1 / 36

alkuräjähdys á la Einstein

alkuräjähdys á la Einstein. ei tapahtunut missään: aika ja avaruus saivat alkunsa alkuräjähdyksessä avaruus ei laajene mihinkään tyhjään tilaan valo kulkee vain 300 000 km/s: katsomalla kauas katsotaan samalla menneisyyteen kosmologia kvantitatiivinen tiede, kiitos kosmisen mikroaaltotaustan.

barb
Download Presentation

alkuräjähdys á la Einstein

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. alkuräjähdys á la Einstein • ei tapahtunut missään: aika ja avaruus saivat alkunsa alkuräjähdyksessä • avaruus ei laajene mihinkään tyhjään tilaan • valo kulkee vain 300 000 km/s: katsomalla kauas katsotaan samalla menneisyyteen • kosmologia kvantitatiivinen tiede, kiitos kosmisen mikroaaltotaustan

  2. Kosminen mikroaaltotausta syntyi 380 000 vuotta alkuräjähdyksestä: kuuma alkuplasma muuttui läpinäkyväksi Fotonit pääsivät kulkemaan vapaasti 400 fotonia/cm3 lämpötila nyt 2.735 K

  3. kuuma ja tiheä plasma: fotonit törmäilevät elektroneihin ”random walk” universumi laaje- nee hitaasti plasma läpinäkymätöntä kunnes lämpötila on laskenut noin 4000 asteeseen

  4. universumi jäähtyy ja plasma tulee läpinäkyväksi matka = aika horisontti fotonit lähtevät jokaisesta pisteestä jokaiseen suuntaan 2 miljoonaa vuotta 4 miljoonaa vuotta joka hetki havaitsija näkee horisontissaan fotoneita, jotka lähtivät liikkeelle silloin kun plasma tuli läpinäkyväksi

  5. mitä tapahtui fotoneille havaitsijan lähettyvillä?

  6. universumi laajenee, lämpötila laskee …

  7. galaksit alkavat syntyä …

  8. fotoni havaitaan nyt  se on kulkenut 13.3 mrd vuotta Penzias & Wilson 1965

  9. 13.7 mrd valovuotta galakseja 380 000 vuotta alkuräjähdyksestä

  10. 360o tähtitaivas näkyvän valon alueella jotta näkee alkuräjähdykseen, pitää katsoa mikroaalloilla

  11. tasa-aineinen plasma  ei galakseja  varhaisessa maailmankaikkeudessa täytyy olla aineen (energian) tihentymiä ja harventumia tihentymät  aine kuumempaa harventumat  aine kylmempää • COBE • laukaistiin 1989 • mittasi kosmisen mikroaaltotaustan • lämpötilavaihteluita • - data 1992

  12. ’galaksien siemeniä’ noin 1/100 000 asteen suuruisia lämpövaihteluita

  13. 1990-luvun loppu: mikroaaltotaustaa mittaavat ilmapallokokeet  universumi geometrialtaan tasainen  = 1 massaenergiaa ns. kriittisen arvon verran

  14. PIMEÄ ENERGIA EI KOOSTU HIUKKASISTA - TYHJIÖ SISÄLTÄÄ ENERGIAA - SUURI TEOREETTINEN MYSTEERI! osallistuu maailmankaikkeuden kehitykseen painovoima- vaikutuksellaan (energia on massaa ja massa energiaa!) KIIHTYVÄ LAAJENEMINEN

  15. Ensimmäinen vihje: supernovat liian himmeitä supernova mallia Ib standardikynttilä kirkkaus maksimissa aina sama oikea kirkkaus tunnetaan: näennäinen kirkkaus  etäisyys spektriviivojen siirtymät  pakonopeus  laajenemisnopeus etäisyyden (=ajan) funktiona kiihtyvä laajeneminen alk. n. 6 mrd v. sitten

  16. suljettu geometria = aine vetää itsensä jälleen kasaan avoin geometria = vetovoima ei riitä, nopeus kuitenkin hidastuu kiihtyvä liike: vaaditaan lisäpotkua = tyhjiön työntövoima PIMEÄ ENERGIA ~ KOSMOLOGINEN VAKIO

  17. PIMEÄ ENERGIA

  18. kosmologinen vakio aineen energiatiheys

  19. Wilkinson Microwave Anisotropy Probe WMAP 2003

  20. WMAP PRIMORDIAL SKY MAP muutaman sadastuhannesosa- asteen suuruisia eroja Kuumia ja kylmiä alueita

  21. kuumien ja kylmien alueiden jakaumat ja koot kertovat - plasman sisältämän aineen koostumuksesta - plasman ainetiheydestä - maailmankaikkeuden laajenemisnopeudesta - maailmankaikkeuden geometriasta

  22. l kulmakoko

  23. UNIVERSUMIN KALUSTELUETTELO • tavallista ainetta 4.4% • pimeää ainetta 23% • pimeää energiaa 73% saa aikaan kiihtyvällä nopeudella laajenevan avaruuden

  24. PIMEÄ AINE - ”läpinäkyvää” – ei lähetä eikä vas- taanota sähkömagneettista säteilyä - vaikuttaa painovoimallaan mustia aukkoja? toistaiseksi tuntemattomien alkeishiuk- kasten muodostama kylmä kaasu supersymmetria: neutraliinot CERN LHC-kiihdytin 2007

  25. oletus: alkuperäiset tiheysvaihtelut fraktaalisia (kokoskaalasta riippumattomia) MIKÄ AIHEUTTI UNIVERSUMIN MASSAENERGIAAN TIHEYSVAIHTELUITA?

  26. nämä alueet eivät ole ehtineet olla kausaalisessa yh- teydessä keskenään 2o ONGELMA!

  27. KOSMINEN INFLAATIO Guth 1980 heti alkuräjähdyksen jälkeen avaruus laajeni hetken valoa nopeammin ( kylmä universumi) tyhjiöenergiaa  = 1 10-35 s ennustus: energiatiheys = kriittinen tiheys; maailmankaikkeuden geometria on tasainen

  28. kaikki mitä näemme on syntyisin yhdestä kausaalisesta alueesta 2o

  29. inflaation aikaiset kvanttiheilahtelut ennustaa muodon: fraktaalinen n= 0.9 - 1.0 spektri-indeksi kosmisessa mikroaalto- taustassa havaittavia säteilyn lämpötilan vaihteluita Inflaatio loppuu kun tyhjiöenergia hajoaa kaikki aine

  30. WMAP RESULTS  = 1.02  0.02 n = 0.93  0.03 adiabatic spectral index b = 0.044  0.004 baryon density  = 0.73  0.04 dark energy h = 71 Hubble rate tdec = 379 kyears +0.04 -0.03 +8 -7 - early inflation a scientific fact

  31. VARHAISESSA MAAILMANKAIKKEUDESSA MIKROSKOOPPINEN JA MAKROSKOOPPINEN KOHTAAVAT TOISENSA INFLAATIO: me olemme olemassa mitättömien kvanttihäiriöiden ansiosta

  32. SUMMA SUMMARUM: - kiitos havaintojen, kosmologia on muuttunut täsmätieteeksi - teoreettinen kehittely: pieni ja suuri kohtaavat alkuräjähdyksessä (mm. säieteoriat) - uusia kokeita tulossa: mm Euroopan avaruus- järjestön ESAn Planck-satelliitti 2007 (suoma- laiset mukana)

More Related