Predavanje održano 30. marta 2013. godine na festivalu "Nauk nije bauk" u Nišu

1. Festival “Nauk nije bauke 5”,
Niš, 30. mart 2013
Astronomska inflacija
Milan Milošević
Departman za fiziku, Prirodno-matematički fakultet
www.svetnauke.org

2. Inflacija?
Godišnja inflacija u Srbiji 9%
Ekonomski institut (EI) iz Beograda ocenio je da će
inflacija u Srbiji u ovoj godinu biti devet odsto.
NBS: Februarska inflacija iznad gornje granice
Inflacija u Srbiji u februaru bila je 12,6 odsto u odnosu na
isti mesec prošle godine, što je iznad gornje granice cilja
Narodne banke Srbije, koji za februar iznosi 5,8 plus
minus 1,9 odsto, objavila je danas centralna banka.
Vesti, 2011. godina

3. Šta je to inflacija?
Reč iz latinskog jezika, i u bukvalnom prevodu znači
naduvati se, nateći.
Hiperinflacija:
Nemačka, 1923: 3,25 miliona % mesečno (cene duplirale na
dva dana)
 Novembar 1923: 1.000.000.000.000 starih za jednu novu marku
Mađarska, 1946: 1,16x1016 % mesečno (cene duplirale na 15h)
 Avgust 1946: 4×1029 starih za jednu novu forintu
Sribija, 1993: 5x1015 % od oktobra do januara (cene duplirale
na 16h)
 Januar 1994: jedan novi dinar = 1 × 1027 starih

4. Bilo je to ovako...

5. www.svetnauke.org

6. Kako je sve počelo?
Ne tako davno, pre nekoliko godina, tačnije....
Pre ~ 14 milijardi godina!
“Veliki prasak”
Ž. Lemetre (ideja), Dž. Gamov (model)

8. Fridmanove jednačine
Aleksandar Fridman (1888-1925)
Jednačine koje opisuju dinamiku
širenja homogenog i izotropnog
svemira

9. Kosmološki princip
Svemir je homogen i izotropan
U bilo kom trenutku, svemir izgleda isto iz svake tačke
prostora i u svim pravcima
Važi na velikim rastojanjima!
izotropan homogen

10. Fridmanovi modeli

11. Posmatrački parametri
U jednačinama parametri od kojih zavisi evolucija
svemira i njegova budućnost
Parametri se određuju na osnovu posmatranja
Brzina širenja, H0
Parametar gustine, Ω0
Parametar usporavanja, q0

12. Brzina širenja, H0
Hablova konstanta
Lako meri, važna uloga
Hablova merenja, 1929. godine
Linearna veza brzine i rastojanja, v=H0r
Merenje rastojanja

13. Parametar gustine, Ω0
Kritična gustina – odgovara ravnoj geometriji
svemira (k = 0)
Zavisi od Hablove konstante => funkcija vremena
Trenutna vrednost:
Jedna galaksija po megaparseku
 Parametar gustine

14. Parametar usporavanja, q0
Hablov parametar, i brzina širenja, menja tokom
vremena
Parametar usporavanja opisuje brzinu promene
Hablove konstante
Nije nezavistan od H0 i Ω0 ali veza zavisi od vrste
materije; određuje merenjem
Poslednja decenija XX veka - q0 < 0 ! ! !
Svemir se širi ubrzano!
www.svetnauke.org

17. Zašto inflacija?
Problem ravne geometrije
Problem horizonta
Problem velikih kosmičkih struktura
www.svetnauke.org

18. Problem ravne geometrije
Najnoviji podaci pokazuju da je vrednost ukupne
gustine približna kritičnoj, tj. svemir je skoro ravan
Model – ako postoji mala zakrivljenost prostora ona
tokom vremena raste!
Neophodno “fino” podešavanje

19. Problem horizonta
Jedan od najvažnijih nedostataka
(ne)mogućnost komunikacije između udaljenih
delova svemira
Svetlost prelazi konačno rastojanje => vidljiv svemir

20. Kosmičko mikrotalasno pozadinsko zračenje (CMB)
Nastalo kada je svemir bio star 400000 god.
Temperatura 2,27K, fluktuacije 10-4–10-5K
Od fluktuacija su nastale galaksije

21. Kako je nastala
termodinamička
ravnoteža?
“Signal” stiže iz
suprotnih pravaca, koji
nisu mogli da
komuniciraju
CMB zračenje nastalo u vreme kad je svetlost mogla
da prelazi još kraća rastojanja
Delovi koji su na rastojanju većem od 1-2 lučnog
stepena ne mogu da komuniciraju!
Problem velikih struktura: Kako su nastale galaksije
ako je svemir homogne?

22. a(t) ~ eHt
www.svetnauke.org

23. Malo istorije
Ajnštajn (1915) – Opšta teorija relativnosti
Fridman (1922) – rešenja Ajnštajnovih jednačina
Habl(1929) – crveni pomak, svemir se širi
Gamov (1946) – osnova modela Velikog praska
Penzias i Vilson (1965) – otkriće CMB zračenja
Gut i Sato (1981) – “stara” inflacija
Linde, Albreht, Štajnhard (1982) – “nova” inflacija
Linde (1983) – haotična inflacija

24. Inflacija
Ravna geometrija
Uslov inflacije primorava
ukupnu gustinu da se
približi jedinici
Horizont
Svemir se širi ali ne menjaju se karakteristične
dimenzije, mali deo svemira poraste do višestruko većih
dimenzija od vidljivog svemira

25. Inflacija
Velike strukture
Predviđanja modela
odgovaraju fluktuacijama
u CMB zračenju

26. Modeli
Prvi modeli pre 30 godina
Danas veliki broj odgovarajućih modela
Proces nije potpuno objašnjen
Energija – daleko od današnjih akceleratora
Teorijski model nastaje postuliranjem, rezultati
upoređuju sa posmatranjima

27. Najjednostavniji model
Kosmološka konstanta
Kraj inflacije – energija prelazi u običnu materiju
U periodu ranog svemira, 10-34 sekunde, energija ~1016
GeV
Dimenzije povećaju 1060 puta

28. Inflacija (ni)je...
Nije konačna i kompletna teorija
Jeste matematički model, koji sa velikom tačnošću
opisuje ono što vidimo i merimo
www.svetnauke.org

29. Tamna strana svemira?
Tamna energija slična je inflaciji, ali energija je
mnogo manja ~10-12 GeV

30. Planck – mart 2013

31. Rezultati:
Starost svemira: 13,8 milijardi godina
Hablova konstanta: 67.15 km/s/Mpc
Struktura:
Tamna materija 26.8%
Tamna energija 68,3%
Materija 4,9%
www.svetnauke.org

32. Kraj... ?
Odgovori se nalaze u fizici čestica i visokih energija
Prvi put možemo da testiramo teorijske modele ranog
svemira
Kosmologija i inflacija ulaze u “porodicu” egzaktnih
nauka
Daleko smo od pravog modela, ali nalazimo se na
dobrom putu

33. Milan Milošević
www.svetnauke.org
mmilan@svetnauke.org
www.facebook.com/univerzum