Europas nye kosmologiske verktøykasse Bo Andersen Norsk Romsenter

Transkript

1 Europas nye kosmologiske verktøykasse Bo Andersen Norsk Romsenter

2 Hvordan er Universet dannet og hva er dets skjebne? Hvilke lover styrer de forskjellige skalaene? Hvorfor og hvordan utviklet universet seg til dagens tilstand? Hvorfor er kun 4% av universet kjent materie? Hva er livssyklusen til galakser, stjerner og planeter? Hva er liv og hvordan dannes det? Hva er forutsetningene for liv? Hvor vanlig er liv? Finnes det (annet) intelligent liv i Universet? Ikke bare fysikk De STORE spørsmålene

3 To STORE problemer i Fysikken Fysikkens to mest vellykkede teorier i sin beskrivelse av den samme verden er ikke kompatible. Einsteins gravitasjonsteori. Kvante- og elementærpartikkelfysikk Hva er mer enn 95% av universet?

4 Hvordan kan det store bidra? Noen problemer er i det store. Noen problemer krever andre parametre enn det vi kan lage på Jorda: Eksperimentet i fritt fall. Størrelsen på eksperimentet. Energikravet til eksperimentet. Noen observasjoner er umulige fra Jorda. Noen problemer krever at vi drar dit problemet er for å definere det.

5 Verktøykassa er allerede velutstyrt

6 XMM Newton og INTEGRAL

7 Alle instrumenter brukes sammen

8 14 mai 2009-En milliard til værs

9 Hva er det vi ser?

10

11 Skapelsens fingeravtrykk 0-4 K 2,761-2,769 K δ T=0,0002 K

12 Vi ser kun flaten av den siste spredningen.

13 Planck CBR er strålingen fra det tidspunkt universet ble gjennomsiktig, 300 kår gammelt. Idag 2.7 K. CBR utgjør 10-15% av støyen mellom TV kanalene. Den romlige temperatur-fordeling og polarisasjon angir med stor nøyaktighet de fleste vesentlige kosmologiske parametre. Utstrakt informasjon om forgrunns objekter. UiO er med på forskningen. Kongsberg Spacetec har levert programvare til styring og utprøving.

14 De første målingene med Planck

15 Litt mer detaljer

16 Forgrunnen lager krøll

17 Hva med det beste før Planck?

18 Resultater til nå (WMAP)

19 Herschel et infrarødt monster Speil på 3.5 m Tre avanserte og kalde instrumenter. Primært laget for å skaffe informasjon om stjerne- og galaksedannelse. Vil gi uvurderlig informasjon om massefordeling i galakser.

20 Betydelig bedre enn før!

21

22 Pene bilder også

23 Klassisk astronomi - kjedelig

24 Hvor fint måler Gaia? 1 - på 2 km på 200 km på km (avstanden til Månen)

25

26 Ganske komplisert

27 Sære målinger

28 JWST-Etterfølgeren til Hubble

29 I rommet er den diger

30 Hva er bak lyset?

31 Hvordan overføres tyngdekraft? Einstein i GR; gravitasjonsbølger: Dempes nesten ikke. Transverselle bølger med lyshastighet. Kvadrupolbølger med to polarisasjoner. Er fysiske, frakter energi, massefart og angulært moment. Fra universets skapelse. Fjerne galaksekjerner. Svarte hull. Indirekte bevis gjennom observasjoner av pulsarer.

32 Avstandsmålet er forskningen Bortsett fra et titalls nøytrinoer er hele vårt bilde av universet skapt av elektromagnetisk stråling. Variasjoner i tyngdekraften, gravitasjonsbølger vil flytte på objekter, litt!! Kun høyfrekvente bølger kan muligens observeres fra bakken (> Hz) Teknologisk ytterst krevende.

33 LISA Plasser tre satellitter i bane rundt sola med en avstand av 5 millioner km. Mål avstanden mellom dem med en en nøyaktighet av en brøkdels Å. Dersom man ikke ser noe, tok Einstein grundig feil. Dersom g-bølgene ikke bare påvirker på tvers av hastigheten tok han også feil.

34 Hva vil LISA observere? Vil gi et helt nytt bilde av universet, teoretisk er det mulig å se tilbake til Planck tiden ( s etter skapelsen) Sammenlikne ankomst tid for fenomener i lys med gravitasjonsbølger. Gravitasjonsbølger dempes nesten ikke, kan derfor observere fenomener i galaksenes kjerner. Kan også bli et skikkelig rot!

35 Men det er teknisk ytterst vanskelig

36 Oppsummering På romsiden har Europa mange verktøy som vil gi store bidrag til forståelse av kosmologien og fysikken generelt (Hubble, Newton, Integral, Planck, Herschel). To er under bygging (Gaia, JWST). Norge håper på et nytt i 2018 (Euclid). Gravitasjonsbølger er det jeg håper på, LISA i 2022? På bakkesida skjer det også spennende ting i Europa (ESO), men der er Norge ikke med.

37 Naturvitenskap er kultur!