεση είναι απαραίτητη για τα ενδιάμεσα στάδια κατά τη διάρκεια της σύντηξης.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Στα πρώιμα στάδια του σύμπαντος, υπήρχε μόνο υδρογόνο και ήλιο. Όλα τα άλλα στοιχεία παρήχθηκαν (και εξακολουθούν να παράγονται) μέσω σύντηξης στους πυρήνες των άστρων και κατά τις εκρήξεις σουπερνόβα.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Η ενέργεια που προέρχεται από τον ήλιο, που είναι απαραίτητος για τη Γη, είναι το προϊόν των αστρικών διαδικασιών πυρηνικής σύντηξης.
Χημικές αντιδράσεις είναι η διαδικασία μετασχηματισμού μιας χημικής ουσίας σε άλλη. Υπάρχουν διαφορετικά είδη χημικών αντιδράσεων, και κατηγοριοποιούνται κυρίως με το αν το σύστημα απελευθερώνει ή απορροφά ενέργεια.
Όταν ουσίες αλληλεπιδρούν μέσω χημικών διεργασιών, σχηματίζονται νέες ουσίες με διαφορετικές ιδιότητες. Οι χημικές διεργασίες ακολουθούν πάντα τις ίδιες γενικές αρχές (όπως είναι η αρχή διατήρησης της ενέργειας) και μπορούν να απεικονιστούν χρησιμοποιώντας χημικούς τύπους και εξισώσεις.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Οι χημικές αντιδράσεις περιλαμβάνουν αλλαγές στην ενέργεια λόγω της διάσπασης και της δημιουργίας δεσμών. Οι αντιδράσεις στις οποίες απελευθερώνεται ενέργεια είναι εξώθερμες αντιδράσεις, ενώ εκείνες που λαμβάνουν θερμική ενέργεια είναι ενδόθερμες.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Οι χημικές αντιδράσεις οφείλονται στην ύπαρξη ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης μεταξύ των ατόμων, των πυρήνων και των ηλεκτρονίων που τους επιτρέπει να σχηματίζουν ή να διασπούν χημικούς δεσμούς.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Οι χημικές αντιδράσεις στο σύμπαν συμβαίνουν κυρίως σε πλανήτες και άλλα ουράνια σώματα (π.χ. δορυφόρους, κομήτες) όπου οι θερμοκρασίες είναι σημαντικά χαμηλότερες απ' ότι στα άστρα. Πολύ υψηλές θερμοκρασίες (όπως αυτές που υπάρχουν στα άστρα) δεν επιτρέπουν τον σχηματισμό μορίων μέσω χημικών αντιδράσεων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Οι χημικές αντιδράσεις που εμφανίζονται στα κύτταρα απαιτούν θερμοκρασίες πολύ υψηλότερες από αυτές που υπάρχουν στα κύτταρα. Η παρουσία ενζύμων (τα οποία δρουν ως καταλύτες) επιτρέπει στα κύτταρα να ελέγχουν την πραγματοποίηση αντιδράσεων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Η ατμόσφαιρα της Γης δημιουργήθηκε αργότερα στην ιστορία της, μέσω χημικών αντιδράσεων μεταξύ της ατμόσφαιρας, των κρυστάλλων, της επιφάνειας των υδάτων και του οξυγόνου που παράγουν τα πράσινα φυτά.
Η χημική κινητική είναι η μελέτη των ρυθμών των χημικών διαδικασιών. Αυτός ο ρυθμός μπορεί να επηρεαστεί από πολλούς παράγοντες, όπως τη φύση των αντιδρώντων, τη θερμοκρασία και την εισαγωγή καταλυτών.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Συγκρούσεις μεταξύ μορίων καθορίζουν τον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων. Μόνο μόρια με αρκετή κινητική ενέργεια μπορούν να ξεπεράσουν την ενέργεια ενεργοποίησης και μπορούν να αντιδράσουν. Η παρουσία ενός καταλύτη δεν έχει καμία επίδραση στην τελική θέση ισορροπίας μιας αντίδρασης. Ο καταλύτης μειώνει εξίσου την απαιτούμενη ενέργεια ενεργοποίησης για αντιδράσεις προς τα εμπρός και προς τα πίσω, επιτρέποντας στο σύστημα να επιτύχει την ισορροπία.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Εξέλιξη:
Οι ζωντανοί οργανικοί ιστοί και όργανα έχουν προσαρμοστεί, προκειμένου να βελτιστοποιηθεί η ταχύτητα των χημικών αντιδράσεων που συμβαίνουν σε αυτά με βάση τις παραμέτρους του περιβάλλοντός τους. Για παράδειγμα, οι πνεύμονες του ανθρώπου σχηματίζονται από ένα μεγάλο αριθμό διακλαδώσεων, προκειμένου να αυξηθεί η επιφάνεια και με αυτό αυξάνεται η ταχύτητα των αντιδράσεων που συμβαίνουν σε αυτούς.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Η ταχύτητα της χημικής αντίδρασης εξαρτάται από πολλές παραμέτρους και έχει ζωτικό ρόλο στις κυτταρικές διεργασίες. Τα κύτταρα έχουν διάφορους μηχανισμούς προσαρμογής με βάση αυτές τις παραμέτρους.
Η οξειδοαναγωγή προκύπτει από τον συνδυασμό των λέξεων αναγωγή και οξείδωση. Η οξειδοαναγωγή είναι μια χημική αντίδραση που περιλαμβάνει τη μεταφορά ηλεκτρονίων μεταξύ δύο στοιχείων. Ως αποτέλεσμα, ο αριθμός οξείδωσης ενός μορίου, ατόμου ή ιόντος που εμπλέκεται στην οξειδοαναγωγή, αλλάζει.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Όπως κάθε χημική αντίδραση, η οξειδοαναγωγή συμβαίνει αυθόρμητα μόνο εάν η συνολική ενέργεια των προϊόντων είναι χαμηλότερη από αυτή των αντιδραστηρίων. Τα γαλβανικά στοιχεία (μπαταρίες) είναι δομές στις οποίες η χημική ενέργεια που απελευθερώνεται από μια αυθόρμητη αντίδραση οξείδωσης μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Η κυτταρική αναπνοή περιλαμβάνει πολλές αντιδράσεις, στις οποίες τα ηλεκτρόνια περνούν από το ένα μόριο στο άλλο. Οι αντιδράσεις που περιλαμβάνουν μεταφορές ηλεκτρονίων είναι γνωστές ως αντιδράσεις οξειδοαναγωγής.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Η μεταφορά ηλεκτρονίων για τους μικροοργανισμούς σημαίνει ενέργεια. Στη Γη, υπάρχουν μικρόβια που εκμεταλλεύονται τις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής για να αποκτήσουν την ενέργεια που χρειάζονται για να ζήσουν. Αυτή η ικανότητα τους επιτρέπει να ευδοκιμούν ανεξάρτητα από την ενέργεια που προέρχεται από τον ήλιο. Αυτά τα μικρόβια είναι ένα παράδειγμα του πώς η ζωή μπορεί να επιβιώσει σε περιβάλλοντα όπου το φως του ήλιου δεν είναι μια επιλογή.
Μια χημική αντίδραση φθάνει σε ισορροπία όταν o λόγος μεταξύ της συγκέντρωσης των αντιδρώντων και των προϊόντων διατηρείται σταθερός. Αυτό συμβαίνει εφόσον οι αμφίδρομες αντιδράσεις συμβαίνουν με τον ίδιο ρυθμό.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Όπως κάθε φαινόμενο στη φύση, μια χημική αντίδραση συμβαίνει αυθόρμητα μόνο εάν η συνολική ενέργεια των προϊόντων είναι χαμηλότερη από αυτή των αντιδραστηρίων. Η χημική ισορροπία επιτυγχάνεται όταν σταματήσει η καθαρή μεταβολή.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Οι εξωπλανήτες που μοιάζουν με "μεγάλη Γη", ή όπως αποκαλούνται "υπερ-Γη", φιλοξενούν σύννεφα στις ατμόσφαιρές τους. Οι επιστήμονες είναι σε θέση να προσδιορίσουν ποια συμπυκνώματα είναι πιθανό να σχηματιστούν, μοντελοποιώντας τη διαδικασία σχηματισμού νέφους από την άποψη της χημικής ισορροπίας.
Σύνδεση με την Μεγάλη Ιδέα Εξέλιξη:
Τα υπέροχα σχήματα και η ποικιλία χρωμάτων που βλέπουμε σε πολλά ζώα και έντομα, όπως πεταλούδες, εξωτικά ψάρια, τίγρεις και λεοπαρδάλεις, συνδέονται στενά με την αδυναμία των κυττάρων να φτάσουν στη χημική ισορροπία. Εάν τα κύτταρα που είναι υπεύθυνα για αυτά τα χαρακτηριστικά βρίσκονταν σε χημική ισορροπία, τότε όλα θα ήταν ομοιόμορφα και μονοχρωματικά.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Τα κύτταρα έχουν την τάση να φτάνουν σε χημική ισορροπία, αλλά ποτέ δεν το κάνουν. Ο λόγος είναι ότι το σύστημα δεν είναι απομονωμένο. Η κατανάλωση τροφής και η απέκκριση της ύλης δεν συμβαίνουν με τον ίδιο ρυθμό. Επιπλέον, οι συνθήκες (π.χ. θερμοκρασία) κάτω από τις οποίες πραγματοποιούνται οι χημικές αντιδράσεις δεν παραμένουν σταθερές.
Εξουδετέρωση ονομάζουμε τη χημική αντίδραση ενός οξέος και μιας βάσης από την οποία παράγεται άλας και νερό. Όταν συμβαίνει η εξουδετέρωση, το pH του διαλύματος προσεγγίζει τον αριθμό επτά (σημείο ισορροπίας).
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Eνέργεια:
Η εξουδετέρωση είναι μια εξωθερμική διαδικασία που παράγει ενέργεια. Ως αποτέλεσμα, η θερμοκρασία του διαλύματος αυξάνεται.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Kύτταρα:
Τα κύτταρα οποιουδήποτε οργανισμού πρέπει να απορροφούν συστατικά από διαλύματα με συγκεκριμένο pΗ για να λειτουργήσουν σωστά. Η εξουδετέρωση χρησιμοποιείται για τον μετριασμό του pΗ τέτοιων διαλυμάτων (π.χ. λιπάσματα προστίθενται στο έδαφος για να μετριάζεται το pΗ, αντιόξινα φάρμακα χρησιμοποιούνται για να εξουδετερώσουν την περίσσεια οξέος στο στομάχι). Μια αλλαγή στην οξύτητα (pH) των υγρών του σώματος μπορεί να έχει μια μεγάλη επίδραση στα κύτταρα. Όταν το pH στα υγρά του σώματος μειώνεται ή αυξάνεται πολύ, το σώμα αρχίζει να υποφέρει από οξέωση ή αλκάλωση.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Η εξουδετέρωση έχει θετικές και αρνητικές επιπτώσεις στη Γη. Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν την εξουδετέρωση προς όφελός τους στην καθημερινή τους ζωή. Για παράδειγμα, οι αγρότες χρησιμοποιούν βασικά λιπάσματα για να εξουδετερώσουν ένα όξινο έδαφος το οποίο είναι επιβλαβές για τα φυτά ενώ βασικά διαλύματα προστίθενται στις καμινάδες των εργοστασίων για να εξουδετερώσουν τον όξινο καπνό που παράγουν αποφεύγοντας έτσι τα καταστροφικά αποτελέσματα της όξινης βροχής. Τα οξέα που απελευθερώνονται στο περιβάλλον από τη βιομηχανία δημιουργούν όξινη βροχή που έχει πολλές οικολογικές επιπτώσεις. Η όξινη βροχή κάνει τα νερά όξινα και τα αναγκάζει να απορροφήσουν το αλουμίνιο, που καταλήγει από το έδαφος σε λίμνες και ρέματα. Ο συνδυασμός αυτός καθιστά τα ύδατα τοξικά για τις καραβίδες, τα μύδια, τα ψάρια και άλλους υδρόβιους οργανισμούς.
Τα άτομα αλληλεπιδρούν μέσω της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης και δημιουργούν μόρια. Τα μόρια μπορεί να αποτελούνται από άτομα με τα ίδια ή διαφορετικά στοιχεία. Κάθε είδος μορίου έχει τις δικές του ιδιότητες, οι οποίες καθορίζουν επίσης τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρά με άλλα μόρια. Η χρήση και ο ρόλος κάθε είδους μορίου στη φύση βασίζεται στις ιδιότητες του.
Το διάλυμα είναι ένα ομοιογενές μείγμα δύο ή περισσότερων ουσιών. Η ουσία που συναντάται σε μεγαλύτερες ποσότητες ονομάζεται διαλύτης, ενώ οι υπόλοιπες ουσίες του διαλύματος ονομάζονται διαλυμένες ουσίες. Ένα μείγμα είναι ένας συνδυασμός ουσιών που μπορούμε να διαχωρίσουμε χρησιμοποιώντας φυσικές διαδικασίες. Σε ένα διάλυμα οι ουσίες είναι διαλυμένες, ενώ σε ένα μείγμα οι ουσίες αναμειγνύονται διατηρώντας τις φυσικές τους ιδιότητες.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Το εσωτερικό μέρος των κυττάρων είναι ένα διάλυμα που αποτελείται από οργανικά και ανόργανα μόρια.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Διαλύματα και μείγματα υπάρχουν παντού στη Γη. Οι ωκεανοί και η ατμόσφαιρα είναι παραδείγματα τέτοιων διαλυμάτων και μειγμάτων. Είναι απαραίτητα για την ύπαρξη της ζωής.
Οι τέσσερις βασικές καταστάσεις της ύλης είναι: αέρια, υγρά, στερεά και πλάσμα. Η κατάσταση της ύλης καθορίζεται από την σύγκριση της κινητικής ενέργειας και της ηλεκτρομαγνητικής δυναμικής ενέργειας των μορίων που αποτελούν ένα σώμα. Αν η κινητική ενέργεια είναι πολύ μεγαλύτερη από το σώμα είναι σε κατάσταση αερίου, αν οι δύο ενέργειες είναι συγκρίσιμες τότε το σώμα είναι σε υγρή κατάσταση, ενώ αν η ηλεκτρομαγνητική δυναμική ενέργεια κυριαρχεί το σώμα είναι στερεό. Όταν η ύλη θερμαίνεται πάρα πολύ, τα ηλεκτρόνια ξεφεύγουν από την έλξη των πυρήνων και δεν σχηματίζουν πλέον άτομα. Σχηματίζουν ουσιαστικά μια ‘σούπα’ από ηλεκτρόνια και πυρήνες που συμπεριφέρονται συλλογικά σύμφωνα με το κοινό τους ηλεκτρικό πεδίο. Αυτή η κατάσταση ονομάζεται πλάσμα. Το πλάσμα είναι η κατάσταση της ύλης που κυριαρχεί στο σύμπαν.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Καθώς η εσωτερική ενέργεια ενός συστήματος αλλάζει, σωματίδια γίνονται περισσότερο ή λιγότερο ενεργά και μπορούν να αλλάξουν την κατάστασή τους από στερεά σε υγρά, σε αέρια και αντίστροφα.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη δρα μεταξύ των σωματιδίων της ύλης. Οι δυνάμεις μεταξύ σωματιδίων σε στερεά είναι ισχυρότερες απ' ότι σε υγρά και αέρια.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Οι τρεις καταστάσεις της ύλης (στερεά, υγρά, αέρια) που βιώνουμε στην καθημερινή μας ζωή αποτελούν μόλις το 0,001% της ορατής μάζας του σύμπαντος. Το υπόλοιπο 99,999% της μάζας στο σύμπαν είναι η τέταρτη κατάσταση της ύλης, που ονομάζεται πλάσμα. Το πλάσμα είναι ένα θερμό ιονισμένο αέριο που αποτελείται από περίπου ίσους αριθμούς θετικά φορτισμένων ιόντων και αρνητικά φορτισμένων ηλεκτρονίων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Η Γη αποτελείται από ύλη και στις τρεις καταστάσεις. Οι αλλαγές που συμβαίνουν στην πίεση και τη θερμοκρασία στη Γη προκαλούν την αλλαγή της ύλης από την μία κατάσταση στην άλλη.
Όλα τα μη-οργανικά μόρια ονομάζονται ανόργανα μόρια. Τα ανόργανα μόρια δεν περιέχουν άνθρακα (τα οξείδια του άνθρακα και τα ανθρακικά αποτελούν εξαιρέσεις). Τα ανόργανα μόρια δεν εντοπίζονται συνήθως σε ζωντανούς οργανισμούς, αλλά είναι κοινά στη φύση.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Οι διαδικασίες που διαμορφώνουν τα ανόργανα μόρια περιλαμβάνουν το σπάσιμο και τη δημιουργία δεσμών που απαιτούν ενέργεια. Αν απελευθερωθεί περισσότερη ενέργεια απ' ότι έχει ληφθεί, η αντίδραση είναι εξωθερμική, ενώ όταν απαιτείται θερμότητα η αντίδραση ονομάζεται ενδοθερμική.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Οι δεσμοί σε ανόργανα μόρια δημιουργούνται λόγω της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Εξέλιξη:
Ανόργανα μόρια, όπως τα ιόντα φωσφόρου, αποτελούν δομικά στοιχεία του DNA και του RNA, τα οποία αποτελούν τη βάση της εξέλιξης.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Το νερό είναι το πιο άφθονο μόριο στα κύτταρα, αφού αποτελεί το 70% ή περισσότερο της συνολικής κυτταρικής μάζας. Ως πολικό μόριο, το νερό είναι σημαντικό για τον σχηματισμό βιολογικών δομών.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Τα ανόργανα μόρια και η αφθονία τους στη Γη έχουν διαδραματίσει καθοριστικό ρόλο στην ύπαρξη ζωής. Το νερό, το οποίο είναι το πιο σημαντικό ανόργανο μόριο για τη ζωή, έχει μια πολύ περίεργη συμπεριφορά όταν γίνεται στερεό. Ο πάγος επιπλέει πάνω από το υγρό νερό, ως αποτέλεσμα της εξαγωνικής διάταξης των μορίων μέσα στην κρυσταλλική δομή του. Αυτό κάνει τις λίμνες και τα ποτάμια να παγώνουν από πάνω προς τα κάτω, επιτρέποντας στους υδρόβιους οργανισμούς να επιβιώσουν, ακόμα κι όταν η επιφάνεια είναι παγωμένη.
Τα οργανικά μόρια είναι αυτά που περιέχουν μια κύρια ανθρακική αλυσίδα συνδεδεμένη με άλλους άνθρακες, υδρογόνο, οξυγόνο και/ή αμμωνία. Παρ' όλο που τα οργανικά μόρια είναι σπάνια στη Γη, είναι πολύ σημαντικά γιατί όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται από αυτά.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που χρησιμοποιείται στη Γη προέρχεται από ορυκτά καύσιμα που αποτελούνται κυρίως από οργανικά μόρια. Οι ζωντανοί οργανισμοί χρησιμοποιούν οργανικά μόρια για την παραγωγή ενέργειας.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Λόγω των ασθενών ενδομοριακών (ηλεκτρομαγνητικών) δυνάμεων, οι οργανικές ενώσεις έχουν συνήθως χαμηλά σημεία τήξης.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Εξέλιξη:
Η ποικιλομορφία της ζωής στη Γη επιτυγχάνεται με μόνο 20 αμινοξέα, τα οποία με τη σειρά τους παράγονται μόνο από τέσσερις νουκλεοβάσεις (αδενίνη, θυμίνη, κυτοσίνη, γουανίνη).
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Το DNA είναι το κληρονομικό υλικό των περισσότερων οργανισμών, από το οποίο σχεδόν όλο βρίσκεται στον πυρήνα των κυττάρων.
Τα μακρομόρια είναι πολύ μεγάλα μόρια που αποτελούνται από χιλιάδες άτομα. Δομούνται από τα μονομερή μόρια που σχηματίζουν ένα μακρομόριο μέσω της διαδικασίας του πολυμερισμού. Τα μακρομόρια είναι πολύ σημαντικά για τους ζωντανούς οργανισμούς. Τα πιο δημοφιλή και σημαντικά μακρομόρια για τους ζωντανούς οργανισμούς είναι το DNA, το RNA και οι πρωτεΐνες.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Εξέλιξη:
Τα μακρομόρια όπως το DNA, κατέχουν σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη, αφού περιλαμβάνουν τον γενετικό κώδικα που καθιστά κάθε οργανισμό μοναδικό και είναι ευαίσθητα στις μεταλλάξεις που κάνουν τους οργανισμούς να εξελίσσονται.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Τα πιο κοινά μακρομόρια στη βιοχημεία είναι τα βιοπολυμερή, όπως τα νουκλεϊκά οξέα, οι πρωτεΐνες, οι υδατάνθρακες και οι πολυφαινόλες. Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί εξαρτώνται από τρία μακρομόρια, το DNA, το RNA και τις πρωτεΐνες που βρίσκονται στα κύτταρα και καθορίζουν τις διεργασίες τους.
Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη είναι υπεύθυνη για την έλξη μεταξύ ατόμων που οδηγεί στη δημιουργία χημικών δεσμών και μορίων. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι δεσμών, ομοιοπολικοί και ιοντικοί. Οι ιοντικοί δεσμοί οφείλονται στην ηλεκτροστατική ελκτική δύναμη μεταξύ ατόμων με αντίθετο φορτίο, ενώ οι ομοιοπολικοί δεσμοί αναπτύσσονται μεταξύ ατόμων που μοιράζονται ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Eνέργεια:
Οι χημικές ενώσεις σχηματίζονται με την ένωση δύο ή περισσοτέρων ατόμων, είτε από το ίδιο είτε από διαφορετικά στοιχεία. Μια σταθερή ένωση συμβαίνει όταν η συνολική ενέργεια του συνδυασμού έχει λιγότερη ενέργεια από τα διαχωρισμένα άτομα. Η ένωση υποδηλώνει πλέγμα ελκτικής δύναμης μεταξύ των ατόμων που οδηγεί σε έναν χημικό δεσμό.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη δημιουργεί τους δεσμούς μεταξύ των ατόμων και καθορίζει τη γεωμετρία των μορίων. Η κατανομή φορτίου των εμπλεκόμενων ατόμων καθορίζει τον τύπο των δεσμών μεταξύ τους και κατά συνέπεια τη γεωμετρία των μορίων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κβαντική:
Όλοι οι δεσμοί μπορούν να εξηγηθούν με την κβαντική θεωρία, αλλά στην πράξη, απλουστεύσεις επιτρέπουν στους επιστήμονες να προβλέπουν τη δύναμη, την κατεύθυνση και την πολικότητα των δεσμών.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Οι χημικοί δεσμοί συγκρατούν τα μόρια μαζί και δημιουργούν προσωρινές συνδέσεις που είναι απαραίτητες για τη ζωή. Τόσο οι ισχυροί όσο και οι ασθενοίς δεσμοί έχουν σημαντικό ρόλο στη χημεία των κυττάρων και του σώματός μας. Για παράδειγμα, ισχυροί ομοιοπολικοί δεσμοί συγκρατούν τα χημικά δομικά στοιχεία που συνθέτουν μια αλυσίδα DNA. Αντιθέτως, ασθενέστεροι δεσμοί υδρογόνου συγκρατούν τις δύο αλυσίδες του διπλού έλικα DNA. Αυτοί οι δεσμοί κρατούν το DNA σταθερό, αλλά επιτρέπουν επίσης το άνοιγμά του για αντιγραφή και χρήση από το κύτταρο.
Υπάρχει ένας περιορισμένος αριθμός στοιχείων στο σύμπαν και όλα αποτελούνται από κουάρκ και ηλεκτρόνια. Ο αριθμός των κουάρκ και των ηλεκτρονίων καθορίζει τη συμπεριφορά κάθε στοιχείου.
Κάθε χημικό στοιχείο καθορίζεται από τον αριθμό των πρωτονίων στον πυρήνα του ατόμου. Υπάρχει ένας περιορισμένος αριθμός στοιχείων στη φύση εκ των οποίων τα περισσότερα είναι φυσικά αλλά κάποια είναι κατασκευασμένα από τον άνθρωπο. Όλα αυτά τα στοιχεία διατάσσονται σε έναν πίνακα, που ονομάζεται περιοδικός πίνακας. Τα στοιχεία διατάσσονται με βάση τον ατομικό τους αριθμό (αριθμός πρωτονίων), την ηλεκτρονική τους δομή και τις επαναλαμβανόμενες χημικές τους ιδιότητες.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Στον περιοδικό πίνακα, μια ομάδα είναι μια κάθετη στήλη. Στοιχεία στην ίδια ομάδα παρουσιάζουν μοτίβα στην ατομική ακτίνα και στην ενέργεια ιιονισμού. Από πάνω προς τα κάτω σε μια ομάδα, οι ατομικές ακτίνες των στοιχείων αυξάνονται. Εφόσον συμπληρώνονται περισσότερα ενεργειακα επίπεδα, τα ηλεκτρόνια σθένους βρίσκονται πιο μακριά από τον πυρήνα.
Από την κορυφή, κάθε επόμενο χημικό στοιχείο έχει χαμηλότερη ενέργεια ιονισμού, γιατί είναι ευκολότερο να αποσπαστεί ένα ηλεκτρόνιο, εφόσον τα πιο απομακρυσμένα ηλεκτρόνια έλκονται ασθενέστερα από τους πυρήνες τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Τα ηλεκτρόνια βιώνουν μεγαλύτερη ηλεκτροστατική έλξη όταν βρίσκονται σε στιβάδες πιο κοντά στον πυρήνα. Έτσι, η απόσπασή τους απαιτεί περισσότερη ενέργεια. Στον περιοδικό πίνακα, η ενέργεια ιόνισμού αυξάνεται προς τα πάνω και δεξιά.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κβάντική:
Με την ανάπτυξη των κβαντικών θεωριών για την κίνηση των ηλεκτρονίων στα άτομα έχει αποδειχθεί ότι κάθε περίοδος (οριζόντια γραμμή) στον περιοδικό πίνακα αντιστοιχούσε στη συμπλήρωση μιας ηλεκτρονιακής στιβάδας.
With the development of modern quantum mechanical theories of electron configurations within atoms, it became apparent that each period (row) in the table corresponded to the filling of a quantum shell of electrons.
Τα άτομα έχουν πυρήνες που αποτελούνται από πρωτόνια και νετρόνια, ενώ τα ηλεκτρόνια περιφέρονται γύρω από τους πυρήνες. Τα άτομα είναι ουδέτερα καθώς περιέχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων και ηλεκτρονίων. Τα ισότοπα είναι άτομα του ίδιου στοιχείου που διαφέρουν μόνο στον αριθμό των νετρονίων στους πυρήνες τους. Κάποια ισότοπα είναι πιο σταθερά από άλλα.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
H δυναμική ενέργεια ενός ηλεκτρονίου που περιφέρεται γύρω από έναν ατομικό πυρήνα οφείλεται στην ελκτική ηλεκτρομαγνητική δύναμη μεταξύ των δύο σωματιδίων. Όταν ένα ηλεκτρόνιο χάνει μέρος της ενέργειας του, εκπέμπονται ένα ή περισσότερα φωτόνια με συνολική ενέργεια ίση με την απώλεια ενέργειας του ηλεκτρονίου. Η πυρηνική δυναμική ενέργεια των ατομικών πυρήνων απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια της πυρηνικής σχάσης του ατόμου.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Εντοπίζονται στα άοτμα ελκτικές και απωθητικές δυνάμεις. Οι ελκτικές ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις μεταξύ πρωτονίων και ηλεκτρονίων κρατούν τα ηλεκτρόνια σε τροχιά γύρω από τον πυρήνα. Η ελκτική ισχυρή πυρηνική αλληλεπίδραση μεταξύ πρωτονίων και νετρωνίων κρατά τους ατομικούς πυρήνες που συνδέονται με απωθητικές ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις μεταξύ των πρωτονίων που τείνουν να καταστρέφουν τους πυρήνες.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Στο πρώιμο σύμπαν τα σωματίδια συνδυάστηκαν για να σχηματίσουν άτομα. Τα στοιχειώδη σωματίδια συνδυάστηκαν σχηματίζοντας πυρήνες και έπειτα προσέλκυσαν ηλεκτρόνια για να σχηματίσουν άτομα. Τα άτομα που σχηματίστηκαν ήταν αυτά του υδρογόνου και του ηλίου. Τα υπόλοιπα άτομα που αποτελούν τον κόσμο δημιουργήθηκαν είτε μέσω της αστρικής νουκλεοσύνθεσης είτε της νουκλεοσύνθεσης των σουπερνόβα.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κβαντική:
Η δομή και οι ιδιότητες των ατόμων περιγράφονται από την κβαντική μηχανική. Ο Bohr ήταν ο πρώτος που διατύπωσε μία θεωρία για τη δομή του ατόμου, σύμφωνα με την οποία τα ηλεκτρόνια γύρω από τον ατομικό πυρήνα μπορούν να περιφέρονται μόνο σε ορισμένα διακριτά σύνολα αποστάσεων από τον πυρήνα. Σήμερα χρησιμοποιούνται κβαντομηχανικά μοντέλα για την εξήγηση πιο περίπλοκων ατόμων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Υπάρχουν ισότοπα στη Γη. Τα άτομα του ίδιου στοιχείου μπορούν να διαφέρουν στον αριθμό των νετρονίων που υπάρχουν στον πυρήνα τους, όπως το πρώτιο, το δευτέριο και το τρίτιο για το άτομο υδρογόνου (0, 1 και 2 πρωτόνια). Αυτές οι παραλλαγές στα πρωτόνια μπορεί να είναι σπάνιες για μερικά άτομα ή πολύ παρόμοιες με άλλα. Μια χρήσιμη εφαρμογή των ισότοπων της Γης είναι η χρήση τους για την εκτίμηση της ηλικίας των βράχων, των απολιθωμάτων και του ίδιου του πλανήτη.
Το στοιχειώδη σωματίδιο είναι το σωματίδιο που δεν αποτελείται από άλλα σωματίδια. Τα γνωστά στοιχειώδη σωματίδια χωρίζονται σε φερμιόνια και μποζόνια. Τα φερμιόνια περιλαμβάνουν τα κουάρκ και τα λεπτόνια, που και τα δύο σχηματίζουν όλη την ύλη που παρατηρείται στο σύμπαν. Τα κουάρκ συνδυάζονται και φτιάχνουν αδρόνια, όπως τα πρωτόνια και τα νετρόνια, που με τη σειρά τους αποτελούν όλους τους ατομικούς πυρήνες. Το πιο γνωστό λεπτόνιο είναι το ηλεκτρόνιο. Τα μποζόνια είναι γνωστά ως σωματίδια φορείς, υπεύθυνα για τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των σωματιδίων. Κάθε ένα από αυτά τα σωματίδια έχει ένα αντίστοιχο αντισωματίδιο.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Τα στοιχειώδη σωματίδια δημιουργήθηκαν σε κλάσματα δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Στη συνέχεια, συνδυάστηκαν για να σχηματίσουν πυρήνες, άτομα και μόρια (ύλη και αντιύλη). Τα στοιχειώδη σωματίδια μπορούν να μετασχηματιστούν σε άλλα σωματίδια μέσω της ασθενούς πυρηνικής αλληλεπίδρασης.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Η μεταφορά ηλεκτρονίων στον ενεργειακό κύκλο των κυττάρων μεταφέρει ενέργεια στα συνένζυμα τα οποία με τη σειρά τους μεταφέρουν αυτή την ενέργεια μέσω της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Όλα τα πράγματα στη Γη αποτελούνται από στοιχειώδη σωματίδια που δημιουργήθηκαν λόγω της Μεγάλης Έκρηξης.
Υπάρχουν τέσσερις θεμελιώδης αλληλεπιδράσεις/δυνάμεις στη φύση. Η βαρυτική, η ηλεκτρομαγνητική, η ασθενής πυρηνική και η ισχυρή πυρηνική. Όλα τα φαινόμενα στη φύση οφείλονται στη δράση μιας ή περισσότερων από αυτές τις αλληλεπιδράσεις. Οι δυνάμεις ασκούνται στα σώματα εξ' αποστάσεως μέσω του αντίστοιχου φυσικού πεδίου, προκαλώντας αλλαγή στην κίνηση ή στην κατάσταση της ύλης.
Ορισμός για ηλικίες 12 μέχρι 15:
Η βαρύτητα και ο ηλεκτρομαγνητισμός είναι οι δύο δυνάμεις που τα αποτελέσματα των οποίων είναι πιο εμφανή σε εμάς. Αυτές οι δύο δυνάμεις είναι υπεύθυνες για την πλειονότητα των κινήσεων στο σύμπαν. Η κίνηση ενός σώματος εξαρτάται από το πώς ενεργεί μια δύναμη πάνω του.
Ορισμός για ηλικίες 9 μέχρι 12:
Όταν ασκείται μια δύναμη σε ένα σώμα, μπορεί να αλλάξει το σχήμα του ή η κινητική του κατάσταση. Δεν μπορούμε να δούμε τις δυνάμεις αλλά μπορούμε να τις καταλάβουμε από τα αποτελέσματά τους. Ένα σώμα μπορεί να έχει επίδραση σε ένα άλλο μέσω μιας δύναμης, είτε με την επαφή μαζί του είτε από απόσταση. Υπάρχει ένας περιορισμένος αριθμός δυνάμεων στο σύμπαν μας.
Όταν μια δύναμη (ή περισσότερες) ασκηθεί σε ένα σώμα, τότε θα μεταβληθεί το σχήμα ή η κινητική κατάσταση του σώματος. Ανάλογα με το μέγεθος και την κατεύθυνση της συνολικής δύναμης, το σώμα μπορεί να εκτελέσει διαφορετικά είδη κίνησης. Ο τρόπος με τον οποίο οι δυνάμεις επιδρούν στην κίνηση των σωμάτων που κινούνται με πολύ μικρότερη ταχύτητα από την ταχύτητα του φωτός, περιγράφεται με βάση τους νόμους του Νεύτωνα. Ο τρόπος με τον οποίο οι δυνάμεις επιδρούν στην κίνηση των σωμάτων που κινούνται με ταχύτητα κοντά στην ταχύτητα του φωτός, περιγράφεται από τη ειδική θεωρία σχετικότητας του Einstein.
Τα σωματίδια είναι συνεχώς σε κίνηση στη φύση, αλλά μπορεί να έχουν διαφορετικές ταχύτητες ανάλογα με την εσωτερική ενέργεια του συστήματος. Η εσωτερική ενέργεια του συστήματος με τη σειρά της εξαρτάται κυρίως από τη θερμοκρασία του συστήματος (όσο ψηλότερη είναι η θερμοκρασία τόσο πιο γρήγορα κινούνται τα σωματίδια) και την ηλεκτρομαγνητική ενέργεια μεταξύ των σωματιδίων που τείνει να τα κρατά μαζί. Η μέση ταχύτητα των μορίων στην ατμόσφαιρα γύρω μας είναι περίπου 1800 km/h.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
H εσωτερική ενέργεια ενός σώματος (σε οποιαδήποτε κατάσταση) είναι το άθροισμα της κινητικής ενέργειας των σωματιδίων του (λόγω της μικροσκοπικής τους ενέργειας) και της δυναμικής τους ενέργειας (λόγω των ηλεκτρομαγνητικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ τους).
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Οι ιδιότητες των καμπύλων και των φασμάτων του φωτός των αστέρων εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τις μικροσκοπικές κινήσεις των σωματιδίων στη φωτόσφαιρα των αστέρων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Όλα τα σωματίδια στη φύση πραγματοποιούν μικροσκοπικές κινήσεις. Όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία τόσο μικρότερες είναι οι κίνησή τους. Ωστόσο, τα σωματίδια δεν μπορούν ποτέ να είναι ακίνητα.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κβαντική:
Οι μικροσκοπικές κινήσεις υπάρχουν και στον μικρόσκοσμο των ατόμων και των υποατομικών σωματιδίων. Με βάση την αρχή αβεβαιότητας του Heisenberg, κανένα σωματίδιο δεν μπορεί να παραμείνει εντελώς ακίνητο.
Η περιστροφή είναι η κίνηση κατά την οποία ένα σώμα κινείται γύρω από ένα σταθερό άξονα και οφείλεται στην άσκηση μίας ή περισσότερων δυνάμεων. Η περιστροφή ενός σώματος γύρω από τον δικό του άξονα είναι μια από τις πιο κοινές κινήσεις στη φύση. Ουράνια σώματα (όπως είναι οι αστέρες, οι πλανήτες και οι γαλαξίες) και στοιχειώδη σωματίδια (όπως τα κουάρκ και τα ηλεκτρόνια) περιστρέφονται γύρω από τον άξονά τους. Πολλά σώματα επίσης περιφέρονται γύρω από άλλα (όπως η Γη περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο ή τα ηλεκτρόνια γύρω από τον πυρήνα).
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Κάθε σώμα που περιστρέφεται έχει ενέργεια. Η περιστροφή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την μετατροπή μιας μορφής ενέργειας σε άλλη (π.χ. ανεμογεννήτριες).
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Η περιστροφή βρίσκεται παντού στο Σύμπαν. Όλα τα ουράνια σώματα περιστρέφονται γύρω από τους άξονες τους. Μερικά ουράνια σώματα περιφέρονται γύρω από άλλα. Για παράδειγμα, η Γη και οι άλλοι πλανήτες περιφέρονται γύρω από τον ήλιο. Οι αστέρες περιφέρονται γύρω από το κέντρο του γαλαξία τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Τα ηλεκτρόνια περιστρέφονται γύρω από τον ατομικό πυρήνα. Τα μόρια μπορούν να περιστρέφονται γύρω από το κέντρο μάζας τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κβαντική:
Όλα τα υποατομικά σωματίδια περιστρέφονται γύρω από τον άξονά τους. Στην κβαντική μηχανική η περιστροφή είναι μια εγγενής μορφή γωνιακής ορμής που μεταφέρεται από τα στοιχειώδη σωματίδια, σύνθετα σωματίδια (αδρόνια) και ατομικούς πυρήνες.
Οι κρούσεις είναι φαινόμενα κατά τα οποία δύο ή περισσότερα σωματίδια συγκρούονται. Η αρχή διατήρησης της ορμής και η αρχή διατήρησης της ενέργειας διέπουν όλες τις κρούσεις, οι οποίες συμβαίνουν σε κάθε κλίμακα του σύμπαντός μας (από κομήτες που συγκρούονται με τη Γη σε συγκρούσεις στοιχειωδών σωματιδίων).
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Η κινητική ενέργεια ενός σώματος μετατρέπεται σε θερμική και ηχητική ενέργεια κατά την πρόσκρουσή του με ένα άλλο σώμα.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Οι κρούσεις συμβαίνουν σε όλο το Σύμπαν και σε κάθε κλίμακα. Βλέπουμε πιο συχνά συγκρούσεις αστεροειδών στο ηλιακό σύστημα. Οι συγκρούσεις έχουν σημαντικό ρόλο στον σχηματισμό των πυρήνων των πλανητών και ουράνιων σωμάτων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Για να συμβούν χημικές αντιδράσεις, τα σωματίδια αντιδρώντων πρέπει να συγκρουστούν μεταξύ τους με υψηλά επίπεδα ενέργειας. Οι συγκρούσεις σωματιδίων με περισσότερη ενέργεια μπορούν να οδηγήσουν σε πυρηνικές αντιδράσεις (σύντηξη ή σχάση).
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Υπάρχουν πολλοί κρατήρες στην επιφάνεια της Γης που δημιουργήθηκαν από προσκρούσεις αστεροειδών. Ένας από αυτούς είναι ο κρατήρας Chicxulub στο Μεξικό ο οποίος θεωρείται ότι δημιουργήθηκε απο τον αστεροειδή που εξαφάνισε τους δεινοσαύρους.
Τα υγρά και τα αέρια (που μαζί ονομάζονται ρευστά) παρουσιάζουν ροή, η οποία προκαλεί την ελεύθερη κίνηση των μορίων από ένα σημείο στον χώρο σε άλλο. Λόγω αυτού, σε αντίθεση με την κίνηση των στερεών αντικειμένων, τα ρευστά αλλάζουν σχήμα και ιδιότητες (όπως είναι η πίεση) καθώς κινούνται. Οι κινήσεις των υγρών και των αερίων εξετάζονται από τη Μηχανική των Ρευστών. Η μελέτη τους βοηθά στην κατανόηση πολλών πτυχών του κόσμου μας, όπως είναι η εξέλιξη των άστρων, τα ωκεάνια ρεύματα, οι καιρικές συνθήκες, οι τεκτονικές πλάκες και η κυκλοφορία του αίματος.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Η μεταφορά ενέργειας στα υγρά και τα αέρια μπορεί να πραγματοποιηθεί με μετάδοση με αγωγή, συναγωγή και θερμική ακτινοβολία ή με αλλαγές φάσεων (εξάτμιση και συμπύκνωση).
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Οι αστέρες αποτελούνται από ένα ιονισμένο υγρό που ονομάζεται πλάσμα. Ενέργεια παράγεται στο κέντρο των αστέρων μέσω της πυρηνικής σύντηξης και μεταφέρεται προς τα έξω με ακτινοβολία και συναγωγή.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Η μεταφορά ενέργειας μπορεί να πραγματοποιηθεί είτε μέσω σύγκρουσης σωματιδίων (μετάδοση με αγωγή) ή
μέσω συλλογικής κίνησης σωματιδίων (συναγωγή) ή μέσω της εκπομπής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας (θερμική ακτινοβολία).
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Η Γη αποτελείται από υγρά και αέρια σε κίνηση. Παραδείγματα τέτοιων υγρών είναι οι ωκεανοί και κάποια επίπεδα της Γης (εξωτερικός πυρήνας και μανδύας). Ο αέρας που αναπνέουμε και τα αέρια που απελευθερώνονται από τα ηφαίστεια είναι παραδείγματα αερίων που βρίσκονται σε κίνηση στη Γη. Οι αλλαγές στις καιρικές συνθήκες οφείλονται στην κίνηση αερίων και υγρών στην επιφάνεια και την ατμόσφαιρα της Γης.
Η ταλάντωση είναι είδος κίνησης κατά την οποία η δύναμη που ασκείται σε ένα κινούμενο σώμα είναι πάντα αντίθετη από την κατεύθυνση μετατόπισης από το σημείο ισορροπίας. Επομένως, το σώμα επιστρέφει περιοδικά στην αρχική του θέση μετά από ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Οι ταλαντώσεις παρουσιάζονται σε πολλές διαφορετικές περιπτώσεις στον κόσμο, στο εκκρεμές, στο ρολόι και στα κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος, καθώς και σε βιολογικές, χημικές, κβαντικές, μηχανικές και κλιματικές διαδικασίες.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Η ενέργεια ενός σώματος κατά τη διάρκεια της ταλάντωσης είναι ίση με την κινητική και τη δυναμική του ενέργεια. Η συνολική μηχανική ενέργεια του αρμονικού ταλαντωτή παραμένει σταθερή κατά τη διάρκεια της κίνησής του.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Όλα τα άτομα που συνδέονται με έναν χημικό δεσμό ταλαντώνονται.
Ανάλογα με τις δυνάμεις που ασκούνται σε ένα σώμα, η ταχύτητα μπορεί να είναι σταθερή ή μεταβαλλόμενη. Αυτές οι κινήσεις μπορούν να περιγραφούν με εξισώσεις χρησιμοποιώντας μεταβλητές στις τρεις διαστάσεις του χώρου και τη μεταβλητή χρόνου.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Οποιοδήποτε σώμα σε κίνηση διαθέτει κινητική ενέργεια.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Όλα τα σώματα στο Σύμπαν εκτελούν κινήσεις σε τρεις διαστάσεις. Οι κινήσεις σε τρεις διαστάσεις απαιτούν την ύπαρξη δύναμης. Οι κινήσεις σε τρεις διαστάσεις στο σύμπαν συμβαίνουν λόγω της ύπαρξης της βαρύτητας. Η περιστροφή του Ήλιου γύρω από το γαλαξιακό κέντρο είναι ένα παράδειγμα κίνησης σε τρεις διαστάσεις.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Όλα τα σώματα στο Σύμπαν μποορύν να εκτελέσουν κινήσεις σε τρεις διαστάσεις. Οι μικροσκοπικές κινήσεις των σωματιδίων που αποτελούν την ύλη (σε οποιαδήποτε κατάσταση) είναι επίσης κινήσεις σε τρεις διαστάσεις.
Οι κινήσεις σε δύο διαστάσεις αφορούν τις κινήσεις σωμάτων σε επίπεδη επιφάνεια. Ανάλογα με τις δυνάμεις που ασκούνται σε ένα σώμα, η ταχύτητα μπορεί να είναι σταθερή ή μεταβαλλόμενη. Μπορούν να περιγραφούν με εξισώσεις χρησιμοποιώντας μεταβλητές στις δύο διαστάσεις του χώρου και μεταβλητή που χρησιμοποιείται μια φορά.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Οποιοδήποτε σώμα σε κίνηση διαθέτει κινητική ενέργεια.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Οι κινήσεις σε δύο διαστάσεις απαιτούν την ύπαρξη δύναμης. Στον μακρόκοσμο, οι κινήσεις σε δύο διαστάσεις συμβαίνουν λόγω της βαρύτητας. Οι τροχιές των πλανητών είναι παράδειγμα κίνησης σε δύο διαστάσεις, όπως για παράδειγμα η περιφορά της Γης γύρω απο τον ήλιο.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Οι κινήσεις σε δύο διαστάσεις απαιτούν την ύπαρξη δύναμης. Μικρά σωματίδια μπορούν να πραγματοποιήσουν κινήσεις σε δύο διαστάσεις. Αυτές οι κινήσεις οφείλονται στην ύπαρξη της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης (Coulomb force). Κατά την διάρκεια της πυρηνικής αποσύνθεσης σωματίδια μπορούν να εκτελέσουν τροχιές σε δύο διαστάσεις, λόγω της ασθενούς αλληλεπίδρασης.
Οι ευθύγραμμες κινήσεις είναι οι κινήσεις που συμβαίνουν σε μία διάσταση (το σώμα κινείται σε ευθεία γραμμή). Ανάλογα με τις δυνάμεις που ασκούνται, το σώμα έχει σταθερή ή μεταβαλλόμενη ταχύτητα. Μπορούν να περιγραφούν με εξισώσεις χρησιμοποιώντας μια μεταβλητή που αφορά στον χώρο και μια μεταβλητή που αφορά στον χρόνο.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Οποιοδήποτε σώμα σε κίνηση διαθέτει κινητική ενέργεια.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Μικρά σωματίδια μπορούν να εκτελέσουν ευθύγραμμες κινήσεις. Αυτές οι κινήσεις μπορεί να οφείλονται στην ύπαρξη της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης (Coulomb force). Κατά τη διάρκεια της πυρηνικής αποσύνθεσης, σωματίδια μπορούν να εκτελούν ευθύγραμμες τροχιές λόγω της ασθενούς αλληλεπίδρασης.
Υπάρχουν τέσσερις μορφές αλληλεπιδράσεων: η βαρύτητα, ο ηλεκτρομαγνητισμός, η ισχυρή πυρηνική αλληλεπίδραση και η ασθενής πυρηνική αλληλεπίδραση. Κάθε κίνηση ή αλλαγή κατάστασης οφείλεται σε μια ή περισσότερες από αυτές τις αλληλεπιδράσεις. Τα αποτελέσματα αυτών των αλληλεπιδράσεων μπορούν να παρατηρηθούν σε όλες τις κλίμακες του σύμπαντος.
Η ασθενής πυρηνική αλληλεπίδραση είναι υπεύθυνη για τη διάσπαση των ατομικών πυρήνων και δρα σε υποατομικά σωματίδια. Έχει σημαντικό ρόλο στη δημιουργία στοιχείων και στην τροφοδοσία αστέρων μέσω της πυρηνικής σύντηξης.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Η ασθενής αλληλεπίδραση είναι υπεύθυνη για τη ραδιενεργή αποσύνθεση και την ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Συμπαν:
Η ασθενής πυρηνική αλληλεπίδραση είναι απαραίτητη για την πυρηνική σύντηξη που συμβαίνει στους αστέρες. Για να ολοκληρωθεί η διαδικασία της σύντηξης ή της σχάσης απαιτείται η διάσπαση βήτα η οποία γίνεται με την ασθενής πυρηνική αλληλεπίδραση.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Η ασθενής πυρηνική αλληλεπίδραση είναι υπεύθυνη για τη ραδιενεργή αποσύνθεση στοιχείων. Επίσης, έχει σημαντικό ρόλο στην πυρηνική σύντηξη και σχάση. Για να ολοκληρωθεί η διαδικασία της σύντηξης ή της σχάσης απαιτείται η διάσπαση βήτα η οποία γίνεται με την ασθενής πυρηνική αλληλεπίδραση.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κβαντική:
Η ασθενής πυρηνική αλληλεπίδραση γίνεται μέσω της ανταλλαγής W και Z μποζονίων. Τα αποτελέσματά της είναι εμφανείς στον μικρόκοσμο.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Η αποσύνθεση των ραδιενεργών στοιχείων στο εσωτερικό της Γης οφείλεται στην ασθενής πυρηνική αλληλεπίδραση. Έτσι παράγεται πολλή από τη γεωθερμική ενέργεια της Γης και προκαλεί την κίνηση των τεκτονικών πλακών και άρα τη δημιουργία ηφαιστείων και σεισμών.
Η ισχυρή πυρηνική αλληλεπίδραση δρα σε υποατομικά σωματίδια και είναι αυτή που κρατά τα σωματίδια του πυρήνα των ατόμων ενωμένα. Η ισχυρή αλληλεπίδραση είναι η ισχυρότερη από όλες τις θεμελειώδεις αλληλεπιδράσεις, αλλά έχει πολύ μικρό εύρος.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Η ισχυρή πυρηνική αλληλεπίδραση κρατά τα σωματίδια του πυρήνα των ατόμων ενωμένα και είναι υπεύθυνη για την ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια πυρηνικής σχάσης/σύντηξης.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Η ισχυρή πυρηνική αλληλεπίδραση είναι σημαντική στην πυρηνική σύντηξη, διαδικασία η οποία παρέχει τα απαραίτητα καύσιμα στους αστέρες και δημιουργεί στοιχεία μέχρι και τον σίδηρο.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Η ισχυρή πυρηνική αλληλεπίδραση κρατά τα κουάρκ ενωμένα για τον σχηματισμό πιο σύνθετων υποατομικών σωματιδίων όπως τα αδρόνια και τα μεσόνια. Συνδέει επίσης πρωτόνια και νετρόνια για τον σχηματισμό ατομικών πυρήνων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κβαντική:
Η ισχυρή πυρηνική αλληλεπίδραση δρα στα στοιχειώδη σωματίδια όπως τα κουάρκ και βαρυτέρα στοιχεία όπως τα πρωτόνια και τα νετρόνια. Τα αποτελέσματά της είναι εμφανείς στον μικρόκοσμο.
Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη ασκείται μεταξύ δύο σωμάτων, λόγω του ηλεκτρικού τους φορτίου. Ο ηλεκτρισμός και ο μαγνητισμός,αρχικά θεωρούνταν ξεχωριστά φαινόμενα, αλλά σήμερα γνωρίζουμε ότι αντιστοιχούν σε δύο διαφορετικές πτυχές ενός μόνο φαινομένου, του ηλεκτρομαγνητισμού. Οι ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις βρίσκονται πίσω από τα περισσότερα φαινόμενα της καθημερινής ζωής (π.χ. αναπνοή, περπάτημα, διάβασμα) εκτός από τη βαρύτητα.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Τα φορτισμένα σωματίδια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους μέσω της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης ανταλλάζοντας ενέργεια με τη μορφή φωτονίων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη είναι υπεύθυνη για πολλά φαινόμενα στο σύμπαν, όπως είναι η επιτάχυνση των κοσμικών ακτινών και οι ηλιακές καταιγίδες που προκαλούνται από τον ηλιακό άνεμο.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Όλα τα φορτισμένα σωματίδια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους μέσω της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης. Αυτή η αλληλεπίδραση είναι υπεύθυνη για την ένωση των ατόμων και τον σχηματισμό χημικών ενώσεων. Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη είναι υπεύθυνη για τη δομή της ύλης μεγαλύτερη από τον ατομικό πυρήνα.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Εξέλιξη:
Ο ηλεκτρομανγητισμός έχει σημαντικό ρόλο στην ύπαρξη και την εξέλιξη της ζωής. Μακρομόρια όπως οι πρωτεΐνες, τα νουκλεϊκά οξέα, κτλ. - που είναι τόσο σημαντικά για τη ζωή - συνήθως είναι ηλεκτρικά φορτισμένα. Το DNA από μόνο του είναι ισχυρά φορτισμένο: είναι η ηλεκτροστατική δύναμη που όχι μόνο συγκρατεί τα μόρια μαζί αλλά τους δίνει δομή και δύναμη.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Τα κύτταρα εκτελούν πολυάριθμες διεργασίες μέσω χημικών αντιδράσεων, που με τη σειρά τους συμβαίνουν λόγω της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Ο ηλεκτρομαγνητισμός είναι απαραίτητος για τη ζωή στη Γη. Για παράδειγμα, το μαγνητικό πεδίο της Γης την προστατεύει από την υψηλή σε ενέργεια ακτινοβολία. Υπάρχουν φυσικά φαινόμενα στη Γη που σχετίζονται με τον ηλεκτρομαγνητισμό (όπως η αστραπή), αλλά και φαινόμενα που οφείλονται στην ανθρώπινη δραστηριότητα (τεχνητό φως).
Η βαρυτική δύναμη (ή απλά βαρύτητα) ασκείται μεταξύ δύο σωμάτων λόγω της μάζας τους. Όλα τα σώματα ελκύουν οποιοδήποτε άλλο σώμα στο σύμπαν. Όσο πιο μεγάλη είναι η μάζα ενός σώματος, τόσο μεγαλύτερη είναι η βαρυτική δύναμη που ασκεί σε άλλα σώματα. Έτσι, σε σώματα με μεγάλη μάζα, όπως είναι οι πλανήτες, τα άστρα και οι γαλαξίες, η βαρύτητα είναι σημαντική αιτία για τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ τους, για τη διαμόρφωση των τροχιών τους και για τις κινήσεις τους. Η θεωρία της Γενικής Σχετικότητας παρέχει μια ενιαία περιγραφή της βαρύτητας ως μια γεωμετρική ιδιότητα του χωροχρόνου. Πολύ συμπαγής σώματα όπως είναι οι μαύρες τρύπες και οι αστέρες νετρονίων, είναι σε θέση να καμπυλώσουν τον χωρόχρονο γύρω τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Η βαρύτητα δημιουργεί δυναμική βαρυτική ενέργεια. Η βαρυτική ενέργεια εξαρτάται από τις μάζες των δύο σωμάτων και την απόσταση μεταξύ τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Η βαρυτική δύναμη ασκείται από όλα τα σώματα με μάζα σε όλο το Σύμπαν. Η βαρύτητα είναι αυτή που κρατά τη Γη και τους άλλους πλανήτες σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο και το Ηλιακό Σύστημα σε τροχιά γύρω από το κέντρο του Γαλαξία. Η βαρύτητα είναι μια από τις δυνάμεις που εμπλέκεται στη γέννηση των αστέρων, στην εξέλιξή τους και στον θάνατό τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Η βαρύτητα είναι υπεύθυνη για πολλές φυσικές ιδιότητες της Γης και συνεπώς επηρεάζει την ύπαρξη και τα χαρακτηριστικά των ζωντανών οργανισμών πάνω σε αυτήν. Για παράδειγμα, η ύπαρξη, η χημική σύνθεση και η δομή της ατμόσφαιρας της Γης καθορίστηκαν από τη βαρυτική δύναμη της Γης.
Η εξέλιξη είναι η βάση τόσο για τη βιοποικιλότητα όσο και για τα κοινά χαρακτηριστικά μεταξύ οργανισμών. Οι οργανισμοί μεταβιβάζουν γενετικές πληροφορίες από τη μια γενιά στην επόμενη.
Ορισμός για τις ηλικίες 12 μέχρι 15
Όλοι οι οργανισμοί προέρχονται από έναν κοινό πρόγονο. Μέσω των μεταλλάξεων και της φυσικής επιλογής έχουν αναπτυχθεί πολλά είδη οργανισμών κατά τη διάρκεια της εξέλιξης. Κάθε περιβάλλον ευνοεί την ανάπτυξη και την εξέλιξη διαφορετικών ειδών και έτσι υπάρχει μεγάλη ποικιλία οργανισμών στη φύση.
Ορισμός για τις ηλικίες 9 μέχρι 12
Οι οργανισμοί αλλάζουν από γενιά σε γενιά και αναπτύσσουν χαρακτηριστικά και δεξιότητες που τους βοηθούν να επιβιώσουν. Όλες οι γενετικές πληροφορίες ενός οργανισμού αποθηκεύονται στο DNA που βρίσκεται στον πυρήνα κάθε κυττάρου. Το DNA είναι υπεύθυνο για τη μετάδοση γενετικών πληροφοριών από τη μια γενιά στην άλλη (κληρονομικότητα).
Όλοι οι οργανισμοί προέρχονται από έναν μοναδικό πρόγονο. Υπάρχει μεγάλη βιοποικιλότητα σε όλους τους οργανισμούς, η οποία είναι αποτέλεσμα μεταλλάξεων που συμβαίνουν στο DNA. Με βάση τη φυσική επιλογή, διαφορετικοί οργανισμοί που προσαρμόζονται καλύτερα σε συγκεκριμένο περιβάλλον επιβιώνουν.
Δεν έχουν όλοι οι οργανισμοί τα ίδια γενετικά χαρακτηριστικά. Υπάρχει διαφοροποίηση στους οργανισμούς ανάλογα με το περιβάλλον στο οποίο ζουν και αναπτύσσονται. Οι μεταλλάξεις είναι ένας καθοριστικός παράγοντας για τη δημιουργία διαφορετικών χαρακτηριστικών. Τα γνωρίσματα που δίνουν πλεονέκτημα επιβίωσης σε ένα οργανισμό καθιερώνονται στον πληθυσμό και μέσω της εξέλιξης, αν συσσωρευτούν πολλά νέα χαρακτηριστικά, δημιουργείται ένα νέο είδος.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Οι οργανισμοί έχουν γενετικό υλικό στο οποίο είναι αποθηκευμένες όλες οι πληροφορίες σχετικά με τα χαρακτηριστικά τους. Αυτό το γενετικό υλικό είναι αποθηκευμένο στο DNA το οποίο βρίσκεται μέσα στα κύτταρα. Κάθε οργανισμός έχει διαφορετικά γονίδια και ως εκ τούτου παρουσιάζει διαφορετικά χαρακτηριστικά.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Οι οργανισμοί εξελίσσονται μέσα από μεταλλάξεις που δημιουργούν νέα χαρακτηριστικά. Αυτά τα χαρακτηριστικά μπορεί να κληρονομηθούν από γενιά σε γενιά μέχρι να καθιερωθούν στον πληθυσμό. Τα χαρακτηριστικά που προσφέρουν προσαρμοστικό πλεονέκτημα σε ένα συγκεκριμένο περιβάλλον είναι αυτά που το πιθανότερο θα καθιερωθούν σε έναν πληθυσμό.
Όλοι οι οργανισμοί προέρχονται από έναν κοινό πρόγονο. Μέσω των μεταλλάξεων και της φυσικής επιλογής, έχουν αναπτυχθεί πολλά είδη οργανισμών κατά τη διάρκεια της εξέλιξης. Κάθε περιβάλλον ευνοεί την ανάπτυξη και την εξέλιξη διαφορετικών ειδών και έτσι υπάρχει μεγάλη ποικιλία οργανισμών στη φύση.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Όλοι οι οργανισμοί που προέρχονται από έναν κοινό πρόγονο, αποτελούνται από κύτταρα και βιολογικά μακρομόρια που διαθέτουν γενετικό υλικό και παράγουν ενέργεια απαραίτητη για τις λειτουργίες τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Αν και οι οργανισμοί προέρχονται από έναν κοινό πρόγονο, εκφράζουν διαφορετικά γονίδια και έχουν αναπτύξει διαφορετικούς μηχανισμούς επιβίωσης για να επιβιώσουν σε διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Τα απολιθώματα αποτελούν αποδείξη της ύπαρξης οργανισμών που ζούσαν στη Γη πριν πολλά χρόνια και είναι πλέον εξαφανισμένοι.
Υπάρχει μεγάλη ποικιλία φυτών και ζώων στο περιβάλλον της Γης που έχουν προσαρμοστεί στις περιβαλλοντικές συνθήκες στις οποίες ζουν και αναπαράγονται. Τα έμβια όντα αλληλεπιδρούν και επηρεάζονται από το περιβάλλον τους και εξελίσσονται μέσω μεταλλάξεων που συμβαίνουν τυχαία.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Η αφθονία των φυσικών πόρων μπορεί να επηρεάσει τη βιοποικιλότητα των φυτών και των ζώων σε διάφορα μέρη της Γης.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Υπάρχει ποικιλία φυτών και ζώων στη Γη λόγω των διαφορετικών κυττάρων και ουσιών που έχουν για να προσαρμόζονται σε διαφορετικά περιβάλλοντα. Τα κύτταρα σε φυτά και ζώα εκτελούν διαφορετικές διαδικασίες.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Το περιβάλλον και οι κλιματολογικές συνθήκες ποικίλουν από τη μια περιοχή της Γης στην άλλη. Υπάρχουν διάφοροι τύποι ζωικών και φυτικών οργανισμών που προσαρμόζονται στις περιβαλλοντικές συνθήκες διαφόρων περιοχών της Γης.
Οι άνθρωποι εμφανίζουν ποικίλα χαρακτηριστικά, ανάλογα με το περιβάλλον στο οποίο ζουν και μεγαλώνουν και σύμφωνα με τα γονίδια που έχουν κληρονομήσει από τους προγόνους τους. Υπάρχουν ανθρώπινα χαρακτηριστικά που υπερισχύουν σε συγκεκριμένα περιβάλλοντα, όπως είναι το χρώμα του δέρματος, τα οποία αποτελούν εξελικτικό πλεονέκτημα των πληθυσμών στο συγκεκριμένο περιβάλλον και κοινά χαρακτηριστικά σε όλους τους ανθρώπους που υποδεικνύουν τον κοινό πρόγονο από τον οποίο προέρχονται.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Οι άνθρωποι αποτελούνται από κύτταρα που σχηματίζουν όργανα και οργανικά συστήματα. Αν και όλα έχουν το ίδιο γενετικό υλικό, υπάρχουν μορφολογικές διαφορές λόγω της διαφορετικής έκφρασης των γονιδίων τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Οι άνθρωποι επηρεάζονται από τις διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες που υπάρχουν στη Γη και εκφράζουν διαφορετικά μορφολογικά χαρακτηριστικά για να προσαρμοστούν στις συνθήκες αυτές. Αλλαγές στη βιοποικιλότητα μπορούν να επηρεάσουν τον άνθρωπο, καθώς και τους πόρους τροφής και ενέργειας.
Οι οργανισμοί που προσαρμόζονται καλύτερα στο περιβάλλον επιβιώνουν και αφήνουν έναν μεγαλύτερο αριθμό απογόνων από τους λιγότερο προσαρμοσμένους οργανισμούς. Με βάση τη φυσική επιλογή επιβιώνουν οι οργανισμοί που παρουσιάζουν την καλύτερη προσαρμοστική ικανότητα στο περιβάλλον.
Γενετικά χαρακτηριστικά μεταβιβάζονται από τους γονείς στους απογόνους, φαινόμενο το οποίο ονομάζεται κληρονομικότητα. Υπάρχουν επικρατή και υπολειπόμενα χαρακτηριστικά, χαρακτηριστικά που σχετίζονται με το φύλο και χαρακτηριστικά ισοδύναμα σε δύο είδη. Ο Μέντελ ήταν ο πρώτος που μελέτησε αυτό το φαινόμενο. Τα γενεαλογικά δέντρα μας βοηθούν στη μελέτη του τρόπου με τον οποίο κληρονομούνται τα χαρακτηριστικά και στον υπολογισμό της πιθανότητας ένας απόγονος να εμφανίσει ένα χαρακτηριστικό ή όχι.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Όλα τα κύτταρα σε έναν οργανισμό έχουν το ίδιο γενετικό περιεχόμενο. Αντίθετα, τα γονίδια που χρησιμοποιούνται (εκφράζονται) από το κύτταρο μπορούν να ρυθμίζονται με διαφορετικούς τρόπους. Τα γενετικά χαρακτηριστικά βρίσκονται στο DNA των κυττάρων και κληρονομούνται από τους γονείς στους απογόνους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Η έκφραση των γενετικών χαρακτηριστικών μπορεί να επηρεαστεί από τις αλλαγές στο περιβάλλον της Γης.
Το DNA μπορεί να αντιγράφεται, να μεταγράφεται σε RNA και να μεταφράζεται σε πρωτεΐνες. Οι γενετικές πληροφορίες αποθηκεύονται στα γονίδια και εκφράζονται μέσω πρωτεϊνών. Οι μεταλλάξεις, που προκύπτουν είτε κατά λάθος κατά τη διάρκεια της αντιγραφής του DNA ή λόγω ουσιών ή ακτινοβολίας, είναι οι αλλαγές στις γενετικές πληροφορίες που συχνά οδηγούν σε ασθένεια ή στον θάνατο. Αλλά είναι επίσης πολύ σημαντικές για τη διαδικασία εξέλιξης των ειδών.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία υψηλής ενέργειας μπορεί να προκαλέσει βλάβες στο DNA των ζωντανών οργανισμών και επιβλαβείς μεταλλάξεις.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Τα γενετικά χαρακτηριστικά βρίσκονται στο DNA των κυττάρων. Αλλαγές στα γονίδια (μεταλλάξεις) μπορούν να προκαλέσουν αλλαγές στις πρωτεΐνες, οι οποίες με τη σειρά τους μπορούν να επηρεάσουν τη δομή και τη λειτουργία των κυττάρων του οργανισμού και έτσι να διαφοροποιηθούν τα χαρακτηριστικά τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Το περιβάλλον και παράγοντες όπως η τροφή και η έκθεση σε τοξίνες μπορούν να αλλάξουν τον τρόπο με τον οποίο τα μόρια δεσμεύονται στο DNA, προκαλώντας επιγενετικές αλλαγές (γονιδιακή έκφραση) ή μεταβάλλοντας τη δομή των πρωτεϊνών που περιλαμβάνονται στο DNA.
Οι οργανισμοί που προσαρμόζονται καλύτερα στις περιβαλλοντικές συνθήκες επιβιώνουν και αφήνουν έναν μεγαλύτερο αριθμό απογόνων σε σχέση με τους λιγότερο προσαρμοσμένους οργανισμούς.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Οι ζωντανοί οργανισμοί και οι διαδικασίες που εκτελούν αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου, ανάλογα με τις αλλαγές που γίνονται στο περιβάλλον τους. Οι οργανισμοί που προσαρμόζονται καλύτερα αναπαράγονται πιο εύκολα και αφήνουν απογόνους που κληρονομούν τις γενετικές τους πληροφορίες.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Διαφορετικά περιβάλλοντα έχουν διαφορετικές συνθήκες και ευκαιρίες επιβίωσης και έτσι οργανισμοί που έχουν κληρονομήσει χαρακτηριστικά που τους βοηθούν να προσαρμόζονται καλύτερα σε αυτά, επιβιώνουν. Αλλαγές στο περιβάλλον μπορεί να οδηγήσουν σε ανάπτυξη χαρακτηριστικών που υποστηρίζουν σε μεγαλύτερο βαθμό την επιβίωση και αναπαραγωγή των ειδών.
Τα κύτταρα είναι η βασική δομική και λειτουργική μονάδα της ζωής. Τα κύτταρα χρειάζονται ενέργεια για να λειτουργήσουν. Όλες οι μορφές ζωής στον πλανήτη μας βασίζονται σε αυτό το θεμελιώδες δομικό συστατικό.
Ορισμός για ηλικίες 12 μέχρι 15
Το κύτταρο είναι η βασική δομική και λειτουργική μονάδα της ζωής. Μπορεί να αναπαράχθει, να αναπνέει, να αναπτύσσεται και να παράγει ποικιλία προϊόντων. Τα φυτά και τα ζώα αποτελούνται από κύτταρα που σχηματίζουν όργανα και συστήματα. Τα κύτταρα χρειάζονται ενέργεια μέσα από την επεξεργασία οργανικής ή/και ανόργανης ύλης.
Ορισμός για ηλικίες 9 μέχρι 12
Κάθε ζωντανός οργανισμός αποτελείται από κύτταρα. Υπάρχουν πολλοί τύποι κυττάρων που εξυπηρετούν διαφορετικούς σκοπούς.
Οι οργανισμοί μπορεί να είναι μονοκύτταροι ή πολυκύτταροι. Οι μονοκύτταροι οργανισμοί αποτελούνται μόνο από ένα κύτταρο ενώ οι πολυκύτταροι οργανισμοί είναι πιο πολύπλοκοι και αποτελούνται από πάνω από ένα κύτταρα που σχηματίζουν όργανα και οργανικά συστήματα. Οι μικροοργανισμοί είναι συνήθως μονοκύτταροι. Πολλές φορές αυτοί οι οργανισμοί είναι παράσιτα τα οποία μπορούν να προκαλέσουν ασθένειες σε άλλους οργανισμούς.
Οι οργανισμοί μπορεί να είναι μονοκύτταροι ή πολυκύτταροι. Οι μονοκύτταροι οργανισμοί αποτελούνται από ένα μόνο κύτταρο και περιλαμβάνουν μικροοργανισμούς όπως μύκητες και βακτήρια και έχουν σχετικά απλή δομή. Οι πολυκύτταροι οργανισμοί αποτελούνται από περισσότερα από ένα κύτταρα και περιλαμβάνουν τους φυτικούς και ζωικούς οργανισμούς.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Όλοι οι οργανισμοί χρειάζονται ενέργεια για να λειτουργήσουν. Παράγουν ενέργεια είτε χρησιμοποιώντας την ενέργεια που προέρχεται από τον ήλιο είτε με την επεξεργασία της τροφής τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Όλοι οι οργανισμοί, από τους μικρότερους - μη-διακριτούς στο μάτι - στους μεγαλύτερους, αποτελούνται από βιολογικά μακρομόρια που δημιουργούν δεσμούς και σχηματίζουν πολύπλοκες ενώσεις που τελικά δημιουργούν τα κύτταρα και τα όργανά τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Εξέλιξη:
Η κληρονόμηση γενετικών πληροφοριών γίνεται μέσω της αναπαραγωγής. Κάθε οργανισμός κληρονομεί έναν μοναδικό συνδυασμό γονιδίων που καθορίζει τη δομή και τη λειτουργία του. Έτσι, στη φύση υπάρχει μεγάλη ποικιλία διαφορετικών ειδών.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Η μορφολογία, η ανάπτυξη και οι διάφορες λειτουργίες των οργανισμών συνδέονται στενά με τις περιβαλλοντικές συνθήκες που επικρατούν στο οικοσύστημα στο οποίο ζουν.
Οι οργανισμοί χωρίζονται σε αυτότροφους και ετερότροφους. Οι αυτότροφοι οργανισμοί παίρνουν ενέργεια απευθείας από τον ήλιο μέσω της φωτοσύνθεσης και παράγουν οι ίδιοι την τροφή τους. Είναι οι παραγωγοί σε μια τροφική αλυσίδα. Οι ετερότροφοι οργανισμοί είναι οι καταναλωτές σε μια τροφική αλυσίδα και χρειάζονται εξωτερικές πηγές τροφής, είτε αυτότροφους είτε άλλους ετερότροφους οργανισμούς. Έτσι, οργανώνονται οι τροφικές αλυσίδες, ανάλογα με το ποιος τρώει ποιον.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Οι τροφικές αλυσίδες παρουσιάζουν το πώς μεταφέρεται η ύλη και η ενέργεια σε ζωντανούς οργανισμούς και οικοσυστήματα. Οι οργανισμοί χρειάζονται τροφή για να παράγουν ενέργεια απαραίτητη για την επιβίωσή τους. Τα φυτά, η άλγη (συμπεριλαμβανομένου του φυτοπλαγκτού) και πολλοί μικροοργανισμοί χρησιμοποιούν την ενέργεια που παίρνουν από τον ήλιο για να παράγουν σάκχαρα (τροφή) από το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό (φωτοσύνθεση). Με τη σειρά τους θα αποτελέσουν πηγή ενέργειας για τους οργανισμούς που τρέφονται με αυτούς.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Εξέλιξη:
Μέχρι και σήμερα οι επιστήμονες δεν είναι σίγουροι ποιοι οργανισμοί εξελίχθηκαν πρώτοι, οι ετερότροφοι ή οι αυτότροφοι. Παρ' όλα αυτά, λόγω των περιβαλλοντικών συνθηκών που επικρατούσαν αρχικά στη Γη, κάποιοι επιστήμονες θεωρούν ότι το πιθανότερο οι ετερότροφοι οργανισμοί εξελίχθηκαν πρώτοι, οι οποίοι χρησιμοποιούσαν τροφή από το περιβάλλον τους για να παράγουν ενέργεια.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Οι ζωντανοί οργανισμοί χρησιμοποιούν μια σειρά χημικών αντιδράσεων για να επεξεργάζονται την τροφή, να τη διασπούν και να αναδιατάσσουν τα συστατικά της για να σχηματίσουν νέα μόρια, να αναπτυχθούν ή να απελευθερώσουν ενέργεια. Καθώς ενέργεια και ύλη μεταφέρονται σε ζωντανούς οργανισμούς μέσω των τροφικών αλυσίδων, χημικά στοιχεία ανασυνδυάζονται για την παραγωγή διαφορετικών προϊόντων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Γη:
Οι πληθυσμοί διαφορετικών οργανισμών στο ίδιο οικοσύστημα εξαρτώνται ο ένας από τον άλλο για την τροφή τους. Διαφορετικές περιοχές στη Γη έχουν διαφορετικές πηγές τροφής που καθορίζουν τους οργανισμούς που μπορούν να επιβιώσουν εκεί.
Ο εγκέφαλος επικοινωνεί με όλο το σώμα μέσω των πολυάριθμων νευρώνων του που σχηματίζονται από πολυάριθμα νευρικά κύτταρα. Αυτά τα κύτταρα λαμβάνουν, επεξεργάζονται και μεταφέρουν πληροφορίες χρησιμοποιώντας ηλεκτρικές και χημικές διεγέρσεις. Με το νευρικό σύστημα ο εγκέφαλος ρυθμίζει τις λειτουργίες του σώματος λαμβάνοντας υπόψη ερεθίσματα από το εξωτερικό περιβάλλον.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Εξέλιξη:
Όσο πιο σύνθετος είναι ένας οργανισμός, τόσο πιο πολύπλοκο είναι το νευρικό σύστημα που έχει και τόσο μεγαλύτερη είναι η αντιληπτική του ικανότητα.
Υπάρχουν ευκαρυωτικά κύτταρα που έχουν οργανίδια και πυρήνα στον οποίο είναι αποθηκευμένες οι γενετικές πληροφορίες και προκαρυωτικά κύτταρα που περιέχουν DNA και πρωτεΐνες στο κυτταρόπλασμα. Τα κύτταρα έχουν μεταβολισμό και μπορούν να μεταφέρουν ουσίες όπως πρωτεΐνες και λιπίδια μέσα ή έξω από το κύτταρο. Κάθε κύτταρο έχει συγκεκριμένη λειτουργία στον οργανισμό. Για παράδειγμα, κάποια κύτταρα είναι προγραμματισμένα να δημιουργούν και να διορθώνουν ιστούς και όργανα και άλλα διαδραματίζουν ρόλο στην προστασία από αρρώστιες.
Ουσίες μεταφέρονται διαμέσου της κυτταρικής μεμβράνης με ενεργητική ή παθητική μεταφορά. Για την παθητική μεταφορά απαιτείται ενέργεια που προέρχεται από την καύση της γλυκόζης που συμβαίνει λόγω της κυτταρικής αναπνοής στα μιτοχόνδρια. Αυτή η ενέργεια είναι αποτέλεσμα είτε της επεξεργασίας της τροφής είτε της φωτοσύνθεσης. Τα φυτικά κύτταρα φωτοσυνθέτουν και παράγουν την τροφή τους και οξυγόνο το οποίο είναι απαραίτητο για την επιβίωση των οργανισμών.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Τα κύτταρα παράγουν ενέργεια είτε με τη βοήθεια του ήλιου είτε με τη διάσπαση των τροφίμων που καταναλώνουν για τις ανάγκες τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Ένα κύτταρο χρειάζεται ενέργεια για να κατασκευάσει βιολογικά μόρια και να κάνει όλες τις χημικές αντιδράσεις που χρειάζονται. Ένα κύτταρο χρειάζεται μόρια που δημιουργούν διαφορετικούς δεσμούς για να κατασκευάσουν πολύπλοκη οργανική ύλη.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Εξέλιξη:
Κάθε είδος οργανισμού έχει αναπτύξει διαφορετικούς τρόπους παραγωγής και μεταφοράς ενέργειας στα κύτταρα του, οι οποίοι είναι προσαρμοσμένοι στο περιβάλλον τους.
Τα κύτταρα αποτελούνται από μακρομόρια όπως πρωτεΐνες, λιπίδια, νουκλεϊνικά οξέα και υδρογονάνθρακες. Το νερό έχει κυρίαρχο ρόλο για τη λειτουργία του κυττάρου σε διαδικασίες όπως είναι ο σχηματισμός της κυτταρικής μεμβράνης. Άλλα στοιχεία όπως το νάτριο, το κάλιο, το ασβέστιο κ.ά, αν και αποτελούν το λιγότερο από το 1% της μάζας του κυττάρου, έχουν επίσης σημαντικό ρόλο στον μεταβολισμό και στη λειτουργία του.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Τα μακρομόρια δομούνται από μικρότερα μόρια συνδεδεμένα μεταξύ τους, τα οποία δημιουργούν πολύπλοκες βιολογικές ενώσεις.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Εξέλιξη:
Τα κύτταρα διαιρούνται με μίτωση και έτσι μεταφέρουν τις γενετικές πληροφορίες από το ένα κύτταρο στο άλλο.
Η Γη είναι ένα πολύ μικρό μέρος του σύμπαντος. Το σύμπαν αποτελείται απο δισεκατομμύρια γαλαξίες, ο καθένας εκ των οποίων αποτελείται από δισεκατομμύρια αστέρες και άλλα ουράνια σώματα. Η Γη είναι ένα μικρό μέρος του ηλιακού συστήματος με τον ήλιο στο κέντρο του, ο οποίος με τη σειρά του αποτελεί ένα πολύ μικρό μέρος του σύμπαντος.
Ορισμός για ηλικίες 12 μέχρι 15
Ο ήλιος είναι το αστέρι του ηλιακού μας συστήματος και είναι περίπου 100 φορές μεγαλύτερο από τη Γη. Το πιο κοντινό αστέρι στον ήλιο είναι λίγο περισσότερο από 4 έτη φωτός μακριά. Ο γαλαξίας μας έχει δισεκατομμύρια αστέρια, μερικά μικρότερα και μερικά μεγαλύτερα απο τον ήλιο. Υπάρχουν δισεκατομμύρια γαλαξίες στο Σύμπαν που εκτός από τα αστέρια περιλαμβάνουν και πολλά άλλα είδη ουράνιων σωμάτων.
Ορισμός για ηλικίες 9 μέχρι 12
Η Γη και οι άλλοι πλανήτες περιφέρονται γύρω από τον ήλιο. Ο ήλιος είναι ο αστέρας του ηλιακού μας συστήματος και είναι περίπου 100 φορές μεγαλύτερος από τη Γη. Υπάρχουν δισεκατομμύρια αστέρια όπως ο ήλιος μας στο σύμπαν.
Το σύμπαν μας γεννήθηκε από την «έκρηξη» ενός σημείου άπειρης θερμοκρασίας και πυκνότητας 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Αυτή η «έκρηξη» ονομάζεται Μεγάλη ‘Έκρηξη. Από τότε το σύμπαν μας συνεχίζει ναι διαστέλλεται.
Τα πρώτα άτομα ήταν αυτά του υδρογόνου και του ηλίου και δημιουργήθηκαν περίπου τρία λεπτά μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Μετά τη δημιουργία των πρώτων αστέρων, τα υπόλοιπα γνωστά φυσικά στοιχεία (π.χ. άνθρακας, οξυγόνο, σίδηρο) δημιουργήθηκαν είτε στους πυρήνες των αστέρων είτε κατά τη διάρκεια εκρήξεων σουπερνόβα μέσω των πυρηνικών διαδικασιών σχάσης και σύντηξης. Αυτά τα στοιχεία διαχέονται πίσω στο Σύμπαν είτε μέσω μαζικών εκροών των αστέρων με τη μορφή αστρικών ανέμων ή μέσω αστρικών εκρήξεων, γνωστών ως υπερκαινοφανών εκρήξεων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Όλα τα στοιχεία ελαφρύτερα από τον σίδηρο σχηματίζονται από υδρογόνο και ήλιο με αστρική νουκλεοσύνθεση. Η διαδικασία της σύνθεσης αυτών των στοιχείων είναι εξωθερμική και αποτελεί την πηγή ενέργειας κατά τη διάρκεια ολόκληρης της ζωής του άστρου. Η δημιουργία βαρύτερων στοιχείων στη νουκλεοσύνθεση των σουπερνόβα είναι μια ενδοθερμική αντίδραση - η ενέργεια απορροφάται - η οποία πυροδοτεί την έκρηξη του σουπερνόβα.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Τα άστρα είναι πράξεις ισορροπίας μεταξύ της εσωτερικής δύναμης της βαρύτητας που προσπαθεί να τραβήξει το υλικό του άστρου προς τα μέσα και της πίεσης προς τα έξω λόγω της νουκλεοσύνθεσης στον πυρήνα. Στο τέλος της αστρικής ζωής, το καύσιμο εξαντλείται, αφήνοντας τη βαρύτητα να υπερνικήσει την προς τα έξω πίεση, προκαλώντας κατάρρευση του άστρου.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Όλα τα φυσικά στοιχεία δημιουργούνται είτε στους πυρήνες των άστρων είτε κατά τις εκρήξεις σουπερνόβα, μέσω των διαδικασιών της πυρηνικής σχάσης και σύντηξης. Όλες οι υπόλοιπες δομές της ύλης αποτελούνται από αυτά τα στοιχεία.
Όλα τα πράγματα στο σύμπαν μας μπορεί να είναι αφάνταστα μεγάλα ή μικρά, ανάλογα με τι τα συγκρίνουμε. Η Γη είναι 5 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από έναν ελέφαντα, αλλά 1.2 εκατομμύρια φορές μικρότερη από τον ήλιο. Ο ήλιος είναι 700 εκατομμύρια φορές μικρότερος από τον Αντάρη, έναν κόκκινο υπερ-γίγαντα αστέρα που βρίσκεται στον αστερισμό του Σκορπιού. Ο Αντάρης όμως, είναι 1051 φορές μικρότερος από τον γαλαξία μας. Τέλος, ο γαλαξίας μας είναι 5*1019 φορές μικρότερος από το σύμπαν.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Η δημιουργία του σύμπαντός μας ήταν η πιο ενεργητική διαδικασία που έχει συμβεί ποτέ, αλλά άλλες υψηλά-ενεργειακές διαδικασίες που παρατηρούμε περιλαμβάνουν εκρήξεις τεράστιων άστρων και έκρηξη ακτίνων-γ. Κατά τη διάρκεια της έκρηξης ενός άστρου (έκρηξη σουπερνόβα) η ενέργεια που απελευθερώνεται είναι συγκρίσιμη με την ενέργεια που θα ακτινοβολεί ο ήλιος καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής του! Οι εκρήξεις ακτίνων-γ μπορούν να διαρκέσουν από λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου έως αρκετές ώρες και η φωτεινότητά τους είναι τρισεκατομμύρια φορές υψηλότερη από αυτή του ήλιου.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Η ισχυρής, ασθενής και ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση συμβαίνουν στην υπο-ατομική κλίμακα (μικρόκοσμος). Ο ηλεκτρομαγνητισμός και η βαρύτητα συμβαίνουν σε μεγαλύτερες κλίμακες (μακρόκοσμος), όπου μπορούμε να παρατηρήσουμε άμεσα τα αποτελέσματα.
Η πιο αποδεκτή θεωρία για την προέλευση του σύμπαντος είναι η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης, σύμφωνα με την οποία το σύμπαν δημιουργήθηκε πριν 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια όταν ένα σημείο άπειρης θερμοκρασίας και πυκνότητας εξερράγη. Καθώς το σύμπαν διαστελλόταν, ύλη ξεκίνησε να συγκεντρώνεται σε σύννεφα αερίων και τα οποία εν συνεχεία σχημάτισαν αστέρες και πλανήτες. Το ηλιακό μας σύστημα δημιουργήθηκε πριν 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια όταν το Σύμπαν ήταν περίπου το 65% του σημερινού του μεγέθους. Σήμερα, το Σύμπαν συνεχίζει να διαστέλλεται.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Όλη η ενέργεια του σύμπαντος ήταν κάποτε συγκεντρωμένη σε ένα σημείο που εκράγηκε πριν από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια (Μεγάλη Έκρηξη), σχηματίζοντας τα πάντα στο σύμπαν. Για να εξηγηθεί η ομοιόμορφη διανομή της ακτινοβολίας που απέμεινε από τη Μεγάλη Έκρηξη, έχει προταθεί η θεωρία του κοσμικού πληθωρισμού για την εκθετική διαστολή του πρώιμου σύμπαντος.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Λόγω της τεράστιας ενέργειας από τη Μεγάλη Έκρηξη το σύμπαν συνεχίζει να διαστέλλεται 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα. Λόγω της βαρύτητας, η ύλη να ενώνεται, σχηματίζοντας τόσο τεράστια ουράνια σώματα (π.χ. γαλαξίες) όσο μικρότερα σώματα, όπως πλανήτες που περιφέρονται γύρω από άστρα. Μια θεωρία προτείνει ότι μέχρι 10-43 δευτερόλεπτα μετά τη Μεγάλη Έκρηξη όλες οι θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις είχαν την ίδια ισχύ και ενοποιήθηκαν σε μια θεμελιώδη δύναμη.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Τα στοιχειώδη σωματίδια δημιουργήθηκαν μερικά κλάσματα του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Με την πάροδο του χρόνου αλληλεπίδρασαν και σχημάτισαν άλλα σωματίδια όπως τα πρωτόνια, τα άτομα νετρονίου και μόρια που με τη σειρά τους δημιούργησαν τα άστρα, τους πλανήτες και όλα τα ουράνια σώματα που βλέπουμε σήμερα.
Το ηλιακό μας σύστημα είναι ένα πολύ μικρό κομμάτι του γαλαξία μας, που με τη σειρά του είναι ένα πολύ μικρό κομμάτι του σύμπαντος. Οι αστέρες, οι πλανήτες, οι αστεροειδείς και οι δορυφόροι δεν είναι τα μόνα ουράνια σώματα στο σύμπαν. Νεφελώματα, μαύρες τρύπες, αστέρες νετρονίων και λευκοί νάνοι είναι παραδείγματα άλλων σωμάτων που υπάρχουν επίσης στο σύμπαν.
Η κοσμική ακτινοβολία (ή κοσμικές ακτίνες) αποτελείται από πολύ υψηλής σε ενέργεια σωματίδια, όπως πρωτόνια και ατομικούς πυρήνες, που προέρχονται κυρίως έξω από το ηλιακό σύστημα. Πιστεύεται ότι αυτά τα σωματίδια απέκτησαν την υψηλή τους ενέργεια μέσω επιτάχυνσης στα ωστικά κύματα που εμφανίζονται σε πολλά αστροφυσικά σώματα, όπως υπολείμματα υπερκαινοφανών εκρήξεων, αστέρες νετρονίων και ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Τα πολύ υψηλής ενέργειας σωματίδια από τα οποία αποτελούνται οι κοσμικές ακτίνες απέκτησαν την ενέργειά τους μέσω συγκρούσεων στα ωστικά κύματα αστροφυσικών σωμάτων. Η ενέργεια τους μπορεί να φθάσει μέχρι 1020 eV. Αυτή η ενέργεια είναι συγκρίσιμη με την ενέργεια μιας μπάλας του τένις που ταξιδεύει με ταχύτητα 70 km/h. Φανταστείτε όλη αυτή την ενέργεια συσσωρευμένη σε ένα μόνο πρωτόνιο που είναι περίπου 1025 φορές μικρότερο!
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Το Βόρειο Σέλας, αποτελεί παράδειγμα της αλληλεπίδρασης μεταξύ φορτισμένων σωματιδίων και μαγνητικών πεδίων. Τα σωματίδια από τον ήλιο παγιδεύονται στο μαγνητικό πεδίο της Γης. Η μαγνητική δύναμη οδηγεί τις κοσμικές ακτίνες στους μαγνητικούς πόλους της Γης, οι οποίες συγκρούονται με τα άτομα στον αέρα, δημιουργώντας το χαρακτηριστικό Βόρειο Σέλας.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Τα σωματίδια που σχηματίζουν τις κοσμικές ακτίνες είναι κατά 90% πρωτόνια (δηλ. πυρήνες υδρογόνου), 9% σωματίδια άλφα, (πυρήνες ηλίου) και το 1% είναι πυρήνες βαρύτερων στοιχείων. Ένα πολύ μικρό μέρος είναι σταθερά σωματίδια αντιύλης, όπως ποζιτρόνια ή αντι-πρωτόνια.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Πολύ ισχυρές ηλιακές εκλάμψεις προκαλούν ηλιακές καταιγίδες που μπορούν να προκαλέσουν διακοπές ρεύματος και βλάβες σε δορυφόρους. Η γνώση που αφορά στις κοσμικές ακτίνες είναι απαραίτητη για την εξεύρεση μέτρων προστασίας και ελαχιστοποίησης των ζημιών.
Οι δορυφόροι, οι κομήτες και οι αστεροειδείς είναι ουράνια σώματα μικρότερα από τους πλανήτες που μπορεί να περιφέρονται γύρω τους ή γύρω από τον αστέρα του συστήματος. Οι δορυφόροι βρίσκονται σε τροχιά γύρω από πλανήτες, ενώ οι κομήτες και οι αστεροειδείς περιφέρονται γύρω από τον ήλιο και περιστασιακά μπορεί να προσκρούσουν σε έναν δορυφόρο, πλανήτη ή ακόμη και άστρο.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Περιστασιακά, οι κομήτες και οι αστεροειδείς συγκρούονται με άλλα σώματα, μεταφέροντας ένα μεγάλο μέρος της ενέργειας τους στο σώμα με το οποίο συγκρούστηκαν. Η ενέργεια των κομητών και των αστεροειδών μετατρέπεται μέσω της σύγκρουσης σε θερμότητα και δυναμική ενέργεια, παραμορφώνοντας την επιφάνεια του άλλου σώματος.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Όλα τα σώματα του σύμπαντος έλκονται μεταξύ τους μέσω της βαρύτητας. Οι δορυφόροι παραμένουν σε τροχιά γύρω από τους πλανήτες και οι κομήτες και αστεροειδείς παραμένουν σε τροχιά γύρω από τον ήλιο λόγω της βαρύτητας. Καθώς οι κομήτες και οι αστεροειδείς ταξιδεύουν στο ηλιακό σύστημα, μπορεί να περάσουν κοντά από άλλα σώματα και να προσελκυθούν από τη βαρύτητά τους, αλλάζοντας έτσι την πορεία τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Τα σωματίδια είναι τα δομικά στοιχεία της ύλης στο ηλιακό μας σύστημα, σχηματίζοντας τα άτομα και τα μόρια που κατέρρευσαν από την βαρύτητά τους πριν από 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια δημιουργώντας τα άστρα, τους πλανήτες, τους δορυφόρους, τους κομήτες και τους αστεροειδείς που παρατηρούμε σήμερα.
Οι πλανήτες είναι ουράνια σώματα πολύ μικρότερα από τους αστέρες τα οποία περιφέρονται γύρω από έναν αστέρα. Το σχήμα τους είναι σχεδόν στρογγυλό λόγω της δικής τους βαρύτητας, αλλά αυτή η βαρύτητα δεν είναι αρκετά ψηλή για να παράγουν το δικό τους φως (όπως οι αστέρες). Γύρω από το δικό μας αστέρα, τον ήλιο, περιφέρονται 8 πλανήτες, μεταξύ των οποίων και η Γη. Πρόσφατα, έχουν ανακαλυφθεί αρκετές εκατοντάδες πλανητών που περιφέρονται γύρω από άλλους αστέρες. Αυτοί οι πλανήτες ονομάζονται εξωπλανήτες και κάποιοι από αυτούς βρίσκονται στην κατοικήσιμη ζώνη, πράγμα που σημαίνει ότι πληρούν τις προϋποθέσεις για να φιλοξενήσουν ζωή.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Οι εξωπλανήτες εκπέμπουν ενέργεια, ακριβώς όπως η Γη. Ωστόσο, η ενέργεια που ακτινοβολείται από το κεντρικό άστρο του ηλιακού συστήματος είναι πολύ υψηλότερη. Έτσι, είναι αδύνατο να δούμε απευθείας τους εξωπλανήτες και πρέπει να εφαρμοστούν ειδικές τεχνικές για να εντοπιστούν και να παρατηρηθούν.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Όλα τα σώματα του σύμπαντος έλκονται μεταξύ τους μέσω της βαρυτικής δύναμης. Στο ηλιακό μας σύστημα, η βαρύτητα συγκρατήσει τη Γη και τους άλλους πλανήτες σε τροχιά γύρω από τον ήλιο. Οι εξωπλανήτες παραμένουν σε τροχιά γύρω από το γονικό τους άστρο για τον ίδιο λόγο.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Εξέλιξη:
Η ζωή έχει εξελιχθεί στη Γη για πολλούς λόγους, όπως η απόσταση από τον ήλιο, η θέση της στο ηλιακό σύστημα και η προστασία από τον πλανήτη Δία, του οποίου η μεγάλη μάζα προσελκύει αστεροειδείς και κομήτες που θα μπορούσαν να συγκρουστούν με τη Γη. Μπορεί να υπάρχει ζωή σε εξωπλανήτες του Σύμπαντος, αλλά απαιτούνται ειδικές συνθήκες για την ανάπτυξη ζωής.
Οι γαλαξίες είναι ένα μεγάλο σύνολο άστρων, αερίων, αστρικής σκόνης και σκοτεινής ύλης. Υπάρχουν διαφορετικά σχήματα και μεγέθη γαλαξίων. Με βάση το σχήμα τους κατηγοριοποιούνται σε σπειροειδείς, ελλειπτικοί και ανώμαλοι. Ένας μέσος γαλαξίας αποτελείται κατά προσέγγιση από 100 δισεκατομμύρια αστέρες. Υπάρχουν περίπου 200 δισεκατομμύρια γαλαξίες στο ορατό σύμπαν.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Οι γαλαξίες έχουν διάφορα σχήματα και μεγέθη. Υπάρχουν σπειροειδής, ελλειπτικοί και ανώμαλοι γαλαξίες. Η ενέργεια από τη μεγάλη ποσότητα αερίων και σκόνης που μπορεί να συγχωνευτεί και να σχηματίσει μεγαλύτερους γαλαξίες, επηρεάζει το σχήμα τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Οι γαλαξίες είναι τεράστια συστήματα άστρων, αερίων, σκόνης και σκοτεινής ύλης που συγκρατούνται μαζί λόγω της βαρύτητας.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Το ηλιακό μας σύστημα βρίσκεται περίπου 26.000 έτη φωτός μακριά από το γαλαξιακό κέντρο, στον σπειροειδή βραχίονα του Ωρίωνα. Η συγκεκριμένη θέση του ηλιακού συστήματος είναι κρίσιμος παράγοντας για την εξελικτική πορεία της ζωής στη Γη. Στη συγκεκριμένη περιοχή υπάρχει σχετικά μικρός αριθμός σουπερνόβα, βαρυτικών ασταθειών και ακτινοβολίας που θα μπορούσαν να διαταράξουν το ηλιακό μας σύστημα.
Οι αστέρες, όπως οτιδήποτε άλλο στο σύμπαν, γεννιούνται, εξελίσσονται και τελικά πεθαίνουν. Το «καύσιμο» που τους δίνει ζωή είναι η πυρηνική σύντηξη που γίνεται στον πυρήνα τους. Η παράμετρος που καθορίζει τη ζωή και τον θάνατό τους είναι η μάζα τους. Αστέρες με μικρή μάζα (μέχρι 8 φορές τη μάζα του ήλιου) τείνουν να ζούνε πολύ (μέχρι και 100 δισεκατομμύρια χρόνια) και να πεθαίνουν αθόρυβα ως λευκοί νάνοι. Αστέρες με μεγάλη μάζα ζουν πολύ λιγότερο και ο θάνατός τους είναι εκρηκτικός (υπερκαινοφανής έκρηξη), σχηματίζοντας αστέρες νετρονίων ή μαύρες τρύπες.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Τα άστρα παράγουν ενέργεια καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής τους, μέσω της διαδικασίας της πυρηνικής σύντηξης. Αυτή η ενέργεια ακτινοβολείται ως θερμότητα και ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Τεράστιες ποσότητες ενέργειας απελευθερώνονται από τα τεράστια άστρα στο τέλος της ζωής τους, όταν η διαδικασία σύντηξης σταματά και το αστέρι καταρρέει κάτω από την ίδια του τη βαρύτητα.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Και τα τέσσερα είδη αλληλεπιδράσεων έχουν κάποιο ρόλο στη ζωή και τον θάνατο των άστρων. Τα άστρα παράγουν ενέργεια κατά τη διάρκεια της ζωής τους με ισχυρή και ασθενής πυρηνική αλληλεπίδραση. Η ιονισμένη ύλη στο εσωτερικό των άστρων δημιουργεί ισχυρά ηλεκτρομαγνητικά πεδία λόγω της ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης. Ουράνια σώματα όπως οι λευκοί νάνοι, οι αστέρες νετρονίων και οι μαύρες τρύπες είναι τόσο μεγάλα που η δύναμη της βαρύτητάς τους είναι τεράστια. Σε αυτά τα ουράνια σώματα η ισχυρής πυρηνική αλληλεπίδραση είναι σημαντική για τη σταθερότητά τους. Η ισχυρή βαρυτική δύναμη των άστρων είναι υπεύθυνη για την κατάρρευσή τους όταν παύουν να παράγουν ενέργεια στον πυρήνα τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Η ζωή στη Γη υπάρχει λόγω της ενέργειας από τον ήλιο. Όλα τα στοιχεία μέχρι και τον σίδηρο που συνθέτουν τη ζωή στη Γη προέρχονται από τους πυρήνες των άστρων. Όλα τα στοιχεία που είναι βαρύτερα από τον σίδηρο δημιουργήθηκαν κατά τη διάρκεια των σουπερνόβα που σηματοδοτούν τον θάνατο ορισμένων άστρων.
Η Γη είναι ένα μικρό κομμάτι του ηλιακού μας συστήματος. Ο ήλιος είναι στο κέντρο του ηλιακού συστήματος· πλανήτες, αστεροειδείς και κομήτες περιφέρονται γύρω από τον ήλιο. Μερικοί πλανήτες έχουν δορυφόρους που περιφέρονται γύρω από αυτούς. Ο ήλιος έχει περίπου 110 φορές μεγαλύτερη διάμετρο από τη Γη.
Η Γη, ο ήλιος και το φεγγάρι είναι ένα τριπλό ιεραρχικό σύστημα. Η Γη περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της, το Φεγγάρι περιφέρεται γύρω από τη Γη και μαζί περιφέρονται γύρω από τον ήλιο. Η περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονά της διαρκεί 24 ώρες και έτσι γίνεται η εναλλαγή της μέρας με τη νύχτα. Η πλήρης περιφορά της Γης γύρω από τον ήλιο διαρκεί ένα έτος. Το φεγγάρι κάνει πλήρη περιφορά γύρω από τη Γη σε περίπου 29 μέρες. Η περιφορά του φεγγαριού έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία πολλών φαινομένων στη Γη, με πιο σημαντικό τις παλίρροιες.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Η θερμική ενέργεια θερμότητας από τον ήλιο υποστηρίζει την ύπαρξη ζωής στη Γη μέσω χημικών αντιδράσεων, όπως είναι η φωτοσύνθεση. Οι τροχιά της Γης και του φεγγαριού καθορίζονται από τη μηχανική τους ενέργεια.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Το φεγγάρι παραμένει σε τροχιά γύρω από τη Γη μέσω της δύναμης της βαρύτητας· η Γη παραμένει σε τροχιά γύρω από τον ήλιο για τον ίδιο λόγο. Η βαρύτητα μεταξύ αυτών των ουράνιων σωμάτων επηρεάζει τη ζωή στη Γη και προκαλεί διάφορα φαινόμενα, όπως τις παλίρροιες.
Το ηλιακό μας σύστημα προέρχεται από ένα νεφέλωμα διαστρικού αερίου και σκόνης που άρχισε να καταρρέει κάτω από τη δύναμη της ίδιας του της βαρύτητας 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Το μεγαλύτερο μέρος αυτού του αερίου/σκόνης σχημάτισε τον αρχικό ήλιο, ενώ το υπόλοιπο συνέχισε να περιφέρεται γύρω του, σχηματίζοντας τελικά τους πλανήτες, τους δορυφόρους τους και άλλα μικρότερα ουράνια σώματα του ηλιακού συστήματος. Το νεφέλωμα αυτό δημιουργήθηκε λόγω των εκρήξεων που συμβαίνουν στο τέλος της ζωής αστέρων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Το ηλιακό μας σύστημα δημιουργήθηκε λόγω της κατάρρευσης ενός τεράστιου νέφους αερίου και σκόνης από τη δύναμη της ίδιας του της βαρύτητας.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Όλα τα χημικά στοιχεία από τα οποία αποτελείται το ηλιακό μας σύστημα (εκτός από το υδρογόνο και το ήλιο), προήλθαν λόγω της πυρηνικής σύντηξης στον πυρήνα τεράστιων άστρων που βρίσκονταν κοντά και εξερράγησαν ως σουπερνόβα. Οι εκρήξεις αυτές αποτέλεσαν την πηγή αυτών των στοιχείων δημιουργώντας νεφέλωμα 4.6 δισεκατομμύρια χρόνια πριν που κατέρρευσε από τη δύναμη της ίδιας του της βαρύτητας, δημιουργώντας έτσι το ηλιακό μας σύστημα.
Υπάρχουν 8 πλανήτες στο ηλιακό μας σύστημα που περιφέρονται γύρω από τον ήλιο. Ο τρίτος πιο κοντινός στον ήλιο πλανήτης είναι η Γη. Στο ηλιακό μας σύστημα υπάρχουν τέσσερις εσωτερικοί πλανήτες (Ερμής, Αφροδίτη, Γη και Άρης) που αποτελούνται κυρίως από πετρώματα και μέταλλα και τέσσερις εξώτερικοι πλανήτες (Δίας, Κρόνος, Ουρανός και Ποσειδώνας) που αποτελούνται κυρίως από αέρια και πάγο. Όλοι οι πλανήτες είναι πολύ μικροί σε μέγεθος σε σχέση με τον ήλιο. Ο ήλιος συγκεντρώνει το 99.86% της συνολικής μάζας του συστήματος ενώ οι υπόλοιποι πλανήτες μαζί με τους δορυφόρους τους και τους αστεροειδείς αποτελούν μόνο το 0.14% της συνολικής μάζας.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Ενέργεια:
Οι τροχιές των ουράνιων σωμάτων του ηλιακού μας συστήματος (πλανήτες, κομήτες, αστεροειδείς) περιγράφονται από τις κωνικές τομές (για παράδειγμα ελλείψεις). Το σχήμα και τυχόν μεταβολές στην τροχιά ενός ουράνιου σώματος καθορίζόνται από τη βαρυτική αλληλεπίδραση με τα άλλα σώματα του ηλιακού συστήματος.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Όλα τα ουράνια σώματα του σύμπαντος έλκονται μεταξύ τους μέσω της βαρύτητας. Λόγω της βαρύτητας, η Γη και οι άλλοι πλανήτες εκτελούν τροχιές γύρω από τον κεντρικό αστέρα του ηλιακού μας συστήματος, τον ήλιο.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Ένας από τους κυριότερους λόγους που υπάρχει ζωή στη Γη είναι η κατάλληλη απόσταση που έχει από τον ήλιο. Η ζώνη γύρω από ένα αστέρα που υποστηρίζει την ύπαρξη ζωής ονομάζεται κατοικήσιμη ζώνη. Η Γη είναι ο μόνος πλανήτης στο ηλιακό μας σύστημα που βρίσκεται σε αυτή τη ζώνη. Ένα άλλο κριτήριο που επιτρέπει τη δημιουργία και διατήρηση ζωής στη Γη είναι η ύπαρξη των πλανητών Δία και Κρόνου. Οι δύο γιγαντιαίοι πλανήτες αερίων προστατεύουν τη Γη από συχνές προσκρούσεις ουράνιων σωμάτων, όπως είναι οι κομήτες, αφού οι δύο αυτοί πλανήτες τους ελκύουν εξαιτίας των τεράστιων βαρυτικών τους πεδίων.
Η ενέργεια δεν μπορεί ούτε να δημιουργηθεί ούτε να καταστραφεί. Μπορεί μόνο να μετατραπεί από μια μορφή σε άλλη. Η μετατροπή της ενέργειας μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγή στην κίνηση ή στην κατάσταση ενός σώματος. Η ενέργεια μπορεί να μετατραπεί σε ισοδύναμη μάζα και αντίστροφα.
Ορισμός για ηλικίες από 12 μέχρι 15:
Όταν η ενέργεια μετατρέπεται από μια μορφή σε άλλη, η συνολική της ποσότητα διατηρείται σταθερή. Η μεταφορά ενέργειας από ένα σώμα (ή σύστημα) σε άλλο ή η αλλαγή στη μορφή της, μπορεί να προκαλέσει αλλαγή στην κατάσταση ή την κίνηση σώματος. Η ποσότητα ενέργειας που μεταφέρεται ή μετατρέπεται μέσω μιας δύναμης που ασκείται πανώ στο σώμα ( ή σύστημα), κατα την διάρκεια μιας κίνησης, ονομάζεται έργο αυτής της δύναμης.
Ορισμός για ηλικίες 9 μέχρι 12:
Η ενέργεια είναι που κάνει κάθε μεταβολή δυνατή σε όλο το σύμπαν. Η ενέργεια μπορεί να έχει πολλά πρόσωπα (μορφές) και μπορεί να μεταφερθεί από ένα σώμα ή σύστημα σε άλλο. Ωστόσο, η συνολική της ποσότητα διατηρείται σταθερή. Η ενέργεια δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί.
Η ενέργεια είναι απαραίτητη για να συμβούν χημικές αντιδράσεις. Όταν προκληθεί μια χημική αντίδραση, η χημική ενέργεια μετατρέπεται σε κάποια άλλη μορφή. Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί μετατρέπουν ενέργεια από μία μορφή σε άλλη, προκειμένου να τροφοδοτήσουν τις δραστηριότητες τους.
Στην καθημερινή ζωή, οι άνθρωποι χρησιμοποιούν ανανεώσιμες και μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας για τη μετατροπή ενέργειας σε χρησιμοποιήσιμες μορφές, όπως είναι η ηλεκτρική και κινητική ενέργεια, για να εκπληρώσουν τις ανάγκες τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Οι ζωντανοί οργανισμοί εκτελούν πολυάριθμες διαδικασίες για να αποκτήσουν ενέργεια για τις καθημερινές τους ανάγκες.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Η κατανάλωση ενέργειας είναι απαραίτητο κομμάτι σε κάθε πτυχή της καθημερινής ζωής. Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν ανανεώσιμες και μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας για την παραγωγή ενέργειας.
Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί χρειάζονται ενέργεια για να επιβιώσουν. Οι οργανισμοί μετατρέπουν διαφορετικές μορφές ενέργειας σε χημική ενέργεια, την οποία χρησιμοποιούν τα κύτταρα για να εκτελέσουν όλες τις απαραίτητες λειτουργίες για την επιβίωση του οργανισμού.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Εξέλιξη:
Μέρος της εξέλιξης περιλαμβάνει τη βελτίωση των μηχανισμών μέσω των οποίων οι ζωντανοί οργανισμοί χρησιμοποιούν ενέργεια για να επιβιώσουν.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Κατά τη διάρκεια της κυτταρικής αναπνοής, η ενέργεια παράγεται και μεταφέρεται από μόρια γλυκόζης και τριφωσφορικής αδενοσίνης (ΑΤΡ).
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί εξαρτώνται από τον ήλιο και από την τροφή στη Γη ώστε να καταναλώνουν την ενέργεια που χρειάζονται για να επιβιώσουν. Σε αυτή την ιδέα βασίζονται οι τροφικές αλυσίδες.
Κατά τη διάρκεια χημικών διεργασιών, ουσίες διαχωρίζουν ή σχηματίζουν ενώσεις για τη δημιουργία άλλων ουσιών. Κατά τη διάρκεια αυτών των διαδικασιών, η ενέργεια απορροφάται ή απελευθερώνεται. Οι χημικές διεργασίες κατηγοριοποιούνται σε ενδοθερμικές ή εξωθερμικές, ανάλογα με το αν απορροφούν ή ελευθερώνουν ενέργεια.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη είναι υπεύθυνη για όλες τις χημικές διεργασίες. Όταν συμβαίνουν χημικές διεργασίες, η ενέργεια απορροφάται ή απελευθερώνεται.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Τα άτομα που συμμετέχουν σε χημικές διεργασίες μπορούν να απορροφήσουν ή να απελευθερώσουν ενέργεια. Οι χημικές αντιδράσεις στη φύση συμβαίνουν προκειμένου τα άτομα και τα μόρια να επιτύχουν τη χαμηλότερη δυνητική ενέργεια που αποθηκεύεται στους δεσμούς τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Τα κύτταρα εκτελούν χημικές αντιδράσεις προκειμένου να παράγουν την ενέργεια που απαιτείται για διάφορες διαδικασίες που πρέπει να εκτελέσουν, αλλά και γενικά για την επιβίωσή τους.
Τα σώματα μπορούν να αλληλεπιδρούν από απόσταση ή όταν είναι σε επαφή, μέσω των θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων. Όταν συμβαίνουν αυτές οι αλληλεπιδράσεις, η ενέργεια μεταφέρεται ή μετατρέπεται. Ανάλογα με τη δύναμη που ασκείται, έχουμε διαφορετικές μορφές ενέργειας.
Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (φως) είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα που διαδίδονται στον χώρο. Ανάλογα με την συχνότητα τους, υπάρχουν πολλά είδη τέτοιων κυμάτων (ακτίνες Χ, υπεριώδης ακτινοβολία, ορατό φως, υπέρυθρη ακτινοβολία κ.λπ.). Η ενέργεια ακτινοβολίας είναι η ενέργεια που περιέχεται στα ηλεκτρομαγνητικά κύματα.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Όταν μια επιφάνεια εκτίθεται σε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, φωτόνια αλληλεπιδρούν με αυτή την επιφάνεια (προκαλώντας αυτό που ονομάζουμε πίεση ακτινοβολίας) και έτσι μια ασκείται μια δύναμη σ' αυτό. Ένα παράδειγμα τέτοιας αλληλεπίδρασης είναι οι ουρές των κομητών (τελευταίο τμήμα του κομήτη) που έχουν πάντα αντίθετη κατεύθυνση από τον ήλιο λόγω της πίεσης ακτινοβολίας του.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Οι αστέρες και οι γαλαξίες σε όλο το Σύμπαν εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σε διαφορετικά μήκη κύματος. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία είναι ο μόνος τρόπος που έχουμε μέχρι στιγμής για τη συλλογή πληροφοριών για το σύμπαν. Σήμερα, οι επιστήμονες αναζητούν τρόπους για την ανίχνευση άλλων τύπων ακτινοβολίας όπως νετρίνα και βαρυτικά κύματα που θα αλλάξουν ριζικά τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε το σύμπαν μας.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μεταφέρεται από σωματίδια που ονομάζονται φωτόνια. Τα υποατομικά σωματίδια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Τα μόρια μπορούν να απορροφήσουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που αυξάνει την κινητική τους ενέργεια. Έτσι, μπορούν να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κβαντική:
Όταν το φως εκπέμπεται φως πάνω σε ένα υλικό, τα σωματίδια του θα αλληλεπιδράσουν με τα εισερχόμενα φωτόνια και θα απελευθερώνουν ηλεκτρόνια (φωτοηλεκτρικό φαινόμενο).
Το φως μεταφέρεται σε διακριτά πακέτα κβάντων (φωτόνια).
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Εξέλιξη:
Η ένταση και η διαθεσιμότητα του φωτός επηρεάζουν σημαντικά τη βιοποικιλότητα, καθώς είναι απαραίτητo για πολλές διαδικασίες (όπως η φωτοσύνθεση). Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία υψηλής ενέργειας (π.χ. UV και X-rays) μπορεί να είναι επιβλαβής, αφού μπορεί να προκαλέσει αλλαγές στο DNA των ζωντανών οργανισμών.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Τα κύτταρα μπορούν να απορροφήσουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (και άρα ενέργεια) προέρχεται από τον ήλιο για την εκτέλεση διαδικασιών απαραίτητων για την επιβίωσή τους (όπως η σύνθεση της βιταμίνης D στους ανθρώπους ή η μετατροπή διοξειδίου και νερού σε γλυκόζη και οξυγόνο για τα φυτά). Η υπερβολική έκθεση στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (που προέρχεται για παράδειγμα από τα κινητά τηλέφωνα) μπορεί να καταστρέψει τα κύτταρα λόγω της μεγάλης αύξησης της θερμοκρασίας τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία απορροφάται από την ατμόσφαιρα της Γης (gamma rays, x-rays, υπεριώδη και υπέρυθρη). Ωστόσο, μερική φτάνει στην επιφάνεια της Γης
(οπτική, φως, μικροκύματα και κάποια υπεριώδη και υπέρυθρη).
Η απορρόφηση υψηλής σε ενέργεια ακτινοβολίας από την ατμόσφαιρα, όπως η ακτινοβολία UV και οι ακτίνες Χ είναι ζωτικής σημασίας για τη ζωή στη Γη.
Η θεωρία του Einstein για την ειδική σχετικότητα υποδεικνύει ότι η ύλη (ως μάζα) και η ενέργεια μπορούν να μετατραπούν η μια στην άλλη, σύμφωνα με την περίφημη εξίσωση E=mc^2. Η ενέργεια μπορεί να μετατραπεί σε μάζα και αντίστροφα.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Μια δύναμη που ασκείται σε ένα σώμα θα προκαλέσει την επιτάχυνση ή την αλλαγή του σχήματος του. Με βάση την Ειδική Σχετικότητα, σε ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός η μάζα του σώματος αυξάνεται.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Το σύμπαν αποτελείται από ενέργεια και ύλη. Στην πραγματικότητα όμως, περίπου το 95% του σύμπαντος δεν είναι ορατό στον άνθρωπο, έτσι αποκαλείται σκοτεινή ενέργεια και σκοτεινή ύλη.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κβαντική:
Η κβαντική θεωρία διαχορίζει την ενέργεια σε διακριτές τιμές (κβάντα). Για τα υποατομικά σωματίδια, η μάζα μπορεί να μετασχηματιστεί σε ενέργεια και αντίστροφα μέσω διαφόρων υποατομικών φαινομένων.
Ραδιενέργεια είναι το φαινόμενο κατά το οποίο ένας ασταθής ατομικός πυρήνας χάνει ενέργεια μέσω εκπομπής ακτινοβολίας. Η ακτινοβολία μπορεί να είναι σωματίδια άλφα, ηλεκτρόνια, ποζιτρόνια ή φωτόνια. Η ραδιενέργεια συμβαίνει αυθόρμητα και υπακούει στους νόμους της κβαντικής φυσικής. Η ενέργεια σύνδεσης είναι η ενέργεια που κρατά συνεκτικό έναν ατομικό πυρήνα λόγω της ισχυρής πυρηνικής δύναμης. Κάθε στοιχείο περιγράφεται από μια συγκεκριμένη ποσότητα ενέργειας σύνδεσης. Μεγαλύτερη ενέργεια σύνδεσης αναλογεί σε πιο σταθερό ατομικό πυρήνα.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Η ασθενής πυρηνική αλληλεπίδραση είναι υπεύθυνη για τη ραδιενεργό διάσπαση και τον μετασχηματισμό νετρονίων σε πρωτόνια, ηλεκτρόνια και νετρίνα. Η ισχυρής αλληλεπίδραση είναι αυτή που σχηματίζει όλα τα σωματίδια (εκτός από τα στοιχειώδη) και τα συγκρατεί ενωμένα στον πυρήνα.
Η ενέργεια που αποθηκεύεται μέσω της ισχυρής ενέργειας ονομάζεται ενέργεια σύνδεσης.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Παράγεται πυρηνική ενέργεια στο εσωτερικό των άστρων μέσω της πυρηνικής σύντηξης των στοιχείων. Αυτή η ενέργεια τροφοδοτεί το άστρο καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής του.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Η ραδιενεργός διάσπαση (που συμβαίνει αυτόματα), η πυρηνική σύντηξη και η σχάση (που αλλάζουν την ενέργεια σύνδεσης ενός συστήματος σωματιδίων) είναι διαδικασίες που συμβαίνουν μεταξύ μικροσκοπικών σωματιδίων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κβαντική:
Η ραδιενεργός διάσπαση υπακούει στους νόμους της κβαντικής μηχανικής. Με βάση την κλασσική φυσική δεν θα μπορούσαν να συμβούν ραδιενεργές διασπάσεις.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Η διάσπαση των ραδιενεργών στοιχείων μέσα στη Γη έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων γεωθερμικής ενέργειας. Ραδιενεργά στοιχεία σε βράχους και απολιθώματα βοηθούν τους επιστήμονες να καθορίσουν την ηλικία τους. Έτσι, μπορούμε να έχουμε μια καλύτερη εικόνα για την ιστορία και την εξέλιξη της Γης.
Η βαρυτική ενέργεια είναι η ενέργεια που αποθηκεύεται σε ένα σύστημα σωμάτων με μάζα, λόγω της βαρυτική τους αλληλεπίδρασης.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Η βαρυτική αλληλεπίδραση είναι υπεύθυνη για τη δυνητική ενέργεια που αποθηκεύεται στα συστήματα των σωμάτων με μάζα.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Η βαρυτική ενέργεια ασκείται από όλα τα σώματα σε όλο το σύμπαν. Κρατά τη Γη και τους πλανήτες σε τροχιά γύρω από τον ήλιο και το ηλιακό σύστημα σε τροχιά γύρω από το κέντρο του Γαλαξία. Η εξέλιξη του σύμπαντος καθορίζεται από τη συνολική βαρυτική δύναμη των σωμάτων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κβαντική:
Μια από τις πιο σημαντικές αναπάντητες ερωτήσεις της φυσικής είναι το πώς η βαρύτητα - όπως αυτή περιγράφεται από τη θεωρία της Γενικής Σχετικότητας - μπορεί να συμφιλιωθεί με τους νόμους της κβαντικής φυσικής για τη δημιουργία μιας πλήρης και συνεπής κβαντικής θεωρίας της βαρύτητας. Η βασική ερώτηση είναι κατά πόσον τα κβάντα είναι φορείς της βαρυτικής ενέργειας όπως συμβαίνει με τις υπόλοιπες τρεις θεμελιώδεις δυνάμεις.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Η βαρυτική ενέργεια μεταξύ της Γης και άλλων σωμάτων είναι ο λόγος που οι άνθρωποι είναι "δεσμευμένοι" στον πλανήτη. Οι πύραυλοι για να εκτοξευθούν από τη Γη πρέπει να αποκτήσουν κινητική ενέργεια μεγαλύτερη από τη βαρυτική ενέργεια της Γης.
Η ηλεκτρική δυναμική ενέργεια είναι η ενέργεια που αποθηκεύεται λόγω της αλληλεπίδρασης φορτισμένων σωματιδίων. Η ηλεκτρική ενέργεια είναι η ενέργεια που προέρχεται από την ηλεκτρική δυναμική ενέργεια (ή κινητική ενέργεια) και χρησιμοποιείται σε ηλεκτρικά κυκλώματα. Κάθε κινούμενο φορτισμένο σωματίδιο παράγει ένα μαγνητικό πεδίο γύρω του. Η ενέργεια που αποθηκεύεται σε αυτό το πεδίο ονομάζεται μαγνητική ενέργεια.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
H ηλεκτρική και μαγνητική ενέργεια αποθηκεύεται σε ένα σύστημα φορτισμένων σωματιδίων λόγω των ηλεκτρικών και μαγνητικών δυνάμεων που ασκούνται μεταξύ τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Η ύλη στα άστρα αποτελείται από ιονισμένα σωματίδια λόγω των υψηλών αστρικών θερμοκρασιών. Αυτή η ιονισμένη ύλη έχει ηλεκτρική και μαγνητική ενέργεια και προκαλεί σημαντικά φαινόμενα όπως οι ηλιακοί ανέμοι. Σε ορισμένες περιπτώσεις αυτά τα φαινόμενα μπορεί να είναι ακραία και να καθορίσουν τη φύση και την εξέλιξη του ουράνιου σώματος (π.χ. αστέρες νετρονίων).
Σύνδεση με την Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Τα σωματίδια φέρουν ηλεκτρομαγνητική ενέργεια.
Εκτός από τα βαρυτικά φαινόμενα, όλα τα άλλα φαινόμενα οφείλονται στην ανταλλαγή ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας μεταξύ των σωματιδίων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Η Γη έχει το δικό της μαγνητικό πεδίο που την προστατεύει από τον ηλιακό άνεμο. Τα ηλιακά ενεργειακά σωματίδια παγιδεύονται από το μαγνητικο πεδίο της Γης σε μια απόσταση όπου η ενέργεια του ηλιακού ανέμου αντισταθμίζεται από τη μαγνητική ενέργεια της Γης.
Η ενέργεια μπορεί να μεταφερθεί από ένα σώμα σε άλλο ή στο περιβάλλον όταν ασκείται μία δύναμη ή οταν υπάρχει διαφορα θερμοκρασιάς μεταξύ των 2 σωμάτων (που είναι σε επαφή) ή του σώματος και του περιβάλλοντος. Ωστόσο, η συνολική ποσότητα ενέργειας είναι πάντα σταθερή. Οι δύο κύριες μορφές ενέργειας είναι η δυναμική ενέργεια και η κινητική ενέργεια, ενώ οι δύο κύριες μορφές μεταφοράς ενέργειας είναι η θερμότητα και το έργο.
Πηγή ενέργειας ονομάζουμε οποιοδήποτε φυσικό ή τεχνητό σύστημα ικανό να παράγει ενέργεια. Οι πηγές ενέργειας μπορεί να είναι ανανεώσιμες (όπως η ηλιακή ενέργεια) ή μη ανανεώσιμες (όπως το πετρέλαιο). Μπορεί να έχουν χαμηλό βαθμό απόδοσης (όπως το κάρβουνο ή το αέριο) ή ψηλό βαθμό απόδοσης (όπως η υδροηλεκτρική ενέργεια).
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Οι πηγές ενέργειας μπορούν να αξιοποιηθούν μόνο μέσω της δράσης των δυνάμεων που επιτρέπουν την μετατροπή της ενέργειας. Οι πηγές ενέργειας χρησιμοποιούνται για την παραγωγή μηχανικού έργου και άρα χρήσιμης ενέργειας.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Οι αστέρες είναι από τις κυριότερες πηγές ενέργειας του σύμπαντος. Φαίνεται ότι υπάρχουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας που μπορούν να προκαλέσουν την επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος. Η πηγή αυτής της ενέργειας είναι άγνωστη και επομένως ονομάζεται "σκοτεινή ενέργεια".
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Οι χημικοί δεσμοί αποθηκεύουν ενέργεια, η οποία μπορεί να απελευθερωθεί και να χρησιμοποιηθεί μέσω χημικών αντιδράσεων. Η πυρηνική σύντηξη και σχάση των ατομικών πυρήνων έχουν ως αποτέλεσμα την απελευθέρωση τεράστιων ποσοτήτων ενέργειας που η ανθρωπότητα χρησιμοποιεί (ή επιχειρεί να χρησιμοποιήσει) για τις ανάγκες της.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Υπάρχουν πολλές πηγές ενέργειας στη Γη, κάποιες είναι ανανεώσιμες (π.χ. ηλιακή ενέργεια) και κάποιες όχι (τα ορυκτά καύσιμα είναι γεωλογικά αποθέματα φυτών και νεκρών οργανισμών που καίμε για την παράγωγη ενέργειας).
Υπάρχει ισορροπία μεταξύ της ενέργειας που λαμβάνει η Γη από τον ήλιο (η οποία κατανέμεται στα συστήματα της Γης) και της ενέργειας που διαφεύγει στο διάστημα.
Τα μηχανικά κύματα είναι ταλαντώσεις της ύλης που μεταφέρουν ενέργεια διαμέσου ενός υλικού μέσου. Η διάδοση ενός κύματος δεν προκαλεί μεταφορά της ύλης αλλά μεταφορά ενέργειας. Τα ηχητικά και θαλάσσια κύματα είναι παραδείγματα μηχανικών κυμάτων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Το μηχανικό κύμα αποτελεί ταλάντωση της ύλης, και ως εκ τούτου μεταφέρει ενέργεια μέσω ενός μέσου (όχι μάζα). Η ταχύτητα, το μέγεθος και το σχήμα του κύματος εξαρτόνται από τις μηχανικές ιδιότητες του μέσου και της δύναμης που προκάλεσε το κύμα.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Η διάδοση των μηχανικών κυμάτων εξαρτάται από τον τύπο των μοριακών δεσμών που αποτελούν το μέσο. Τα μηχανικά κύματα διαδίδονται πιο γρήγορα στα στερεά απ' ότι στα υγρά και τα αέρια.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Οι σεισμοί προκαλούν μηχανικά κύματα τα οποία ταξιδεύουν στο εσωτερικό και την επιφάνεια της Γης. Τα πρωτεύοντα κύματα (P waves) είναι διαμήκη κύματα που διαδίδονται βαθιά στο εσωτερικό της Γης και τα δευτερεύων κύματα (S waves) είναι εγκάρσια κύματα που φτάνουν στην επιφάνεια της Γης.
Η μηχανική ενέργεια είναι το άθροισμα της δυναμικής και κινητικής ενέργειας (οι δύο κύριες μορφές ενέργειας). Όταν ασκούνται μόνο συντηρητικές δυνάμεις σε ένα σώμα (π.χ. βαρύτητα), η μηχανική ενέργεια παραμένει σταθερή. Οι ελαστικές συγκρούσεις είναι παραδείγματα όπου η μηχανική ενέργεια του συστήματος διατηρείται.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Σύμφωνα με την αρχή διατήρησης της μηχανικής ενέργειας, η συνολική μηχανική ενέργεια σε ένα σύστημα παραμένει σταθερή όσο οι δυνάμεις που ασκούνται είναι συντηρητικές (π.χ. βαρύτητα, ηλεκτρική δύναμη). Για παράδειγμα, κατά την ελαστική κρούση η μηχανική ενέργεια διατηρείται.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Οποιοδήποτε σώμα σε κίνηση έχει μηχανική ενέργεια. Για παράδειγμα, η περιφορά ενός πλανήτη γύρω από ένα αστέρα καθορίζεται από τη μηχανική του ενέργεια.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Τα ηλεκτρόνια έχουν μηχανική ενέργεια λόγω της περιφοράς τους γύρω από τον ατομικό πυρήνα. Οι τροχιές των ηλεκτρονίων καθορίζονται από τη μηχανική ενέργεια του συστήματος.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κβαντική:
Σε αντίθεση με τις προβλέψεις της κλασικής ηλεκτροδυναμικής, η ύπαρξη σταθερών ατόμων με βάση τη θεωρία του Bohr οφείλονται στην παρουσία συγκεκριμένων τροχιών των ηλεκτρονίων όπου η μηχανική ενέργεια του συστήματος παραμένει σταθερή.
Η θερμότητα είναι μορφή ενέργειας. Η ενέργεια μπορεί να ρέει από ένα σώμα σε άλλο με τη μορφή θερμότητας, όταν τα δύο σώματα σε επαφή έχουν διαφορετική θερμοκρασία. Η ανταλλαγή θερμότητας μπορεί να διαφοροποιήσει την εσωτερική ενέργεια ενός σώματος ή/και να μετατραπεί σε μηχανικό έργο. Η θερμοδυναμική μελετά τη σχέση μεταξύ θερμότητας και άλλων μορφών ενέργειας. Υπάρχουν τέσσερις νόμοι μέσω των οποίων η θερμοδυναμική περιγράφει τη σχέση μεταξύ θερμότητας και άλλων μορφών ενέργειας.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Η θερμοδυναμική είναι η μετατροπή της θερμότητας σε μηχανικό έργο μέσω της δράσης μίας δύναμης. Αυτός ο κλάδος της φυσικής άρχισε να αναπτύσσεται μετά από την συνειδητοποίηση ότι ο θερμός ατμός είναι ικανός να παράγει εξαιρετικά υψηλές δυνάμεις.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Η θερμική και η ενέργεια ακτινοβολίας παράγεται στους πυρήνες των αστεριών. Θερμαίνει τους πλανήτες και άλλα σώματα που περιφέρονται γύρω από τον αστέρα. Ιδιότητες όπως η θερμοκρασία, η πίεση και η πυκνότητα, καθώς και όλα τα ουράνια σώματα του σύμπαντος υπακούουν στους τέσσερις νόμους της θερμοδυναμικής.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Η θερμότητα αυξάνει τη θερμοκρασία των σωμάτων, αυξάνοντας έτσι την κίνηση των σωματιδίων, διαδικασία που προκαλεί αλλαγή στην κατάσταση της ύλης. Η θερμοκρασία των σωματιδίων μπορεί να ενισχύσει ή να εξαντλήσει τις χημικές αντιδράσεις. Πολύ υψηλές θερμοκρασίες είναι πιθανό να προκαλέσουν πυρηνικές αντιδράσεις μεταξύ σωματιδίων.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κβαντική:
Για συστήματα που χαρακτηρίζονται από πολύ χαμηλή θερμοκρασία ή/και πολύ συμπυκνωμένη ύλη οι νόμοι της θερμοδυναμικής δεν ισχύουν πλέον, αφού για αυτά τα συστήματα οι κβαντικές επιδράσεις είναι σημαντικές. Το πεδίο που μελετά αυτές τις περιπτώσεις ονομάζεται κβαντική θερμοδυναμική.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Τα κύτταρα χρησιμοποιούν πολλούς τύπους ενέργειας για να εκτελέσουν διαφορετικές λειτουργίες κατά τη διάρκεια των οποίων παράγουν θερμότητα. Τα κύτταρα έχουν συγκεκριμένους μηχανισμούς για να κρατούν τη θερμοκρασία τους σταθερή απελευθερώνοντας ή απορροφώντας θερμότητα από το περιβάλλον.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Οι νόμοι της θερμοδυναμικής επηρεάζουν το κλίμα του πλανήτη. Οι υπερβολικές ποσότητες θερμότητας που παράγονται στη Γη μπορούν να αυξήσουν τη θερμοκρασία του πλανήτη και να επηρεάσουν τις κλιματικές αλλαγές.
Η ενέργεια πάντα διατηρείται, αλλά μπορεί να μετατραπεί σε διαφορετικές μορφές. Δεν παράγουν ωστόσο όλες οι μορφές ενέργειας το ίδιο έργο. Η υποβάθμιση της ενέργειας προκύπτει όταν μια συγκεκριμένη ποσότητα ενέργειας μετατρέπεται από μία μορφή σε άλλη η οποία παράγει λιγότερο έργο. Η θερμότητα είναι η πιο κοινή υποβαθμισμένη μορφή ενέργειας.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Δυνάμεις:
Προκειμένου να μετατραπεί ή/και να υποβαθμιστεί η ενέργεια, πρέπει να ασκηθούν μια ή περισσότερες δυνάμεις.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σύμπαν:
Η ενέργεια διατηρείται σε όλο το σύμπαν, σε όλες τις κλίμακες και σε όλες τις διαδικασίες, ακόμη και στις πιο ακραίες.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Σωματίδια:
Η ενέργεια διατηρείται σε κάθε χημική και πυρηνική διαδικασία. Η ενέργεια μπορεί να υποβαθμιστεί μέσω τέτοιων διαδικασιών. Οι χημικές και πυρηνικές αντιδράσεις μπορούν να μετατρέψουν την ενέργεια δεσμού μορίων και σωματιδίων σε χρήσιμες μορφές ενέγειας και το αντιθετο.
Σύνδεση με την Μεγάλη Ιδέα Κβαντική:
Η διατήρηση της ενέργειας ισχύει ακόμη και στον κβαντικό κόσμο. Η κύρια εξίσωση του Schrödinger που περιγράφει τον κβαντικό κόσμο δομήθηκε με βάση τη διατήρηση της ενέργειας.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Εξέλιξη:
Μια από τις βασικές παράμετρους που καθορίζουν τη φυσική επιλογή είναι η ικανότητα των ειδών να αποκτήσουν όλη την ενέργεια που είναι απαραίτητη για την επβίωση τους.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Κύτταρα:
Όλα τα κύτταρα χρειάζονται ενέργεια για να λειτουργήσουν. Οι διαδικασίες που εμφανίζονται στα κύτταρα υποβαθμίζουν άλλους τύπους ενέργειας (όπως η χημική ενέργεια) σε θερμότητα.
Σύνδεση με τη Μεγάλη Ιδέα Γη:
Ο πλανήτης έχει περιορισμένο αριθμό ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Η συνεχής υποβάθμιση της ενέργειας από άλλες μορφές στη θερμότητα, επηρεάζουν το κλίμα του πλανήτη. Η ικανότητα του ανθρώπου να ανταποκρίνεται στις παγκόσμιες ενεργειακές ανάγκες χωρίς να καταστρέφει τον πλανήτη στον οποίο ζει είναι ένα από τα πιο κρίσιμα ζητήματα της ανθρωπότητας.
