Sett i ett lite större perspektiv

Transkript

1 Sett i ett lite större perspektiv

2

3

4 M81 M51 M104

5 Elliptiska galaxer

6 Galaxy redshift vs distance

7 Red Shift and Distance 24 Mpc 1200 km/s 300 Mpc 15,000 km/s 780 Mpc 39,000 km/s 1220 Mpc 61,000 km/s

8 Raisin Cake Model Like raisins in rising raisin cake, galaxies move away away from each other in our expanding universe.

9 Rymdens utsträckning definieras av avstånden i universum. Vi kan inte mäta rymden i förhållande till något annat. Därför måste vi se universums expansion som att även själva rymden expanderar (dvs som den andra serien ovan).

10

11

12

13 Så länge temperaturen var så hög att fotoner kunde producera partikel antipartikelpar så var materia och strålning i jämvikt.

14 Under de första 3 minuterna kunde kärnreaktioner producera helium och små mängder deuterium och litium. Hur mycket beror på materiedensiteten i universum.

15 Penzias och Wilson upptäckte i början på 60-talet den kosmiska bakgrundsstrålningen, värmestrålning från big Bang.

16 Den kosmiska bakgrundsstrålningen från WMAP

17

18 Varför är universum så homogent? Varför är bakgrundsstrålningen från motsatta riktningar på himlen så lika om de kommer från områden som inte varit i kontakt med varandra? En förklaring skulle kunna vara att universum gick igenom en inflationsfas i ett mycket tidigt skede (t < sek).

19 Under inflationsfasen genomgick universum en enormt kraftig och snabb expansion. Närliggande områden (som var i kontakt med varandra, t.ex. med strålning, tryck som utjämnade förhållandena) hamnade plötsligt långt utanför varandras observerbara universum. Efterhand som tiden går växer det observerbara universum och vi kan i dag se bakgrundsstrålning från områden som vi inte varit i kontakt med sedan det mycket tidiga universum.

20 Galaxbildning Galaxer har bildats från täthetsfluktuationer (kvantfluktuationer?) under big bang som växte enormt i storlek under inflationsfasen. Från galaxernas rymdfördelning ser vi att täthetsfluktuationerna hade en filament- eller nätstruktur.

21

22

23 Galaxhop på ett avstånd av 8 miljarder ljusår

24 Fluktuationer i bakgrundsstrålningen och universums geometri Den kosmiska bakgrundsstrålning som når oss har färdats 13.7 miljarder år genom universum. SLUTSATS: Universum är ~ platt! Om rymden är krökt kommer strålningen att konvergera eller divergera och de observerade täthetsfluktuationerna kommer att se större eller mindre ut. För ett platt (inte krökt) universum bör de typiska fluktuationerna vara c:a 1 grad stora.

25

26 Det är sannolikt hopklumpning av den mörka materien som sätter igång galax och stjärnbildning i det tidiga universum.

27

28 Population I, II & III Population I stars are the current metal rich generation of stars. Population II are the metal-poor stars that preceded the current generation. Population III stars are zero-metallicity stars which were the first stars to form in the Universe.

29 Where in Time is Population III? Population III Stars: Most estimates place the era of Population III stars between 100 million and 1 billion years after the Big Bang. Matter-Radiation decoupling, the CMB is emitted Hubble has directly observed early quasars back to about 1 billion years after the Big Bang You are here

30 Pop III stars summary Small density perturbations must have existed in order for the first stars to form Variations of up to 0.01% existed at the time of the CMB emission Dark matter needed to produce large enough variations Stars formed at high-density regions ~0.2 Gyr after Big Bang. First stars had only H and He zero metallicity First stars were massive between 30 and 1000 solar masses. Supernovae of first stars enriched interstellar medium for future star formation. Some first stars collapsed directly to black holes.

31 Det verkar finnas ett samband mellan en galax massa och massan på dess centrala svarta hål. Varför?

32 Galaxkollisioner

33 Datorsimulering av galaxkollision

34 Big Bang Vad, hur, varför? r? Vad orsakade Big Bang? Var kom energin ifrån? Varför händ det? Ingen aning

35 Men universums framtid då? Observationer av typ Ia Supernovor har använts för att bestämma om hastigheten på universums expansion ändrat sig med tiden. Överraskande nog har man funnit att expansionen accelererar!

36 Universums sammansättning

37

38 "As for the question of the end of it I advise: Wait and see!" -A. Einstein