Модель Большого взрыва . Реликтовое фоновое излучение.

1. Модель Большого взрыва.Реликтовое фоновое излучение.

2. Лауреатами Нобелевской премии по физике 2011 года за открытие ускорения расширения Вселенной стали американцы Сол Перлмуттер из Университета Калифорнии в Беркли и Адам Райес из Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе, а также Брайан Шмидт из Австралийского национального университета

3. Современные представления теории Большого взрыва По современным представлениям, наблюдаемая нами Вселенная возникла 13,73 ± 0,12 млрд лет назад из начального «сингулярного» состояния с температурой примерно 1032 K ~ 1019 ГэВ (Планковская температура), плотностью около 1093 г/см³ (Планковская плотность), и с тех пор непрерывно расширяется и охлаждается. Ранняя Вселенная представляла собой термодинамически равновесную, однородную и изотропную среду с необычайно высокой плотностью энергии, температурой и давлением. В результате расширения и охлаждения во Вселенной произошли фазовые переходы, аналогичные конденсации жидкости из газа, но применительно к элементарным частицам.

5. Приблизительно через 10−43 секунд после Большого взрыва наиболее слабое гравитационное взаимодействие отделилось от остальных фундаментальных взаимодействий, так как не успевало поддерживать термодинамическое равновесие с другими взаимодействиями. При этом электро- слабое и сильное взаимодействия продолжают оставаться одинаково сильными – GUT эра. Отщепление гравитационного взаимодействия вызвалофазовый переход и привело к экспоненциальному R ~ e Htрасширению Вселенной, где Н – «постоянная» Хаббла. НО – современное значение постоянной Хаббла Данный период получил название Космической инфляции. V=H0·r- закон Хаббла H0= 71±3±7 km/(c•Мпк)

8. После эры рекомбинации материя стала прозрачной для излучения, которое, свободно распространяясь в пространстве, дошло до нас в виде реликтового излучения.

9. WMAP – NACA apparatus: данные 3-х летних измерений. движение солнечной системы в Галактике и галактический фон вычтены. Галактические координаты. θ 90 φ 0 -180 +180 Восстановленная карта (панорама) анизотропии реликтового излучения с исключённым изображениямиГалактики, радиоисточников и дипольной анизотропии. Красные цвета означают более горячие области, а синие цвета — более холодные области

10. 3 years Положение первого пика соответствует Евклидовой пространственной геометрии The multipole index l corresponds to angular scales of ~180° / L)

11. Cosmological Parameter Summary WMAP(5 years) Description Symbol WMAP-only WMAP+BAO+SN Parameters for Standard CDM Model a Age of universet013.69 ± 0.13 Gyr 13.72 ± 0.12 Gyr Hubble constant H071.9+2.6−2.7 km/s/Mpc 70.5 ± 1.3 km/s/Mpc Baryon density Ωb0.0441 ± 0.0030 0.0456 ± 0.0015 Dark matter density Ωc0.214 ± 0.027 0.228 ± 0.013 Dark energy density ΩΛ0.742 ± 0.030 0.726 ± 0.0 Redshift of decoupling z*1090.51± 0.95 1090.88± 0.72 Age at decoupling t*380081+5843−5841 yr 376971+3162−3167 yr Reionization optical depth 0.087 ± 0.017 0.084 ± 0.016 Redshift of reionization zreion11.0 ± 1.4 10.9 ± 1.4 Age at reionization treion 427+88−65 Myr 432+90−67 Myr Parameters for Extended Models e Total density f tot 1.099+0.100−0.085 1.0050+0.0060−0.0061 Equation of state g w−1.06+0.41−0.42 −0.992+0.061−0.062

12. Космологическое красное смещение Прием Красное смещение для галактик было обнаружено американским астрономом В. Слайфером в 1912-14; в 1929Э. Хаббл открыл, что красное смещение для далёких галактик больше, чем для близких, и возрастает приблизительно пропорционально расстоянию (закон красного смещения, или закон Хаббла). Излучение

13. SN 1994D, a nearby supernova imaged with the HubbleSpace Telescope

14. High redshift supernovae observed with the Hubble Space Telescope.

16. The Hubble diagram for SN Ia. The lines show the predictions for cosmologies with varying amounts of Ωm and ΩΛL. The observed points all lie above the line for a universe with zero Λ. The lower panel, with the slope caused by the inverse square law taken out, shows the difference between the predictions more clearly and shows why a model with ΩΛ > 0 is favored.

18. NEUTRINO ASTRONOMY AND ASTROPHYSICS

19. Why is neutrino astronomy interesting? protons,g-rays,neutrinos, as probes of the high-energy Universe protons:directions scrambled by magnetic fields 1. g-rays: straight-line propagation but • reprocessed in the sources, extragalactic • backgrounds absorb Eg > TeV 2. 3. neutrinos: straight-line propagation, • unabsorbed, but difficult to detect

21. Neutrino Beams: Heaven & Earth NEUTRINO BEAMS: HEAVEN & EARTH Black Hole Radiation Enveloping Black Hole p + g -> n + p+ ~ cosmic ray + neutrino -> p + p0 ~ cosmic ray + gamma

22. Сверхновая SN 1987A at LMC Временной и энергетический спектры нейтрино от SN 1987A, полученных на детекторах Камиоканде II(а), Баксан(b), IBM(с) и Монблан(d). SN 1987A находится на расстоянии 150 000 св. лет в Большом Магеллановом Облаке (LMC)

23. Энергии нейтрино от SN 1987A, полученные на детекторах Камиоканде II, Баксан, IBM. Время первого события в каждом из детекторов соответствует t = 0.

36. Детектор SuperKamiokanda

47. SNO

50. Детектор БАЙКАЛ