Ekspansja Wszechświata

Podobne dokumenty
Ewolucja Wszechświata

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

Teoria Wielkiego Wybuchu FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ

Wszechświat: spis inwentarza. Typy obiektów Rozmieszczenie w przestrzeni Symetrie

Wszechświata. Piotr Traczyk. IPJ Warszawa

Metody badania kosmosu

Galaktyka. Rysunek: Pas Drogi Mlecznej

OPIS MODUŁ KSZTAŁCENIA (SYLABUS)

Zderzenie galaktyki Andromedy z Drogą Mleczną

OPIS MODUŁ KSZTAŁCENIA (SYLABUS)

Metody wyznaczania masy Drogi Mlecznej

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

Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Ciemna strona wszechświata

Odległość mierzy się zerami

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

Soczewkowanie grawitacyjne

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

Po co wymyślono ciemną materię i ciemną energię. Artykuł pobrano ze strony eioba.pl

Wszechświat czastek elementarnych

Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Ciemna Strona Wszechświata

Budowa Galaktyki. Materia rozproszona Rozkład przestrzenny materii Krzywa rotacji i ramiona spiralne

Ciemna materia i ciemna energia. Andrzej Oleś

Dr Tomasz Płazak. CIEMNA ENERGIA DOMINUJĄCA WSZECHŚWIAT (Nagroda Nobla 2011)

[C [ Z.. 1 ]

Soczewki grawitacyjne narzędziem Kosmologii

Elementy kosmologii. Rozszerzający się Wszechświat Wielki Wybuch (Big Bang) Nukleosynteza Promieniowanie mikrofalowe tła Ciemna Materia Leptogeneza

LX Olimpiada Astronomiczna 2016/2017 Zadania z zawodów III stopnia. S= L 4π r L

Wpływ pól magnetycznych na rotację materii w galaktykach spiralnych. Joanna Jałocha-Bratek, IFJ PAN

Analiza spektralna widma gwiezdnego

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

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

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

Soczewki Grawitacyjne

Dane o kinematyce gwiazd

GRAWITACJA I ELEMENTY ASTRONOMII

Czarne dziury. Grażyna Karmeluk

Wykład 10 - Charakterystyka podstawowych systemów gwiazdowych: otoczenie Słońca, Galaktyka, gromady gwiazd, galaktyki, grupy i gromady galaktyk

Czy niebarionowa ciemna materia. jest potrzebna? Sławomir Stachniewicz 1 XII 2009

Gwiazdy neutronowe. Michał Bejger,

Wirtualny Hogwart im. Syriusza Croucha

1100-3Ind06 Astrofizyka

Czy da się zastosować teorię względności do celów praktycznych?

Wczoraj, dziś i jutro Wszechświata. Michał Jaroszyński Obserwatorium Astronomiczne

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

PROJEKT KOSMOLOGIA PROJEKT KOSMOLOGIA. Aleksander Gendarz Mateusz Łukasik Paweł Stolorz

ASTRONOMIA Klasa Ia Rok szkolny 2012/2013

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

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

Liceum dla Dorosłych semestr 1 FIZYKA MAŁGORZATA OLĘDZKA

Powtórka 1 - grawitacja, atomowa, jądrowa

LIV Olimpiada Astronomiczna 2010 / 2011 Zawody III stopnia

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

Grawitacja - powtórka

Tworzenie protonów neutronów oraz jąder atomowych

Nasza Galaktyka

ETAP II. Astronomia to nauka. pochodzeniem i ewolucją. planet i gwiazd. na wydarzenia na Ziemi.

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

Synteza jądrowa (fuzja) FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ

Podstawy astrofizyki i astronomii

Theory Polish (Poland)

Galaktyki aktywne I. (,,galaktyki o aktywnych jądrach'') (,,aktywne jądra galaktyk'') ( active galactic nuclei =AGN)

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

Szczegółowe wymagania edukacyjne na poszczególne oceny śródroczne i roczne z przedmiotu: FIZYKA. Nauczyciel przedmiotu: Marzena Kozłowska

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

Ciemna materia. Paweł F. Góra Instytut Fizyki UJ

Neutrina i ich oscylacje. Neutrina we Wszechświecie Oscylacje neutrin Masy neutrin

Grawitacja. Fizyka zjawisk grawitacyjnych jest zatem nauką mającą dwa obszary odgrywa ważną rolę zarówno w zakresie największych, jak i najmniejszych

Wszechświat w mojej kieszeni. Wszechświat mgławic. Grażyna Stasińska. Nr. 1. Obserwatorium paryskie ES 001

LXII Olimpiada Astronomiczna 2018/2019 Zadania z zawodów III stopnia. ρ + Λ c2. H 2 = 8 π G 3. = 8 π G ρ 0. 2,, Ω m = 0,308.

Galaktyki i Gwiazdozbiory

Ewolucja w układach podwójnych

Zderzenia relatywistyczne

Fizyka cząstek 5: Co dalej? Brakujące wątki Perspektywy Astrocząstki

Oddziaływania fundamentalne

Elementy kosmologii. D. Kiełczewska, wykład 15

NIEPRZEWIDYWALNY WSZECHŚWIAT

Mikrosoczewkowanie grawitacyjne. Dr Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny Uniwersytet Wrocławski

Spełnienie wymagań poziomu oznacza, że uczeń ponadto:

Opis założonych osiągnięć ucznia Fizyka zakres podstawowy:

Efekt Dopplera. dr inż. Romuald Kędzierski

2008/2009. Seweryn Kowalski IVp IF pok.424

- mity, teorie, eksperymenty

Ciemna materia. Obserwacje, oszacowania

Szczegółowe wymagania edukacyjne z fizyki do nowej podstawy programowej.

WYKŁAD 8. Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW

Rozciągłe obiekty astronomiczne

Tytuł: Podróż w kosmos Autor: Aleksandra Fudali

Materia i jej powstanie Wykłady z chemii Jan Drzymała

Wirtualny Hogwart im. Syriusza Croucha

Sztuczny satelita Ziemi. Ruch w polu grawitacyjnym

oraz Początek i kres

Wczoraj, dziś i jutro Wszechświata. Tomasz Bulik

- Cząstka Higgsa - droga do teorii wszystkiego

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

Kosmiczna Linijka Agnieszka Janiuk Centrum Astronomiczne PAN

1. Obserwacje nieba 2. Gwiazdozbiór na północnej strefie niebieskiej 3. Gwiazdozbiór na południowej strefie niebieskiej 4. Ruch gwiazd 5.

Wymagania edukacyjne z fizyki dla klas pierwszych

WYKŁAD 8. Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników

Cząstki elementarne z głębin kosmosu

Ciemna strona wszechświata

Transkrypt:

Ekspansja Wszechświata Odkrycie Hubble a w 1929 r. Galaktyki oddalają się od nas z prędkościami wprost proporcjonalnymi do odległości. Prędkości mierzymy za pomocą przesunięcia ku czerwieni efekt Dopplera z = Definicja przesunięcia ku czerwieni: v c Prędkość oddalania Prędkość światła z = λobs λ λ 1+ em em Relatywistycznie: z = 1+ 1 v c v c

Zasada kosmologiczna: We Wszechświecie nie ma wyróŝnionych miejsc. Wszechświat z kaŝdego miejsca "wygląda" tak samo.

Ekspansja Wszechświata. v = H r 1 r = v H 1 Parametr (i jego zmiany w czasie) wyznacza wiek Wszechświata H

Rotacja galaktyk ciemna materia? Obserwowana zaleŝność Prawa dynamiki Newtona Galaktyki wirują szybciej niŝ pozwalają na to prawa dynamiki i grawitacji Muszą zawierać więcej materii niŝ widać!

Ciemna materia Rotacja galaktyk Efektywna siła grawitacji pochodzi tylko od masy leŝącej bliŝej środka niŝ gwiazda. 2 mv = R GmM 2 R ( ) R Siła odśrodkowa równowaŝy siłę grawitacji. v = GM( R) R Prędkość gwiazd na peryferiach galaktyki powinna maleć, gdy rośnie R

Ciemna materia Pomiary prowadzone w ostatnich 30 latach pokazują, Ŝe wiele galaktyk ma olbrzymie, masywne halo zbudowane z ciemnej materii. Dodatkowe potwierdzenie tej hipotezy otrzymano badając ruch dwóch połoŝonych blisko siebie galaktyk wokół wspólnego środka masy. Droga Mleczna i Wielka Mgławica w Andromedzie zbliŝają się do siebie z prędkością względną 270 km/s masy muszą być duŝo większe niŝ suma mas gwiazd. Masa ciemnej materii wydaje się być 5 10 razy większa niŝ materii widzialnej.

Soczewkowanie grawitacyjne NiezaleŜne potwierdzenie duŝych mas gromad galaktyk uzyskuje się dzięki zjawisku soczewkowania grawitacyjnego, tj. ugięcia promieni świetlnych przez pole grawitacyjne. Ze względu na duŝe masy gromad, efekt ten jest stosunkowo łatwo i często obserwowany. Jednocześnie, wskutek ogniskowania wiązki światła wzmocnieniu ulega obserwowana jasność bardzo odległych galaktyk i kwazarów.

Soczewkowanie grawitacyjne Gromada galaktyk A2218 zniekształca obrazy odległych galaktyk. Na pierwszym planie widać jasne galaktyki z gromady; cienkie świetliste łuki są wydłuŝonymi i zakrzywionymi koncentrycznie wokółśrodka masy obrazami galaktyk tła. Rozmieszczenie i kształt łuków pozwalają wyznaczyć rozkład masy tej gromady. Fot. HST/NASA.

Soczewkowanie grawitacyjne Zaginanie promieni świetlnych galaktyki spiralnej przez pole grawitacyjne gromady galaktyk Cl0024+1654. Znajdujące się na pierwszym planie Ŝółtawe galaktyki gromady uginają promienie świetlne niebieskiej galaktyki spiralnej. W wyniku tego powstało pięć oddzielnych obrazów tej galaktyki: jeden blisko środka zdjęcia, a pozostałe cztery - rozmieszczone w przybliŝeniu wzdłuŝ okręgu "na godzinach" 4, 8, 9 i 10. Gromada Cl0024+1654 znajduje się w gwiazdozbiorze Ryb, w odległości około 1500 megaparseków (Mpc); galaktyka spiralna - mniej więcej dwa razy dalej. Fot. HST/NASA.

Ciemna materia 1. Promieniowanie rengenowskie jest emitowane przez gorący gaz. 2. NatęŜenie i częstość promieniowania rentgenowskiego mówi o tym, ile jest tego gazu i jaką ma temperaturę. 3. MoŜna obliczyć, jaką masę musi zawierać gromada galaktyk, aby gaz nie rozproszył się w przestrzeni. 4. NaleŜy oszacować całkowitą masę zawartą w świecących gwiazdach. Porównanie mas otrzymanych w 3 i 4 kroku prowadzi do wniosku, Ŝe większość masy w gromadzie NGC2300 to ciemna materia 50 razy więcej ciemnej materii niŝ widzialnej!

Ciemna materia Czym jest ciemna materia? Wiemy czym nie jest: nie składa się z barionów i leptonów. Obserwacje w 1994 r. wykonane przez Kosmiczny Teleskop Hubble a wykluczyły słabo świecące czerwone karły. Kolejny kandydat ciemne mniejsze ciała jak: planety, komety, planetoidy (MACHO MAssive Compact Halo Object) równieŝ nie moŝe stanowić głównego składnika ciemnej materii

Ciemna materia Czym jest ciemna materia? Neutrina i antyneutrina - cząstki o masach niewiele większych od zera Wszechświat zawiera około miliarda razy więcej neutrin niŝ protonów czy neutronów neutrina stanowią nie więcej niŝ połowę ciemnej materii. Nieznane do tej pory cząstki: struny kosmiczne, cząstki supersymetryczne, monopole magnetyczne i wiele innych. Poszukiwania tych cząstek niezwykle trudne, bo oddziałują ze zwykłą materią tylko grawitacyjnie i słabo.

Ciemna materia Ciemnej materii poszukuje się takŝe w laboratoriach. Podziemne laboratorium pod tamą Oroville w Kaliforni poszukiwania WIMP (Weacly Interacting Massive Particles) WIMP hipotetyczne cząstki o masie 10 100 GeV. Przypuszcza się, Ŝe w kaŝdej sekundzie 100 000 wimpów przechodzi przez kaŝdy cm 2 Ziemi, w tym równieŝ przez nasze ciała.

Detektor w kopalni Boulby, North Yorkshire