AST1010 En kosmisk reise

Like dokumenter
AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 20: Kosmologi, del 2

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 20: Kosmologi, del 2

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 19: Kosmologi

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise. Astronomiske avstander v=vsl-jncjak0. Forelesning 20: Kosmologi, del I

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 19: Kosmologi, del I

AST1010 En kosmisk reise

Universets inflasjonsfase i lys av BICEP2-observasjonene

Europas nye kosmologiske verktøykasse Bo Andersen Norsk Romsenter

Egil Lillestøll, Lillestøl,, CERN & Univ. i Bergen,

AST1010 En kosmisk reise

Higgspartikkelen er funnet, hva blir det neste store for CERN?

UT I VERDENSROMMET! Normal text - click to edit. Mørk materie Universets ekspansjon Mørk energi

Superstrenger. Teorigruppa, Fysisk institutt

AST5220 forelesning 1 Litt praktisk CMB-analyse

CERN og The Large Hadron Collider. Tidsmaskinen

Edwin Hubble sto bak to av de største oppdagelsene i moderne astronomi. For det første påviste han i 1924 at Andromedatåken ikke var en del av

Leksjon 18 Universet akselererer Hubbles lov

AST1010 En kosmisk reise

AST5220 forelesning 1 Litt praktisk CMB-analyse

Hvorfor mørk materie er bare tull

UNIVERSITETET I OSLO

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise

Løsningsforslag til prøve i fysikk

LHC sesong 2 er i gang. Hva er det neste store for CERN?

AST1010 En kosmisk reise. Andromeda. Avstand: 2.55 millioner lysår. Hubbles klassifikasjon av galakser 3/20/2017

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 16: Hvite dverger, supernovaer og nøytronstjerner

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 5: Fysikken i astrofysikk, del 2

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 15: Hvite dverger, nøytronstjerner og sorte hull

AST1010 En kosmisk reise. Innhold 10/19/15. Forelesning 18: Galakser og galaksehoper

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 12: Melkeveien

Innhold. AST1010 En kosmisk reise. Melkeveien sed fra jorda 10/19/15. Forelesning 17: Melkeveien

Jakten på universets kjempelinser

AST1010 En kosmisk reise

UNIVERSITETET I OSLO

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 18: Galakser og galaksehoper

Eirik Gramstad (UiO) 2

EksameniASTlolo 13 mai2

AST1010 En kosmisk reise

Universets tidlige utvikling Øyvind Grøn TAF 1. oktober 2012

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 13: Sola

FASIT UNIVERSITETET I OSLO. Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Big Bang teorien for universets skapelse. Steinar Thorvaldsen Universitetet i Tromsø 2015

AST1010 En kosmisk reise

UNIVERSITETET I OSLO

Svarte hull kaster lys over galaksedannelse

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 17: Melkeveien

AST1010 En kosmisk reise Forelesning 15: Hvite dverger og supernovaer

AST1010 En kosmisk reise. Innhold. Stjernedød i to varianter 10/13/15. Forelesning 15: Hvite dverger, nøytronstjerner og sorte hull

LHC girer opp er det noe mørk materie i sikte?

Innhold. Forord... 11

10/23/14. AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 17: Melkeveien. Innhold. Melkeveiens struktur Det sorte hullet i sentrum av Melkeveien Mørk materie

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 18: Eksoplaneter og jakten på liv

Modell, Cold Dark Matter, Normal text - click to edit

Melkeveien sett fra jorda

Romfart - verdensrommet januar 2007 Kjartan Olafsson

Parameter-estimering estimering og CosmoMC

UNIVERSITETET I OSLO

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 4: Fysikken i astrofysikk, del 1

AST1010 En kosmisk reise Forelesning 12: Sola

Last ned Hva er kosmos - Øystein Elgarøy. Last ned

Last ned Hva er kosmos - Øystein Elgarøy. Last ned. Last ned e-bok ny norsk Hva er kosmos Gratis boken Pdf, ibook, Kindle, Txt, Doc, Mobi

Observasjon av universet ved ulike bølgelengder fra radiobølger til gammastråling. Terje Bjerkgård og Erlend Rønnekleiv

Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

De vikagste punktene i dag:

AST1010 En kosmisk reise Forelesning 13: Sola

ESERO AKTIVITET UNIVERSETS HISTORIE. Lærerveiledning og elevaktivitet. Klassetrinn 7-8

Eksamen i fag FY2450 Astrofysikk Onsdag 20. mai 2009 Tid:

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 5: Dopplereffekten Relativitetsteori Partikkelfysikk

Tvetydighets-feil. Et ord eller begrep benyttes i to eller. slik at argumenter opphører å gi. gjenkjent. flere ulike meninger i et argument,

Moderne partikkelfysikk. Normal text - click to edit

VELKOMMEN TIL INTERNATIONAL MASTERCLASSES 2017 FYSISK INSTITUTT, UNIVERSITETET I OSLO

AST1010 En kosmisk reise

Stjerner & Galakser. Gruppe 2. Innhold: Hva er en stjerne og hvilke egenskaper har en stjerne?

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 17: Sorte hull og galakser

Fysikk og virkelighetsoppfatning

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 13: Innledende stoff om stjerner: Avstander, størrelsesklasser, HRdiagrammet

Fysikk og virkelighetsoppfatning

Fysikk og virkelighetsoppfatning

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 12: Dannelsen av solsystemet

AST1010 En kosmisk reise. De viktigste punktene i dag: Elektromagnetisk bølge 1/23/2017. Forelesning 4: Elektromagnetisk stråling

Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 16: Eksoplaneter og jakten på liv

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk naturvitenskapelige fakultet

UNIVERSITETET I OSLO

AST1010 En kosmisk reise

Eksamen i AST1010 den kosmiske reisen, 4 mai Oppgavesett med fasit.

Foto: Basso Cannarsa Carlo Rovelli (f. 1956) er en italiensk forsker og forfatter. Han har utgitt en rekke bøker, og er som teoretisk fysiker

AST1010 En kosmisk reise

Kosmiske strenger. Håkon Enger. Kosmiske strenger p.1/23

AST1010 En kosmisk reise

Eksperimentell partikkelfysikk. Kontakt :

AST1010 En kosmisk reise. De viktigste punktene i dag: Mekanikk 1/19/2017. Forelesning 3: Mekanikk og termodynamikk

Transkript:

AST1010 En kosmisk reise Forelesning 21: Kosmologi, del 2 1

Ca. 68% frastøtende energi Akselerasjon Observasjonene viser at universet ser flah ut. Men: observasjoner av supernovaer (type Ia) viser at universet utvider seg fortere nå enn Pdligere. Kosmisk bakgrunnsstråling viser det samme Hva kan lage frastøtende gravitasjon? 2

Universet er ca. flah, har ca. kripsk tehhet Ikke nok materie for flathet Kan bestemme materietehheten, for eksempel ved å kartlegge fordelingen av galakser i universet Finner at materietehheten er 32% av den kripske tehheten 3

YHerligere evidens for mørk energi fra avansert matemapkk: 1 0.32 = 0.68 4

Mørk energi Vanlig materie har allpd Pltrekkende tyngdekra[, kan ikke forklare at universet akselererer. (Mørk materie har samme problem) En mulig forklaring: vakuumenergi (Einsteins kosmologiske konstant) Eller kanskje GR bryter sammen ved store avstander (modifisert gravitasjonsteori)? 5

Vakuumenergien ElementærparPkler beskrives ved såkalte kvantefelt. Når feltene er i den laveste energiplstanden, er det ingen parpkler Pl stede. Men kvantefysikken krever at feltet har nullpunktsvingninger. Vakuum har energi! Problem: Må summere opp bidrag fra alle frekvenser à Uendelig vakuumenergi! Finnes det et naturlig sted å stoppe? 6

Planck- skalaen Kosmologisk konstant- problemet Bruker vi frekvensen som svarer Pl Planck- massen som cutoff, får vi en teorepsk forutsigelse for vakuumenergien. Men denne er 10 55 ganger større enn verdien som observasjonene Plsier. Vi har et problem! 7

Modifisert gravitasjon GR + homogenitet + observasjoner à mørk energi. Men hva om GR er feil? Kan det være Plfellet at homogenitet + observasjoner à GR må endres og ingen mørk energi? Ja, og flere forslag Pl modifikasjoner finnes. Trenger flere og bedre observasjoner. ESA- satelliten Euclid (2020) 8

Horisontproblemet Flathetsproblemet 9

Løsning: Inflasjon Inflasjon er en kort periode med voldsomt akselerert ekspansjon Pdlig i universets historie. Løser horisontproblemet: Punkter som er langt unna hverandre i dag, kan ha vært svært nær hverandre Pdligere (og utjevnet temperaturen da). Løser flathetsproblemet: Et krumt område blir mye flatere om det blåses opp kra[ig. Bonus: Opphav Pl kosmiske strukturer. Horisontproblemet løst SeH at inflasjon starter ved t=10-35 s. Da var horisonten 10-35 lyssekunder = 3 x 10-27 m. Varer Pl t=10-33 s, universet utvider seg med en faktor 10 26. Da er området innenfor horisonten vi startet med vokst Pl 0.3 m. I løpet av den strålingsdominerte fasen vokser dehe området Pl ca. 10 23 m = ca. 10 millioner lysår. Fram Pl i dag vokser det med en yherligere faktor ca. 3500 Pl 35 milliarder lysår. 10

https://www.youtube.com/watch? v=axrbsofidnk Flathetsproblemet løst 11

Kosmiske strukturer Galakser (og galaksehoper) dannes der mørk materie klumpet seg sammen EHer rekombinasjon: Mange færre kollisjoner mellom fotoner og synlig materie denne kunne falle inn i klumpene med mørk materie og lage galakser Men hvorfor begynte den mørke materien å klumpe seg? Inflasjon og strukturdannelse Kvantefluktuasjoner: Små ujevnheter i energitehhet (Heisenbergs uskarphetsprinsipp) Inflasjon blåste disse ujevnhetene opp Pl enormt stor skala (temperaturvariasjoner i mikrobølgebakgrunnen) Resultat: Inflasjonen stoppet ikke sampdig overalt noen områder utvidet seg lih mer (og ble mindre tehe) Der inflasjonen stoppet Pdlig (de teheste områdene) begynte gravitasjon å klumpe den mørke materien 12

Evidens for inflasjon Anomalier 13

Dannelse av strukturer Vi tror at strukturene vi ser i universet i dag ble Pl ved at ujevnhetene dannet i inflasjonsfasen vokste seg større p.g.a. tyngdekra[en. Strukturdannelse kan ikke forklares med lysende, baryonisk materie alene à mørk materie. Den mørke materien kan være kald (lave termiske haspgheter) eller varm (høye termiske haspgheter) Dannelse av strukturer Kald mørk materie: små strukturer dannes først. Varm mørk materie: store strukturer dannes først. Ser galakser som ble dannet da universet var mindre enn en milliard år gammelt à kald mørk materie. Ujevnhetene i tehheten er gjenspeilet i ujevnheter i temperaturen Pl den kosmiske bakgrunnstrålingen. 14

https://www.youtube.com/ watch?v=kif4on6qope Hvor kommer universet fra? Fantes det noe før Big Bang? Hvordan startet universet? 15

The UlPmate Free Lunch Anbefalt lesning Lawrence Krauss: A Universe From Nothing Sean Carroll: From Eternity to Here Brian Greene: The Hidden Reality 16

Ubesvarte spørsmål Hva skjedde i (og reh eher) Big Bang? Hva er mørk materie? Hva er mørk energi? I morgen: Oppsummering Hva er vikpg(st) Pl eksamen? En ufullstendig, men relevant oversikt over hele pensum Også noen generelle eksamenspps 17

Neste forelesning: RepePsjonsforelesning: Det vikpgste i pensum 18