Edwin Hubbles stora upptäckt 1929

Relevanta dokument
Kosmologi. Ulf Torkelsson Teoretisk fysik CTH/GU

Kosmologi efter elektrosvagt symmetribrott

Introduktion till Kosmologi

Kosmologin söker svar bl.a. på: Hur uppkom universum? Hur gammalt är universum? Hur är materian och energin fördelad?

Mörk materia och det tidiga universum Joakim Edsjö Stockholms Universitet

Universums uppkomst: Big Bang teorin

Kosmologi - läran om det allra största:

Kosmologi. Universums utveckling. MN Institutionen för astronomi. Av rättighetsskäl är de flesta bilder från Wikipedia, om inte annat anges

Ett expanderande universum Ulf Torkelsson

Universums tidskalor - från stjärnor till galaxer

Dessa egenskaper hos bakgrundsstrålningen har observerats

VARFÖR MÖRK ENERGI HAR EN ANMÄRKNINGSVÄRT LITET VÄRDE. Ahmad Sudirman

Big bang Ulf Torkelsson. 1 Enkla observationer om universums kosmologiska egenskaper

Sett i ett lite större perspektiv

Vanlig materia (atomer, molekyler etc.) c:a 4%

Vilken av dessa nivåer i väte har lägst energi?

Kosmologin söker svar bl.a. på: Hur uppkom universum? Hur gammalt är universum? Hur är materian och energin fördelad?

Inspirationsdag i astronomi. Innehåll. Centret för livslångt lärande vid Åbo Akademi Vasa, 24 mars 2011

Från Big Bang till universums acceleration

Kosmologi - läran om det allra största:

Kosmologi. Kosmos (grek., världsalltet, världsordningen, världen, god ordning ), i astronomin det samma som världsalltet, universum.

Crafoordpriset Kungl. Vetenskapsakademien har beslutat utdela Crafoordpriset i astronomi 2005 till James Gunn, Princeton University, USA,

Big Bang L ars Bergström G ruppen för K osmologi, partikelastrofysik och strängteori F ysikum, Stockholms universitet

2 H (deuterium), 3 H (tritium)

Science Night Rymden nu och framåt Aktuell forskning om rymden som utgångspunkt för intresseskapande fysik.

Citation for the original published paper (version of record):

Partikelfysik och det Tidiga Universum. Jens Fjelstad

LHC Vad händer? Christophe Clément. Elementarpartikelfysik Stockholms universitet. Fysikdagarna i Karlstad,

Universums expansion och storskaliga struktur Ulf Torkelsson

Upplägg. Big Bang. Rekombinationen I. Översiktskurs i astronomi Lektion 12: Universums barndom och framtid. Ett strå. strålningsdominerat universum

Strängar och extra dimensioner

En rundvandring i rymden

Inspirationsdag i astronomi. Innehåll. Centret för livslångt lärande vid Åbo Akademi Vasa, 24 mars 2011

Galaxhopar Kollisioner i hopar är vanliga Avstånden mellan medlemmarna är små och de stora galaxerna äter succesivt upp de mindre

Big Bang L ars Bergström Oskar K lein-centrum för kosmopartikelfysik F ysikum, Stockholms universitet

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation.

Till exempel om vi tar den första kol atomen, så har den: 6 protoner, 12 6=6 neutroner, 6 elektroner; atommassan är också 6 men masstalet är 12!

Astronomi. Vetenskapen om himlakropparna och universum

Solens energi alstras genom fusionsreaktioner

Relativitetsteorins grunder, våren 2016 Räkneövning 6 Lösningar

Supersymmetri. en ny värld av partiklar att upptäcka. Johan Rathsman, Lunds Universitet. NMT-dagar, Lund, Symmetrier i fysik

Vågfysik. Ljus: våg- och partikelbeteende

Orienteringskurs i astronomi Föreläsning 1, Bengt Edvardsson

Supersymmetri. en ny värld av partiklar att upptäcka. Johan Rathsman, Lunds Universitet. NMT-dagar, Lund, Symmetrier i fysik

Varifrån kommer grundämnena på jorden och i universum? Tom Lönnroth Institutionen för fysik, Åbo Akademi, Finland

Högenergiastrofysik och kosmologi Ulf Torkelsson. 2 Röntgenastronomi och röntgendubbelstjärnor

Absolut tid och rum. Statiskt Oändligt. Olbers paradox von Seeligers paradox

Miniräknare, formelsamling

Preonstjä. av Johan Hansson och Fredrik Sandin

Atomens historia. Slutet av 1800-talet trodde man att man hade en fullständig bild av alla fysikaliska fenomen.

Universums historia och fram1d

Lösningar - Rätt val anges med fet stil i förekommande fall (obs att svaren på essäfrågorna inte är uttömmande).

Universum. en symfoni i skönhet och elegans

Experimentell fysik. Janne Wallenius. Reaktorfysik KTH

Nobelpriset i fysik 2006

CYGNUS. Östergötlands Astronomiska Sällskap. Nr 1, Innehåll. < > Medlemsblad för

Tid Onsdag den 21 januari 2015, kl Plats Pingstkyrkan, Lasarettsgatan 11 A, Örnsköldsvik. Avgift 50 kr. Åhörare 122.

Från Universums utveckling

DE SJU SYMMETRISKA UNIVERSUM. Ahmad Sudirman

FyU02 Fysik med didaktisk inriktning 2 - kvantfysik

Universums mörka hemlighet

Del 1. Introduktion till ett nytt. Naturvetenskapligt. Paradigm

Kosmos växer. Figur 2a. Blinka lilla stjärna där, hur jag undrar var du är

Tid vad är det? Clas Blomberg. Teoretisk fysik KTH

Solen i dag.

Gravitationens gåta Ett nytt förslag till lösning Av Josef Kemény, 2008

Från atomkärnor till neutronstjärnor Christoph Bargholtz

Tomrummet Partikelfysik 2008 av Josef Kemény

Partikelfysik och Kosmologi

LÖSNING TILL TENTAMEN I STJÄRNORNA OCH VINTERGATAN, ASF010

överhanden och protoner och neutroner skulle bildas. Dessa partiklar bildade tillsammans olika kärnor i grundämnen, främst väte, tungt väte och

Vi ser Vintergatan som ett dimmaktigt bälte över himmelen.

MATTIAS MARKLUND GRUNDLÄGGANDE FYSIKFORSKNING OCH MILITÄRFORSKNING

Varje uppgift ger maximalt 3 poäng. För godkänt krävs minst 8,5 poäng och

Innehåll. Förord Del 1 Inledning och Bakgrund. Del 2 Teorin om Allt en Ny modell: GET. GrundEnergiTeorin

2.6.2 Diskret spektrum (=linjespektrum)

Milstolpar i tidig kvantmekanik

Introduktion. Stjärnor bildas, producerar energi, upphör producera energi = stjärnor föds, lever och dör.

Bengt Edlén, atomspektroskopist

Lokal pedagogisk plan

Innehållsförteckning. Innehållsförteckning 1 Rymden 3. Solen 3 Månen 3 Jorden 4 Stjärnor 4 Galaxer 4 Nebulosor 5. Upptäck universum med Cosmonova 3

Dramatik i stjärnornas barnkammare av Magnus Gålfalk (text och bild)

Uppgifter. Uppgifter. Uppgift 2. Uppgift 1

Upplägg. Översiktskurs i astronomi Lektion 11: Galaxer och kosmologi. Vår lokala galaxgrupp. Virgohopen. Kannibalgalaxer i galaxhopars centrum

Vad är allt uppbyggt av?

Einstein's Allmänna relativitetsteori. Einstein's komplexa Allmänna relativitetsteori förklaras så att ALLA kan förstå den

Hur mycket betyder Higgspartikeln? MASSOR!

Gull! Astrofysikk, kärnfysik, kvantmekanik og relativitetsteori i vardagen? Jonas Persson Institutt for Fysikk, NTNU

Universum. Stjärnbilder och Världsbilder

Innehåll. Fysik Relativitetsteori. fy8_modernfysik.notebook. December 19, Relativitetsteorin Ljusets dualism Materiens struktur Kärnfysik

Chalmers. Matematik- och fysikprovet 2009 Fysikdelen

Varför forskar vi om elementarpartiklar? Svenska lärarare på CERN Tord Ekelöf, Uppsala universitet

Tentamen. Fysik del B2 för tekniskt / naturvetenskapligt basår / bastermin BFL 120 / BFL 111

Allt börjar... Big Bang. Population III-stjärnor. Supernova-explosioner. Stjärnor bildas

Vår galax, Vintergatan

rep NP genomgång.notebook March 31, 2014 Om du har samma volym av två olika ämnen så kan de väga helt olika. Det beror på ämnets densitet.

1755: Immanuel Kant, The Universal Natural History and Theories of the Heavens.

Big Bang. Oskar Sandberg mars 2009

STÖRST OCH COOLAST AGB-STJÄRNOR

Higgspartikeln. och materiens minsta beståndsdelar. Johan Rathsman Teoretisk Partikelfysik Lunds Universitet. NMT-dagar i Lund

Transkript:

Edwin Hubbles stora upptäckt 1929 Edwin Hubble Edwin Hubbles observationer av avlägsna galaxer från 1929. Moderna observationer av avlägsna galaxer. Bild: Riess, Press and Kirshner (1996) Galaxerna rör sig bort från oss med allt högre hastighet ju längre bort de befinner sig! Universum utvidgar sig! Detta är utgångspunkten för Big Bang-modellen!

Befinner vi oss i Universums centrum? Ja...men det gör alla andra också! Jämför med att du sitter på ett russin i en jäsande deg. Avstånden mellan samtliga russin ökar och för dig kommer det att se ut som att alla andra russin rör sig bort ifrån dig ju längre bort de är, desto fortare rör de sig bort. Men så kommer det att se ut oavsett vilket russin du sitter på! Alla platser i Universum är lika mycket i centrum!

Den naturvetenskapliga metoden Styrkan i en vetenskaplig modell ligger inte i att den kan beskriva observationer, den måste kunna förutse saker som man ännu ej observerat! D.v.s. kunna testas! Big Bang-modellen kan just detta! Om Universum expanderar idag måste det ha varit mycket mindre och varmare tidigare. Om Universum har varit mycket mindre och mycket varmare än idag så finnas mätbara (testbara) effekter som Big Bang-modellen förutsäger! Vi kan testa Big Bang-modellen!

Varför tror forskarna att Big Bang har hänt? Galaxerna rör sig bort Observerat! från oss, universum expanderar! Förutsagt och Förhållandet mellan lätta observerat! grundämnen i universum Intensitet [MJy/sr] 0 400 300 200 Våglängd [cm] 0.2 0.1 0.067 0.05 Glöden, mikrovågs-bakgrunden från 380 000 år Förutsagt och observerat!! 100 efter Big Bang 0 0 5 10 15 20 Frevkens [cm -1 ] Glöden skall ha små temperaturvariationer 1:100 000 Förutsagt och observerat!!! Big Bang-modellen är vältestad!

De lätta grundämnena Om temperaturen i universum var så hög att protoner och neutroner kunde klumpa ihop sig till lätta atomkärnor (som i solen idag) kan vi testa detta genom att mäta förekomsten av lätta grundämnen och jämföra med vad Big Bang förutsäger. Bild: WMAP Science Team Detta hände några minuter efter Big Bang och mängden lätta grundämnen stämmer väl med vad Big Bang förutsäger.

Glöden från Big Bang När temperaturen i Universum blev så låg att atomerna inte kunde joniseras igen (ca 3000 C) kunde ljuset färdas fritt utan att spridas. Idag borde ljuset ha en temperatur på ca -270 C dvs ca 3 grader över absoluta nollpunkten (3K)! Nutid 13,7 miljarder år efter Big Bang

Glöden från Big Bang svartkroppsstrålning Det ljus som släpptes fritt när elektronerna och atomkärnorna kunde bilda neutrala atomer måste ha ett mycket speciellt spektrum s.k. svartkroppsstrålning. Strålningen kallas mikrovågsbakgrunden från Big Bang och bildades ca 380 000 år efter Big Bang. Strålningen har samma temperatur (bättre än en tusendels grad) oberoende av riktning i Universum, dvs strålningen kommer från Big Bang. Temperaturen på strålningen är idag 2.725 K (2.725 C över absoluta nollpunkten) och har ungefär samma våglängd som strålningen i en mikrovågsugn. Intensitet [MJy/sr] 0 400 300 200 100 Våglängd [cm] 0.2 0.1 0.067 0.05 Teoretisk kurva T = 2.725 ± 0.001 K Uppmätt kurva Mätosäkerheten är betydligt mindre än tjockleken på linjen! 0 0 5 10 15 20 Frevkens [cm -1 ]

Glöden från Big Bang fröet till galaxerna För att materian skall kunna klumpa ihop sig till galaxer måste det ha funnits små temperaturskillnader i bakgrundsstrålningen på någon hundratusendels grad. Detta har observerats helt i linje med Big Bang-modellen! Bild: WMAP Science Team Temperaturvariationer i mikrovågsbakgrunden (WMAP-satelliten). Kontrasten har höjts så att man ser de mycket små temperaturvariationerna på 1/100 000 grad. Blå färg motsvarar kallare och röd färg varmare. Dessa små variationer i temperatur och täthet är fröna till de strukturer vi ser i Universum idag: stjärnor, galaxer, galaxhopar m.m.

Bildandet av galaxer När Universum var några hundra miljoner år gammalt hade de första galaxerna börjat bildas. De små variationer i temperatur och täthet som syns i mikrovågsbakgrunden har nu förstärkts så att stjärnor och galaxer kan skapas. 210 miljoner år 1 miljard år 4,7 miljarder år 13,7 miljarder år En simulering som visar hur galaxer och galaxhopar bildas från de små variationer i täthet som fanns i det tidiga Universum. Bilden visar hur en galaxhop och filament med galaxer bildas. De allra minsta ljuspunkterna i den sista bilden motsvarar enskilda galaxer. Bilder som dessa kan jämföras med observationer av hur galaxer är fördelade i vårt eget Universum och överensstämmelsen är mycket god. Bild: Springel et al (Millenium simulation)

Vad består Universum av? Från observationer av bland annat den kosmiska bakgrundstrålningen, supernovor och galaxers rörelser kan man bestämma Universums beståndsdelar: Vanlig materia 4% Mörk materia 23% Mörk energi 73% Vi vet vad 4% av Universum består av. Resten är okänt! Mörk energi accelererar Universums expansion Mörk materia gör bland annat att galaxer och galaxhopar hålls ihop under gravitationen

Mörk materia Det mesta av materian i Universum är i form av mörk materia. Vi vet dock inte vad den mörka materian är för något, kanske är den en ännu okänd elementarpartikel, kanske något annat... Foto: Röntgen: NASA/CXC/CfA/M.Markevitch et al.; Optiskt: NASA/STScI; Magellan/U.Arizona/ D.Clowe et al.; Linsning: NASA/STScI; ESO WFI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al Två kolliderande galaxhopar som tydligt visar förekomsten av mörk materia. De rosa områdena (röntgen) visar var den vanliga materian är, medan den blå områdena (beräknade från gravitationslinsning) visar var det mesta av massan befinner sig. Man ser tydligt att den vanliga materian (rosa) släpar efter p.g.a. friktionen, medan den mörka materian (blå) far fram i stort sett opåverkad av kollisionen.

Mörk energi Genom att mäta avstånden till de kraftfullaste stjärnexplosioner, eller supernovor, har astronomerna konstaterat att Universums expansion accelererar. Detta kan förklaras av att gravitationskraften motverkas av en repellerande kraft från mörka energin. Vad den mörka energin består av vet vi inte. Den kanske är en kosmologisk konstant som Einstein föreställde sig den, eller kanske något som dynamiskt anpassar sig efter Universums utveckling (kvintessens). Kommande observationer hoppas ge svar på dessa frågor! Exempel på supernovaexplosion. När supernovan exploderar kan den lysa lika starkt som en hel galax. Olika öden för Universum. Supernovaobservationerna pekar på att vårt Universum är fallet längst till höger.