1 / 27

Kaareva todellisuus

Kaareva todellisuus. Syksy Räsänen Helsingin yliopisto , f ysiikan laitos ja Fysiikan tutkimuslaitos. Principia Mathematica. Isaac Newton (1642 – 1727). Principia 1687. Ensimmäinen kattava fysiikan teoria oli Newtonin mekaniikka . Esimerkki voimasta : gravitaatio.

isabel
Download Presentation

Kaareva todellisuus

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. Kaareva todellisuus Syksy Räsänen Helsinginyliopisto, fysiikanlaitos jaFysiikantutkimuslaitos F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  2. Principia Mathematica Isaac Newton (1642 – 1727) Principia 1687 • EnsimmäinenkattavafysiikanteoriaoliNewtoninmekaniikka. • Esimerkkivoimasta: gravitaatio. F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  3. Suurellatarkkuudella • NewtoninteoriaennustioikeinkappaleidenradatAurinkokunnassakaksivuosisataa, muttaMerkuriusmuodostiongelmanvuodesta 1859 lähtien. • Auringonepäsymmetria? Vulkanus? F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  4. Voimastageometriaan Albert Einstein 1879-1955 • Vuonna 1915 Einstein löysiyleisensuhteellisuusteorian. • Aikajaavaruusmuodostavatdynaamisenkokonaisuuden, aika-avaruuden. • Aineenominaisuudetmääräävät, mitenaika-avaruuskaartuu. • Aika-avaruusmäärää, mitenaineliikkuu. F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  5. Voimastageometriaan Albert Einstein 1879-1955 • Gravitaatioei ole voima, vaanaika-avaruudenkaarevuudenilmentymä. • Gravitaatiotavälittääaika-avaruus: gravitaatioaallot. • YleisensuhteellisuusteoriankinsuurimenestysolialuksiAurinkokunnanselittämisessä: Merkuriuksen rata javalontaipuminen. F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  6. Askeliakosmologiaan Albert Einstein 1879-1955 • Yleinensuhteellisuusteoriamahdollistikokomaailmankaikkeudenkäsittelemisen. • Ensimmäinenkosmologinenmallivuonna 1917: Einsteininstaattinenmaailmankaikkeus. • Einstein lisäsiyleiseensuhteellisuusteoriaankosmologisenvakion, jonkaantigravitaatiotasapainottaatavallisenaineengravitaation. F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  7. suora viiva • Kappaleetkulkevatsuoraan, muttaavaruus on kaartunut. F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  8. Maailmankuvanlaajentuminen • Vuonna 1922 AleksanderFriedmannesittimallin, jossamaailmankaikkeuslaajenee. • Vuonna 1924 havaittiin, että on muitagalakseja. • Vuosina 1927-1929 havaittiinmaailmankaikkeudenlaajeneminen. F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  9. Hubblenlaki 1929 Maailmankaikkeus laajenee.(y-akselin yksiköt ovat km/s!) F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  10. Hubblenlaki 1996 F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  11. Kaikenalku • Galaksiteivätliikuavaruudessa, vaanavaruuslaajenee. • Aineentiheys on ollutmenneisyydessäisompi. • Noin 14 miljardinvuodenpäässämenneisyydessä se olisiääretön: alkuräjähdys. • Yleinensuhteellisuusteoriaennustaaajanjaavaruudenalun. F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  12. AIKA avaruus • Ilmaisu “ennenalkuräjähdystä” on yhtämieletönkuin “pohjoisnavaltapohjoiseen”. pohjoisuus loppuu F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  13. Havaintojenkautta • Kosmologiassatapahtui 1990-luvulla suurinmurrossittenlaajenemisenlöytämisen. • Havaintojenmääräjatarkkuuskasvoisiinämäärin, ettäpuhutaantäsmäkosmologiasta. • Nykykosmologiayhdistäätähtitieteenjahiukkasfysiikan. • Edistys on tulluthavainnoista. F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  14. COBE 1992 http://map.gsfc.nasa.gov/ F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  15. WMAP 2003 http://map.gsfc.nasa.gov/ F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  16. Planck 2010 http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=47333 F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  17. Planck 2010 Katso simulaatio osoitteessa http://www.mpa-garching.mpg.de/galform/virgo/millennium/ http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=47333 F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  18. Euclid • ESA päätti Euclid-satelliitin toteuttamisesta kesäkuussa 2012. • Kartoittaa puolet taivaasta. • Fysiikanlaitosmukana. F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  19. TyypinIasupernovat F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  20. Kosmologianaikakaudet t (∝ E-2) E Tapahtuma 14 Gyr 10-3eVtänään 10 Gyr 10-3eVlaajeneminenkiihtyy 400 Myr 10-2eVreionisaatio 40 Myr 10-1…10-2 eVensimmäisetrakenteet 400 000 yr 0.1 eVvalojaaineeroavat 50 000 yr 1 eVmateriasaasäteilynkiinni 3-30 min 0.1 MeV Big Bang Nucleosynthesis 10-5 s 100 MeV QCD-faasitransitio (?) 10-11 s 100 GeVsähköheikkofaasitransitio (?) 10-13…10-36 s 103…1016 GeVbaryogenesis? 10-13…10-36 s 103…1016 GeVinflaatio? 10-13…10-42 s 103…1019 GeVkvanttigravitaatio? F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  21. Fysiikan Nobel-palkinto 2011 • “maailmankaikkeudenkiihtyvänlaajenemisenlöytämisestäkaukaistensupernovienhavaintojenkautta” SaulPerlmutter Adam G. Riess Brian P. Schmidt F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  22. Kirkkaudestapimeyteen • Havainto: kaukaisetsupernovatovatodotettuahimmeämpiä. • Tulkinta: laajeneminen on kiihtynyt. • Kolmemahdollistaselitystä. F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  23. Kolmevaihtoehtoa • Vähintäänyksiseuraavistapitääpaikkansa: 1) On olemassaainetta, jokaantigravitoi. 2) Yleinensuhteellisuusteoriaeipäde. 3) Maailmankaikkeudenrakenteilla on merkittävävaikutuslaajenemiseen. F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  24. Pimeäenergia • Pimeäenergia: “it is an enigma, perhaps the greatest in physics today”. • Antigravitaationlähde, jakautunuttasaisesti, eikoostuhiukkasista. • Paraskandidaatti: tyhjönenergia. F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  25. Gravitaationmuutos • Kentiesyleinensuhteellisuusteoriaeipädekosmologisillaetäisyyksillä. • Yleinensuhteellisuusteoria on varmennettuAurinkokunnassa 10-5tarkkuudella. F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  26. Rakenteidenvaikutus • Myöhäinenmaailmankaikkeussisältäämonimutkaisiarakenteita. • Rakenteetvaikuttavatlaajenemisnopeuteenjaetäisyyksiin. • Etäisyydetvoivat olla pidempiäilmankiihtymistä. • Laajeneminenvoikiihtyäilmanantigravitaatiota. • Vaikutuskeskimääräiseenlaajenemisnopeuteen on epäselvä. F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

  27. Suhteellisuusteoriantuollepuolen • Yleinen suhteellisuusteoria on ennustanut havaintoja onnistuneesti 97 vuotta. • Gravitaation suhteen yleistä suhteellisuusteoria ei kenties ole tarvetta muokata. • Mutta se ei sisällä kvanttimekaniikkaa. • Inflaatio raottaa ovea kvanttigravitaatioon. F2k-klubi, Helsingin yliopisto, 8.11.2012

More Related