Bolyai Farkas

1. Bolyai Farkas • „Véghetlen időben véghetlen a természet, véghetlen a világ könyve…” Albert Einstein • „Az időnek egyetlen oka van: minden nem történhet egyszerre.”

2. Tájékozódás • Fizika • Kvantumfizika • Relativitás-elmélet • Csillagászat

3. Kvantumfizika • 1900 dec. 14. Berlin, Max Planck feketetest • 1905 Albert Einstein fényelektromos hatás • 1913 Niels Bohr posztulátumai • 1927 Heisenberg határozatlansági összefüggései:

4. Relativitás-elmélet • 1905 Speciális relativitáselmélet • 1916. III. 20. Általános relativitás-elmélet • Az Einstein-egyenlet megoldásai • 1916 Karl Schwarzschild (1873.X.9. Frankfurt-am-Main - 1916.V.11. Potsdam) szingularitás. • Fekete lyukak – gravitációs kollapszus • 1783 J.Michell (1724 Nottinghamshire – 1793.IV.21.Thornhill, A) • 1789 P.S.Laplace (1749.III.29.Beaumond-en-Auge, Fr – 1827.III.5. Párizs) olyan égitest amelyről a fény nem tud megszökni. • 1932 S. Chandrasekhar (1910.X.22. Lahore, India) fehér törpe. Nobel 1983. • 1933 L. Landau (1908.I.22. Baku, Or-Az – 1968.IV.1. Moszkva) neutroncsillag. Nobel 1962. • 1939 R. Oppenheimer (1904.IV.22. New York – 1967.II.18. Princeton, NJ.) gravitációs kollapszus. • J. Wheeler (1911.VII.9. Jacksonville, Florida - ) „fekete lyuk” megnevezés.

5. Gravitáció I • Einstein tenzor: • Einstein egyenlet: • Einstein egyenlete kozmológiai állandóval:

6. Gravitáció • Schwarzschild (1916) gömbszimmetrikus gravitációs tér: metrika: Schwarzschild sugár: „Elegendően nagy tömeg esetén előfordulhat, hogy a testnek nincs sztatikus egyensúlyi állapota.” (Landau II. 102p). Gravitációs kollapszus, fekete lyuk.

7. Csillagászat • Mozdulatlan végtelen Univerzum • 1826 Heinrich WilhelmOlbers (1758.X.11 Arbergen – 1840.III.2. Bréma, No) „paradoxon” • 1912 Henrietta Leavitt (1868.VII.4. Lancaster, Mass. – 1921.XII.12. Cambridge, USA) Változó csillagok (cefeidák, d Kéfeusz)– távolságmérés • 1929 Edwin Hubble (1889.XI.20. Marshfield, Missouri – 1953.IX.28. San Marino, Cal. USA) – táguló univerzuma • 1965 A. Penzias (1933.IV.26. München) – R. Wilson (1936. I.10. Houston, Texas) háttérsugárzás véletlenszerű észlelése.

8. Fizikai világkép • Első megoldások a Világegyetemre • 1922 Alexandr Friedmann (1888.VI.29. Sankt Petersburg – 1925.IX.16. Leningrad, Szu) izotróp-homogén világmodell. • Táguló Univerzum • 1927 Georges Lemaître (1894.VII.17.Charleroi,Bel. – 1966.VI.20.Louvain, Bel.) belga szerzetes • Háttérsugárzás • 1948 George Gamow (1904.III.4.Odessza,Ukr. – 1968.VIII.19.Boulder, Colorado,USA) orosz disszidens fizikus • Egyesített kölcsönhatások • 1864 J. C. Maxwell (1831.XI.13.Edinburgh,Skócia – 1879.XI.5.Cambridge, Anglia) elektromos + mágneses = elektromágneses • 1967 Steven Weinberg (1933.V.3.New York), Abdus Salam (1926.I.29. Jhang Magian,Pak.), Sheldon Lee Glashow (1932.XII.5.New York) elektromágneses + gyenge nukleáris = elektrogyenge. Nobel 1972. • 1973 Murray Gell – Mann (1929.IX.15.New York - ), Fritzsch (München), Leutwyler (Bern), Kvantumszíndinamika. Erős nukleáris kölcsönhatás. Nobel 1969. • 1974 Glashow, Georgi A Nagy Egyesítés (GUT) kvantumszíndinamika+elektrogyenge=elektronukleáris • A Susy (Szuperszimmetria), Szupergravitáció, Szuperhúr, Mindenelmélete (TOE)Stewen Hawking (1942.I.8.) • gravitáció + elektronukleáris = őserő • Infláció • Alan Guth (1947.II.27. New Brunswich, NJ, USA) 1981 felfúvodó Univerzum.

9. Gravitácó • Fridmann-Robertson-Walker (1935) homogén, izotróp, zárt Univerzum metrikája:?

10. Kölcsönhatások világképe

11. Kicserélődési kölcsönhatások

13. Kölcsönhatások egyesítése • A mai fizika úgy látja, hogy a természetet uraló 4 alapvető kölcsönhatás a hőmérséklet (energia) növekedésével összeolvad, egyetlen szuper- vagy őserővé. • Ennek a fordított folyamata játszódott le az Ősrobbanás után.

14. Az atom szerkezete • A színtöltéssel rendelkező kvarkok (piros, zöld, kék) elektromos töltése az elektron töltésének a töredéke: • Up kvark +2/3e. • Down kvark -1/3e. • A kvarkok körüli zöldes felhő jelöli a ragasztó anyagot a gluonokat. • A sárga szín pedig a fotonokat jelképezi.

15. A kezdet • Az Univerzum rettenetes hőségben és sűrűségben született. • A teremtéshez kb. ennyi időre volt szükség:

16. 13,7milliárd évvel ezelőttPlanck éra vége GUT korszak kezdete • Az elemi részecskék létrejötte? • A gravitáció kiválik (lecsatolódik) az őserőből és nagyon gyenge lesz. • Az elemi részecskék közül kiválnak a gravitációs mező hordozói: a gravitonok és a Higgs bozonok? • Ez a sugárzással (bozonok) töltött Univerzum

17. Fázisátalakulás • I rendű fázisátalakulás Infláció • II rendű fázisátalakulás Szimmetriasértés

18. Az infláció kezdeteGUT éra vége elektrogyenge kor kezdete • Az Univerzum elkezdi felfúvódását. • Lokális inhomogenitások és anizotrópiák jelennek meg. • A sugárzás „csomósodásba” kezd, kialakul a szubsztancia, a fermion típusú anyag. • Ebben a pillanatban mindössze 1 kg fermion található az Univerzumban.

19. Az erős kölcsönhatás lecsatolódik • Az elektronukleáris erőből lecsatolódik az erős nukleáris kölcsönhatás. • Leptonok, fotonok, neutrínók, W+, W- és Zo részecskék, kvarkok, gluonok és megfelelő antirészecskéik szintézise. • Eltüntet ill. létrehoz bizonyos egzotikus részecskéket.

20. Az infláció vége • Miközben galaxis méretre duzzad az Univerzum, hőmérséklete egy pillanatra 0 K-re csökken. • Létrejön az abszolút vákuum amely lehetővé teszi az energia „anyaggá” válását. • Kb. tonnányi anyag (szubsztancia) keletkezik, ettől újból felforr a Világ.

21. A gyenge nukleáris kölcsönhatás is leválikElektrogyenge korszak kezdete • Szétválik a gyenge nukleáris és az elektromágneses kölcsönhatás. • Ezzel teljessé válik a ma ismert kölcsön-hatások világképe. • A folyamat közé esik.

22. A harmadik szim-metria sértés végeHadron korszak kezdete • Ez az elektrogyenge korszak vége. • Az elektromos és a gyenge nukleáris kölcsönhatások szétváltak.

23. Szabad kvarkok eltűnéseHadron korszak vége • Kialakulnak a nukleonok (protonok és neutronok). • Szabad kvarkok többé nem léteznek, nagyon erősen bekötik magukat, azóta nehéz a megfigyelésük.

24. Lepton-AntileptonszétsugárzásLepton éra kezdete • Elkezdődik a könnyű elemi részecskék pl. e+ e- anihilálódása, fotonokká történő szétsugárzódása.

25. A fermionok (szubsztancia) kialakulása I • Az Univerzum egyszerűbb mint valaha. • Elemi részecske (fermionok) és sugárzás (bozonok) egyvelege. • A gyors tágulás ellenére teljes statisztikai egyensúlyban van. • További állapota nem függ attól, hogy mi volt az előtörténete. • Azok a részecskék vannak túlsúlyban amelyek küszöbhőmérséklete a mellékelt érték alatt van ezek:

26. Fermionok II • Csak a proton és neutron arány változott az előbbiek óta. • A protonok javára változik meg az arány mivel ezek a könnyebbek. • Továbbra is a:

27. Nukleoszintézis kora • Az Univerzum már annyira hideg, hogy az egyszerű atommagok az ütközés következtében már nem esnek szét, de még annyira forró, hogy a nehezebb elemek magjai folyamatosan jöhetnek létre a magfúzió révén. • D, He magok szintézise. • Nyomokban megjelennek a magasabb rendszámú elemek magjai.

28. Fermionok IIINeutrínók lecsatolódásaLepton éra vége • A csökkenő hőmérséklet miatt a neutrínók kifagynak az előbbi anyaglevesből. • Azóta szabadon mozognak az Univerzumban.

29. Fermionok IV • A megmaradt elektron – pozitron párok szétsugárzódása. • Ez a folyamat felmelegíti egy kicsit az Univerzumot. • Még mindig túl nagy a hőség ahhoz, hogy beindulhasson a He magok termelése. • Ettől a pillanattól a hőmérséklet értéke csak a fotonokra vonatkozik.

30. Nukleoszintézis • Az Univerzum elég hűvös ahhoz, hogy a 3-as és 4-es He stabil legyen. • A D szoros ezen a hőmérsékleten ellenben még nem nyílhat meg, tehát a nehezebb magok termelése még nem jelentős. • A létező részecskék lényegében szabadok. • Jelentőssé válik a neutron radioaktív bomlása.

31. A deutérium szorosRádioaktív szelepA nukleoszintézis kezdete • Beindul a deutérium szintézise amely minden más kémiai elem atommagjának az alapköve, ezáltal lehetővé válik a könnyű magok keletkezése.

32. A nukleoszintézis vége • Befejeződik a könnyű elemek magjainak szintézise, ezek aránya a mai napig változatlan.

33. Atomok kialakulása • A hőmérséklet annyira lecsökken, hogy az atommagok megköthetik az addig szabad elektronokat. • Ettől a pillanattól kezdve a fotonok szabadon mozoghatnak az Univerzumban. • A Világegyetem átlátszó és sötét lesz.

34. A háttérsugárzás története

35. Kigyúlnak az első csillagok

36. Kialakulnak a legelső galaxisok

37. Kialakul a Tejút

38. Naprendszer kialakulása

39. A Föld kialakulása

40. A legpontosabb megfogalmazás

41. Összefoglaló I

42. Összefoglaló II