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

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

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

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

Galaktyka. Rysunek: Pas Drogi Mlecznej

Soczewki grawitacyjne narzędziem Kosmologii

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

[C [ Z.. 1 ]

Ekspansja Wszechświata

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

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

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

Czy da się zastosować teorię względności do celów praktycznych?

Wszechświat. Krzywizna przestrzeni Opis relatywistyczny Wszechświata Stała kosmologiczna Problem przyczynowości - inflacja

- mity, teorie, eksperymenty

Elementy kosmologii. D. Kiełczewska, wykład 15

A. Odrzywołek. Dziura w Statycznym Wszechświecie Einsteina

3. Model Kosmosu A. Einsteina

OPIS MODUŁ KSZTAŁCENIA (SYLABUS)

Podstawy astrofizyki i astronomii

Wszechświat: spis inwentarza. Typy obiektów Rozmieszczenie w przestrzeni Symetrie

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

Liceum dla Dorosłych semestr 1 FIZYKA MAŁGORZATA OLĘDZKA

OPIS MODUŁ KSZTAŁCENIA (SYLABUS)

Wczoraj, dziś i jutro Wszechświata. Tomasz Bulik

Ewolucja Wszechświata

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

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

ASTRONOMIA Klasa Ia Rok szkolny 2012/2013

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

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

Teoria Wielkiego Wybuchu FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ

oraz Początek i kres

Geometria Struny Kosmicznej

Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Ciemna Strona Wszechświata

Wszechświat czastek elementarnych

NIEPRZEWIDYWALNY WSZECHŚWIAT

Czasoprzestrzenie sferycznie symetryczne: jednorodna Robertsona-Walkera i niejednorodna Lemaitre a-tolmana-bondiego

ASTRONOMIA i FIZYKA stosunki doskonałe, czy raczej stulecia wzajemnych, coraz bardziej kłopotliwych pytań? 1

Niektórzy twierdzą, że świat skończy się w lodzie Nagroda Nobla z fizyki 2011

GRAWITACJA I ELEMENTY ASTRONOMII

LVII Olimpiada Astronomiczna 2013/2014 Zadania zawodów III stopnia

- Cząstka Higgsa - droga do teorii wszystkiego

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

Metody wyznaczania masy Drogi Mlecznej

Soczewki Grawitacyjne

Neutrina z supernowych. Elementy kosmologii

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

Odległość mierzy się zerami

PROJEKT KOSMOLOGIA PROJEKT KOSMOLOGIA. Aleksander Gendarz Mateusz Łukasik Paweł Stolorz

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

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

Cząstki elementarne z głębin kosmosu

Grawitacja - powtórka

Metody badania kosmosu

Wstęp do kosmologii. T.Lesiak. Coś czego nie znamy, robi nie wiadomo co Arthur Eddington

Skala jasności w astronomii. Krzysztof Kamiński

Zderzenie galaktyki Andromedy z Drogą Mleczną

Gimnazjum klasy I-III

11. Dzieje kosmosu Jaki jest nasz wszechświat [2, 3, 4] O17-11 Dzieje

Krótkie wprowadzenie do zagadnienia inflacji w kosmologii

Co to jest promieniowanie grawitacyjne? Szymon Charzyński KMMF UW

Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Ciemna strona wszechświata

Ciemna energia. Szkoła średnia Klasy I IV Doświadczenie konkursowe 3

Astronomia na egzaminie maturalnym. Część 2

Wczoraj, dziś i jutro Wszechświata. Michał Jaroszyński Obserwatorium Astronomiczne

Gwiazdy neutronowe. Michał Bejger,

Fizyka wykład dla studentów kierunku Informatyka Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki Politechniki Śląskiej

Ciemna materia i ciemna energia. Andrzej Oleś

Teoria Względności. Kosmologia Relatywistyczna

Modele i teorie w kosmologii współczesnej przykładem efektywnego wyjaśniania w nauce

Ewolucja Wszechświata

Nasza Galaktyka

Ewolucja Wszechświata

Od Einsteina i Hubble'a do promieniowania reliktowego

Rozwój Wszechświata w ujęciu kosmologicznym oraz filozoficznym

PRZED STWORZENIEM WSZECHŚWIATA ROZWAŻANIA NA GRANICY TEOLOGII I FIZYKI

Dalszy rozwój świata.

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

Rozmycie pasma spektralnego

MODEL WIELKIEGO WYBUCHU

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

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.

Naturalne źródła neutrin, czyli neutrina sa

Spróbujmy więc poznać bliŝej wielkoskalową strukturę oraz ewolucję WSZECHŚWIATA

Co ma wspólnego czarna dziura i woda w szklance?

Rozkład normalny, niepewność standardowa typu A

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

Dane o kinematyce gwiazd

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

Soczewkowanie grawitacyjne

JAK MATEMATYKA POZWALA OPISYWAĆ WSZECHŚWIAT. 1 Leszek Błaszkiewicz

SZKIC ODPOWIEDZI I SCHEMAT OCENIANIA ROZWIĄZAŃ ZADAŃ W ARKUSZU I. Informacje dla oceniających

SZKIC ODPOWIEDZI I SCHEMAT OCENIANIA ROZWIĄZAŃ ZADAŃ W ARKUSZU I. Informacje dla oceniających

1100-3Ind06 Astrofizyka

Analiza danych Strona 1 z 6

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

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

WSZECHŚWIAT = KOSMOS

Prawda/Fałsz. Klucz odpowiedzi. Uwaga: Akceptowane są wszystkie odpowiedzi merytorycznie poprawne i spełniające warunki zadania. Zad 1.

Wyznaczanie stałej słonecznej i mocy promieniowania Słońca

Transkrypt:

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

SŁOŃCE i ZIEMIA 2

Wszechświat OBSERWOWALNY 3

ZABICIE IDEI LOKALNEGO ( ZWYKŁEGO ) WIELKIEGO WYBUCHU Powinno być tak c Promieniowanie reliktowe Tymczasem JEST tak brzeg c X WW MY c MY czyli w ogóle odbiorniki w MY nie mogłyby rejestrować promieniowania reliktowego! c totalna klęska idei lokalnego Wielkiego Wybuchu 4

NARODZINY KOSMOLOGII (Einstein, r. 1917) 1916 r.: Literacki skrót OTW Masy zakrzywiają czasoprzestrzeń Równania OTW w kosmologii (r. 1917) dając grawitację k = +1, 0, -1 rodzaj geometrii (typ krzywizny) + Λg ik = gęstości energii i ciśnień (rozkład przestrzenny) Λ = Λ E Czy tajemnicza stała kosmologiczna jest różna od zera? Wszechświat Einsteina ma geometrię analogiczną do dwuwymiarowego (!) wszechświata płaszczaków żyjących na SFERZE - przestrzeń rzeczywista to TYLKO sfera R R obs - suma kątów > 180 0 - brak równoległych - długość okręgu < 2 π r - geometria nie-euklidesowa (typu k = +1) - pr. wrzechśw. = pr. sfery: R=1/ ρ=const. 5

CZYNNIK SKALUJĄCY R(t) W MODELACH EINSTEINA I FRIEDMANNA ( Λ = 0) 6

WSZECHŚWIATY FRIEDMANNA A. Friedmann: Λ = 0 dla k=+1 SFERA (jak Einstein), ale R rośnie!! (t 1 ) (t 0 ) A 0 A 1 r 0 B 0 R(t) R 0 r(t) B 1 (przy R 0 = 1) r(t) = r 0 R(t) promień W. R(t) czynnik skal. poglądowo dla k=+1: Powierzchnia balonu nadmuchiwanego od środka Główna cecha: Przestrzeń (guma) rozszerza się i unosi galaktyki nieruchome względem niej model wszechświata Fundamentalne odkrycie: Przestrzeń (globalna) może być 1 0 zakrzywiona (Einstein) 2 0 dynamiczna (Friedmann) Taka przestrzeń: 1 0 automatycznie daje (czyli tłumaczy): v = Hr (czyli prawo Hubble a) 2 0 : λ > λ 0 (czyli red-shift) wszechświat Friedmanna poprawny! λ λ 0 gdyż:.. z + 1 = R(t 0 ) / R(t) (z określa przeszłość) 1 0 Początek był wszędzie 2 0 14 mld lat temu narodziła się przestrzeń mająca <wrodzoną> cechę rośnięcia R(t 0 ) R(t) Tempo rośnięcia przestrzeni (wszechświata) podaje funkcja R(t) t 1 t 2

MOŻLIWE WSZECHŚWIATY (MODELE) FRIEDMANNA Rozwiązania równań OTW (Friedmann) R W. otwarty k < 0, Ω < 1, V = W. krytyczny k = 0, Ω = 1 V = Długie lata wysiłków pomiarowych W. zamknięty Ω L 0,01 lub Ω L 0,02 K > 0, Ω > 1, V skończone 0 dziś t Czy materia świecąca (L) to jedyny rodzaj materii wszechświata? 8

ODRZUCENIE STAŁEJ KOSMOLOGICZNEJ PRZEZ EINSTEINA (r.1930) Cosmological constant was the biggest blunder of my life 9

Zapomniany MODEL LEMAITRE A 10

Krzywe rotacji galaktyk wykrycie CIEMNEJ MATERII (MASY) m F r d M A jest tak - pomiary Zatem oczekujemy = const M ~ r 0 d r A zatem wokółświecących dysków galaktycznych istnieją wielkie ilości MATERII (MASY) CIEMNEJ (Dark Matter) dające wartość Ω > 0,20 (a może nawet Ω 2.0?) 11

Osiągnięcia badań NUKLEOSYNTEZY PIERWOTNEJ 12

Lata 80-te: NIEROZWIĄZANE PROBLEMY 1.PŁASKOŚĆ WSZECHŚWIATA 2.HORYZONTY 3.MONOPOLE MAGNETYCZNE 4.STRUKTURY WE WSZECHŚW. 5.WIEK WSZECHŚWIATA? Gdyby początkowa gęstość wszechświata miała wartość przypadkową to należałoby oczekiwać << lub >>

Teleskop HUBBLE i Ziemia

40 92

23 35

30 12

99 71

R INFLACJA WSZECHŚWIATA ( to inflate = gwałtownie nadymać) 1s Teza o inflacji przyszła spoza kosmologii (Guth, r.1980) 1000 lat t *Inflacja wszechświata okazała się panaceum na wszystkie główne problemy kosmologii

Przykład: ROZWIĄZANIE PROBLEMU PŁASKOŚCI (k = 0) POPRZEZ INFLACJĘ Wzrost skali (puchnięcie przestrzeni) a problem płaskości AB rozmiar wszechświata OBSERWOWALNEGO

LAUREACI NAGRODY NOBLA za rok 2011 ( Supernowe Ia Ciemna energia wszechświata ) 1998: Dwa zespoły obserwatorów odległych Supernowych Ia, kierowane przez Saula Perlmuttera (z lewej) i Briana Schmidta (z prawej) odkryły przyspieszanie ekspansji wszechświata, co oznacza też wykrycie Ciemnej Energii Adam Riess odkrył, że przejście od fazy hamowania do obecnej fazy przyspieszania nastąpiło ok 4 mld lat temu

SUPERNOWE Ia CEL I METODA POMIARÓW

SUPERNOWE Ia REZULTATY POMIAROWE ( r.1998 ) 1. Pomiarowy szok Galaktyki (z Supernowymi Ia) leżą znacząco dalej niż oczekujemy z obliczeń. Leżą dalej niż powinny nawet gdy założymy zupełny brak hamowania! 2. Bardziej specjalistycznie pokazuje to rysunek Wniosek główny: Obok hamowania grawitacyjnego istnieje dominujący je (w obecnej fazie) tajemniczy czynnik przyspieszający rozszerzanie. Czy kosmologia zna taki czynnik?

SUPERNOWE Ia SENS REZULTATÓW POMIAROWYCH Dwoista rola Λ

SupCosPro oraz H z SupTeam (r.1998) - CIEMNA ENERGIA WSZECHŚWIATA Wyniki analizy pomiarów

30

1

Obszary największych odchyleń zajmują na niebie około 10 łuku (2 średnice Księżyca) w momencie rekombinacji obszary te miały rozmiar około miliona lat świetlnych - teraz miliard lat świetlnych