Teoria Wielkiego Wybuchu FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ

Podobne dokumenty
Historia Wszechświata w (dużym) skrócie. Agnieszka Pollo Instytut Problemów Jądrowych Warszawa Obserwatorium Astronomiczne UJ Kraków

oraz Początek i kres

Galaktyka. Rysunek: Pas Drogi Mlecznej

Oddziaływania fundamentalne

Oddziaływanie podstawowe rodzaj oddziaływania występującego w przyrodzie i nie dającego sprowadzić się do innych oddziaływań.

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

Materia i jej powstanie Wykłady z chemii Jan Drzymała

Tworzenie protonów neutronów oraz jąder atomowych

Z czego i jak zbudowany jest Wszechświat? Jak powstał? Jak się zmienia?

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika

Podróż do początków Wszechświata: czyli czym zajmujemy się w laboratorium CERN

Synteza jądrowa (fuzja) FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ

Atomowa budowa materii

Cząstki elementarne. Składnikami materii są leptony, mezony i bariony. Leptony są niepodzielne. Mezony i bariony składają się z kwarków.

Ewolucja Wszechświata Wykład 5 Pierwsze trzy minuty

Uniwersytet Mikołaja Kopernika Toruń 6 XII 2013 W POSZUKIWANIU ŚLADÓW NASZYCH PRAPOCZĄTKÓW

Czarne dziury. Grażyna Karmeluk

Wielki Wybuch czyli podróż do początku wszechświata. Czy może się to zdarzyć na Ziemi?

STRUKTURA MATERII PO WIELKIM WYBUCHU

Cząstki elementarne wprowadzenie. Krzysztof Turzyński Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski

Elementy kosmologii. D. Kiełczewska, wykład 15

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

Podstawy Fizyki Jądrowej

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

Wykłady z Geochemii Ogólnej

Własności jąder w stanie podstawowym

Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 5

Promieniowanie jonizujące

Metody badania kosmosu

Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Ciemna strona wszechświata

FIZYKA IV etap edukacyjny zakres podstawowy

Neutrina z supernowych. Elementy kosmologii

[C [ Z.. 2 ]

Cząstki i siły. Piotr Traczyk. IPJ Warszawa

Elementy Fizyki Jądrowej. Wykład 5 cząstki elementarne i oddzialywania

To ciała niebieskie o średnicach większych niż 1000 km, obiegające gwiazdę i nie mające własnych źródeł energii promienistej, widoczne dzięki

Podstawy Fizyki Jądrowej

Od Wielkiego Wybuchu do Gór Izerskich. Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny UWr Zakład Fizyki Słońca CBK PAN

MODEL WIELKIEGO WYBUCHU

Liceum dla Dorosłych semestr 1 FIZYKA MAŁGORZATA OLĘDZKA

Promieniowanie jonizujące

Promieniowanie jonizujące

Polecam - The Dark Universe by R. Kolb (Wykłady w CERN (2008))

Po 1 mld lat (temperatura Wszechświata ok. 10 K) powstają pierwsze gwiazdy.

10.V Polecam - The Dark Universe by R. Kolb (Wykłady w CERN (2008))

Fizyka 2. Janusz Andrzejewski

Teoria grawitacji. Grzegorz Hoppe (PhD)

Czarna dziura obszar czasoprzestrzeni, którego, z uwagi na wpływ grawitacji, nic, łącznie ze światłem, nie może opuścić.

Ekspansja Wszechświata

Najbardziej zwarte obiekty we Wszechświecie

Fizyka cząstek elementarnych i oddziaływań podstawowych

Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 1

Fizyka i Chemia Ziemi

Kosmologia. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład IX. Prawo Hubbla

Model Bohra budowy atomu wodoru - opis matematyczny

Dział: 7. Światło i jego rola w przyrodzie.

Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się w pewnym cyklu (zebrane w grupy 2, 8, 8, 18, 18, 32 pierwiastków).

I ,11-1, 1, C, , 1, C

Ewolucja Wszechświata

Podstawy astrofizyki i astronomii

Mechanika. Fizyka I (B+C) Wykład I: dr hab. Aleksander Filip Żarnecki Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych Instytut Fizyki Doświadczalnej

WSTĘP DO FIZYKI CZĄSTEK. Julia Hoffman (NCU)

Ewolucja w układach podwójnych

PROJEKT KOSMOLOGIA PROJEKT KOSMOLOGIA. Aleksander Gendarz Mateusz Łukasik Paweł Stolorz

Zderzenie galaktyki Andromedy z Drogą Mleczną

Teoria ewolucji gwiazd (najpiękniejsza z teorii) dr Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny Uniwersytetu Wrocławskiego

JAK POWSTAŁ WSZECHŚWIAT?

Wszechświat. Opis relatywistyczny Początek: inflacja? Równowaga wcześnie Pierwotna nukleosynteza Powstanie atomów Mikrofalowe promieniowanie tła

FIZYKA KLASA I LO LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCEGO wymagania edukacyjne

WYMAGANIA EDUKACYJNE NIEZBĘDNE DO UZYSKANIA POSZCZEGÓLNYCH OCEN ŚRÓROCZNYCH I ROCZNYCH FIZYKA - ZAKRES PODSTAWOWY KLASA I

Co ma wspólnego czarna dziura i woda w szklance?

Mariusz P. Dąbrowski (IF US)

Wstęp do fizyki cząstek elementarnych

Galaktyki aktywne II. Przesłanki istnienia,,centralnego silnika'' Dyski akrecyjne Czarne dziury

Ciemna strona wszechświata

WYKŁAD 5 sem zim.2010/11

Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW. Oddziaływania słabe 4.IV.2012

Sylwa czyli silva rerum na temat fizyki cz astek elementarnych

LHC: program fizyczny

Następnie powstały trwały izotop - azot-14 - reaguje z trzecim protonem, przekształcając się w nietrwały tlen-15:

NUKLEOSYNTEZA I PROMIENIOWANIE RELIKTOWE

fizyka w zakresie podstawowym

Wyk³ady z Fizyki. Zbigniew Osiak. Cz¹stki Elementarne

Spis treści. Przedmowa PRZESTRZEŃ I CZAS W FIZYCE NEWTONOWSKIEJ ORAZ SZCZEGÓLNEJ TEORII. 1 Grawitacja 3. 2 Geometria jako fizyka 14

Z czego składa się Wszechświat? Jak to wszystko się zaczęło?

Kosmologia. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład X. Prawo Hubbla

Ciemna strona Wszechświata

I etap ewolucji :od ciągu głównego do olbrzyma

Powtórka 1 - grawitacja, atomowa, jądrowa

1.6. Ruch po okręgu. ω =

Astronomia. Znając przyspieszenie grawitacyjne planety (ciała), obliczyć możemy ciężar ciała drugiego.

- mity, teorie, eksperymenty

Kosmologia. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład VIII. Prawo Hubbla

PROGRAM NAUCZANIA Z FIZYKI SZKOŁA PONADGIMNAZJALNA ZAKRES PODSTATOWY

LHC i po co nam On. Piotr Traczyk CERN

fizyka w zakresie podstawowym

Grzegorz Wrochna Narodowe Centrum Badań Jądrowych Z czego składa się Wszechświat?

Budowa i ewolucja gwiazd I. Skale czasowe Równania budowy wewnętrznej Modele Diagram H-R Ewolucja gwiazd

Model Standardowy i model Higgsa. Sławomir Stachniewicz, IF PK

Transkrypt:

Teoria Wielkiego Wybuchu

Epoki rozwoju Wszechświata

Wczesny Wszechświat Epoka Plancka (10-43 s): jedno podstawowe oddziaływanie Wielka Unifikacja (10-36 s): oddzielenie siły grawitacji od reszty oddziaływań Era Inflacji (10-32 s): szybkie rozszerzanie się pola sił inflacyjnych, które w końcu ulega zmianie w cząstki kwarki i gluony. Plazma kwarkowo-gluonowa (10-12 s) Era kwarków (10-6 s): wytworzenie się pola Higgsa, nadającego masę wybranym cząstkom. Rozdzielenie oddziaływania słabego od elektromagnetycznego. Energia jest zbyt wysoka, by pozwolić na łączenie kwarków w bariony i mezony. Era hadronów (1 s): w wyniku ochłodzenia plazmy gluonowo-kwarkowej kwarki łączą się w hadrony Era leptonów (10 s): w wyniku anihilacji większości hadronów z antyhadronami, głównym składnikiem materii stają się leptony i antyleptony Era promieniowania (do 380000 lat): w wyniku anihilacji większości leptonów z antyleptonami, głównym nośnikiem energii stają się fotony.

Promieniowanie i materia

Promieniowanie i materia Tworzenie jąder atomowych - nukleosynteza (10s 20 minut): protony i neutrony łączą się w jądra deuteru. Jądra deuteru w procesie syntezy tworzą jądra helu 4 He. Wagowy udział pierwiastków po etapie nukleosyntezy: 75% 1 H 25% 4 He 0.01% 2 H 10-8 % 7 Li, 3 H i inne Dominacja materii: (70 000 lat): ciśnienie promieniowania staje się mniejsze niż oddziaływania grawitacyjne, umożliwiając tworzenie się niejednorodności i skupisk materii.

Rozdzielenie promieniowania i materii Dla wieku Wszechświata około 379000 lat (dla temperatury 3000K) nastąpiło rozdzielenie promieniowania i materii na skutek formowania się obojętnych elektrycznie atomów. Drobne fluktuacje promieniowania tła odpowiadają powstaniu skupisk materii galaktyk i ciemnej materii.

Promieniowanie wodoru Promieniowanie o długości 21 cm odpowiada przejściom między stanami atomów wodoru o spinie elektronu zorientowanym zgodnie i przeciwnie do spinu jądra. Dominujące promieniowanie emitowane przez materię dla tzw. ciemnej ery Wszechświata po rozdzieleniu promieniowania i materii.

Wytworzenie struktur Drobne niejednorodności na skutek oddziaływań grawitacyjnych doprowadziły do wytworzenia skupisk materii. Kwazary obiekty powstające wokół czarnej dziury. Na skutek zasady zachowania momentu pędu, wokół czarnej dziury formuje się dysk obłok materii wysyłający promieniowanie. Z obszaru dysku materia może wydostawać się w postaci tzw. dżetu strumienia o małej szerokości kątowej. Promieniowanie kwazarów doprowadziło do rejonizacji materii przejście do stanu plazmy.

Kwazary

Czarne dziury Czarna dziura: obszar czasoprzestrzeni, z którego nie może wydostać się (na skutek deformacji czasoprzestrzeni) światło, materia i informacja. Rozmiar czarnej dziury (horyzontu zdarzeń) określa promień Schwarzschilda. r S = 2GM c 2

Supermasywne czarne dziury Promień czarnej dziury wzrasta liniowo ze wzrostem masy. ρ = M V Średnia gęstość jest odwrotnie proporcjonalna do sześcianu promienia - maleje znacznie szybciej. Średnia gęstość supermasywnych czarnych dziur może być mniejsza od gęstości wody - dla 21 10 6 mas Słońca 1000kg/m 3

Pierwsze gwiazdy Z obłoków materii w stanie plazmy wytworzyły się pierwsze gwiazdy tzw. gwiazdy III generacji (nie zawierające jąder metali). We wnętrzu masywnych gwiazd III generacji, w wyniku reakcji syntezy jądrowej, powstawały cięższe pierwiastki. Dało to początek kolejnym generacjom gwiazd (II i obecnej III).

Rozszerzanie się Wszechświata Prawo Hubble a: prędkości ucieczki galaktyk widziane przez obserwatora są proporcjonalne do odległości do obserwatora. v = H 0 D prędkość ucieczki odległość Stała Hubble a: 67 (km/s)/mpc

Rozszerzanie się Wszechświata Promień Hubble a wyznacza promień sfery, poza którą prędkość rozszerzania się (oddalania) obiektów od obserwatora na skutek rozszerzania się Wszechświata jest większa niż prędkość światła obserwator nie zobaczy światła tych obiektów. r Hs = c H 0

Rozszerzanie się Wszechświata Przesunięcia w podczerwieni są liniowo proporcjonalne do prędkości rozszerzania się Wszechświata tylko dla niewielkich wartości dla dużych wartości przesunięcia w podczerwieni nie znamy dokładnego przeliczenia! v = H 0 D Zc = v

Wiek Wszechświata Większość modeli podaje wiek Wszechświata około 1/H. Modele zależą od ilości ciemnej materii i ciemnej energii.