150 likes | 274 Views
Kaikkeudesta. Syksy Räsänen Helsingin yliopisto, fysiikan laitos ja Fysiikan tutkimuslaitos. Päämääriä. Kosmologia tutkii maailmankaikkeutta kokonaisuutena. Kehitys, ainesisältö, rakenteet, laajeneminen.
E N D
Kaikkeudesta Syksy Räsänen Helsingin yliopisto, fysiikan laitos ja Fysiikan tutkimuslaitos Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013
Päämääriä • Kosmologia tutkii maailmankaikkeutta kokonaisuutena. • Kehitys, ainesisältö, rakenteet, laajeneminen. • Maailmankaikkeuden sisältämät kappaleet kiinnostavat vain sen kautta, mitä ne kertovat kokonaisuudesta. Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013
Keinoja • Yleinensuhteellisuusteoriakertoo, mitenaika-avaruuskäyttäytyy, kun siinä on tietynlaistaainetta. • Kosmologiassatarvitaanhiukkasfysiikkaa, ydinfysiikkaa, atomifysiikkaa, statististafysiikkaa, ... • Läheinensuhdehiukkasfysiikkaanjatähtitieteeseen. Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013
Lapsuus • 1915: Yleinensuhteellisuusteorialöydetään • 1917-1922: Ensimmäisetkosmologisetmallitesitetään • 1924: Muidengalaksienolemassaolotodetaan • 1927-1929: Maailmankaikkeudenlaajeneminenhavaitaan Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013
Murrosikä • Kosmologiassa on tapahtunut viimeisen 20 vuoden aikana tapahtunut suurin murros sitten 1920-luvun. • Edistys on tullut havainnoista. • Havaintojen määrä ja tarkkuus on kasvanut siinä määrin, että puhutaan täsmäkosmologiasta. Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013
Kosmologian aikakaudet t (∝ E-2) TTapahtuma 14 Gyr1 Ktänään 10 Gyr1 Klaajeneminenkiihtyy 400 Myr 100 K reionisaatio 40 Myr100 Kensimmäisetrakenteet 400 000 yr1000 K valojaaineeroavat 50 000 yr104K materiasaasäteilynkiinni 3-30 min 109 K Big Bang Nucleosynthesis 10-5 s 1012 KQCD-faasitransitio (?) 10-11 s 1015 Ksähköheikkofaasitransitio (?) 10-13…10-36 s 107…1020 Kbaryogeneesi? 10-13…10-36 s 1016…1029 K inflaatio? 10-13…10-42 s 1016…1032Kkvanttigravitaatio?
COBE 1992 http://map.gsfc.nasa.gov/ Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013
WMAP 2003 http://map.gsfc.nasa.gov/ Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013
Planck 2013 http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=47333 Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013
Suuren mittakaavan rakenne arXiv:astro-ph/0604561, Nature 440:1137.2006 Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013
Euclid • ESA päätti Euclid-satelliitin toteuttamisesta kesäkuussa 2012. • Taivaalle 2019. • Kartoittaa puolet taivaasta. • Fysiikanlaitosmukana. Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013
Tyypin Ia supernovat Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013
Fysiikan Nobel-palkinto 2011 • “maailmankaikkeuden kiihtyvän laajenemisen löytämisestä kaukaisten supernovien havaintojen kautta” Saul Perlmutter Adam G. Riess Brian P. Schmidt Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013
Kiihtyvä laajeneminen • Havaintojen mukaan etäisyydet ovat odotettua pidempiä ja laajenemisnopeus on suurempi, noin tekijällä 2. • Kolme mahdollista selitystä: • Pimeä energia (on ainetta, jonka paine on negatiivinen) • Muokattu gravitaatio (yleinen suhteellisuusteoria ei päde) • Rakenteiden vaikutus (yleisen suhteellisuusteorian epälineaariset efektit ovat merkittäviä) Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013