SlideShare une entreprise Scribd logo
1  sur  45
I Bi(g) Bang
DR MIL AN MILOŠEVIĆ
DEPARTMAN ZA FIZIKU
PRIRODNO-MATEMATIČKI FAKULTET U NIŠU
Nauk nije bauk 10
30. mart 2018
13,8 milijardi godina posle velikog praska
„Skraćena“ verzija predavanja „Život svemira“, održanog u okviru „Škole astrobiologije“
Predavanje u okviru projekta „Astronomija svuda“, uz podršku Centra za promociju nauke
I Bi(g) Bang
Kako upoznajemo svet/svemir?
• Mala rastojanja:
• hemija, atomska fizika, nuklearna fizika, fizika čestica
• Velika rastojanja:
• Njutnova gravitacija, opšta teorija relativnosti
Šta je svemir?
• Svemir, kosmos, vasiona, univerzum…
• Prostor, vreme (tj. prostor-vreme)
i „sve što se tu nalazi“
• Planete, sateliti, zvezde, galaksije
• Međugalaktički prostor
• Sva materija i energija
• Misija Plank (februar 2015)
• Materija (Ω 𝑚): 31,5 ± 0,13%
• Obična materija (Ω 𝑏): 4,82 ± 0,05%
• Tamna materija 25,8 ± 0,4%
• Tamna energija (ΩΛ): 68,5 ± 0,13%
• Starost (𝑡0): 13,819 𝐺𝑦
https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_Calendar
Život svemira
• Kosmologija
• Astro(fizika) i istorija svemira
• Astronomija – pogled u prošlost
M31 - Andromeda
M110GN-z11
Naša slika sveta
• Na jednom predavanju:
• “Sve to što ste nam ispričali obična je besmislica. Svet je, zapravo, ravna ploča
koja se nalazi na leđima džinovske kornjače.” - jedna starija žena u dnu sale
• “A na čemu stoji kornjača?” – naučnik
• “Veoma ste pametni mladiću, veoma
pametni. Ali kornjače se pružaju sve do
kraja!”
Statična vasiona?
• Zvezde – tela slična Suncu;
ne kreću, statične, udaljene
• Njutn – zvezde gravitaciono privlače
• Zar se neće „sunovratiti“ jedna ka drugoj?
• Konačan broj zvezda – to će se dogoditi!
• Beskonačan broj – neće se dogoditi
• Osnovna ideja (pre XX veka):
• svemir večiti, statičan, bez promena
• Verovanje u večite istine
• Čovek je prolazan, ali svemir je večit
Zašto je nebo tamno?
• Prve ideje – gravitacja na velikim
rastojanjima slabi ili postaje odbojna
(danas znamo: nestabilna ravnoteža)
• Osnovni problem – NOĆ!
• Olbersov paradoks
• Henrih Wilhem Olbers (1758 – 1840)
• Paradoks tamnog neba
Teorija
• Emanuel Kant (1755) – prihvatio Rajtovu teoriju za Mlečni put
• Magline  galaksije (delo: Opšta istorija prirode i teorija o nebu)
• Zbunjivale eksplozije – supernove („zvezde sjajnije od galaksije“)
• Isak Njutn (1643 – 1727) – problemi sa statičnim svemirom
• Albert Ajnštajn – opšta teorija relativnosti (1915)
• Gravitacija  zakrivljenost prostor-vremena
• Rešavao problem stacionarnog svemira
• Ajnštajnove jednačine polja
4
1 8
.
2
G
R g R T
c
  

 
, , , ,R R g R      
                   
2
0 0 0
0 0 0ˆ
0 0 0
0 0 0
c
p
T
p
p
 
 
 
 
  
 
Kosmološki model
• Egzaktno rešenje Ajnštajnovih jednačina
• Fridman-Lemetr-Robertson-Vokerova metrika
• Opisuje homeogeni, izotropni svemir koji se širi!
• Fridmanove jednačine (1922):
 
2
2 2 2 2 2 2 2 2
2
( ) sin ,
1
dr
ds c dt a t r d d
kr
  
 
    
 
2 2
2
2
2
8
3
4 3
3
a G kc
H
a a
a G p
a c




 
   
 
 
   
 
&
&&
Fridmanovi modeli
Ω0 = Ω 𝑟𝑒𝑙 + Ω 𝑏 + Ω 𝑑 + Ω 𝑘 + ΩΛ
Ω0 = 𝜌/𝜌𝑐
Ajnštajnova najveća „greška“
• Želeo je statičan svemir  dodao kosmološku konstantu
• Λ – kosmološka konstanta
• Ajnšatnova ideja – da zaustavi sažimanje statičnog svemira
• Danas – tamna energija
• Δ𝐶𝐷𝑀 (Lambda Cold Dark Matter) model
4
1 8
.
2
G
R R g T
c
  
 
    
 
Širenje svemira
• Edvin Habl (1889 – 1953)
• Jedan od najvažnijih opservacionih
kosmologa XX veka
• Hablov zakon (1929)
• Potvrda Lemetreove teorije (1927)
• Dobio vrednost 500
𝑘𝑚/𝑠
𝑀𝑝𝑐
, starost
svemira 2 milijarde godina 
• Bilo je poznato da je Zemlja starija
• Danas 𝐻0 = 67,31 ± 0,96
𝑘𝑚/𝑠
𝑀𝑝𝑐
• 𝑟 𝐻𝑆 = 4,4 𝐺𝑝𝑐 ≈ 1,5 ∙ 1010
𝑙𝑦
0v H D 
0
HS
c
r
H

100“ teleskop Mount Wilson opservatorija
Standardne „sveće“
• Cefeide
• Henrietta Leavitt (1908)
• 1777 promenljivih zvezda u Magelanovom oblaku, otkrila
pravilnost
• Levitin zakon (klasične Cefeide, 5-10 solarnih masa)
• Duži period  veća luminoznost
• Brzina zavisi od mase;
• He2+ manje propušta zračenje od He1+
• Manje fotona napušta jezgro, više se zagreva
• Ali – veći pritisak “gura” slojeve dalje od jezgra, hlade se
• Veća temperatura –> veća jonizacija
• Hlađenje – ponovo više He1+
• Delta Cephei (J. Goodricke, 1784)
• Supernove tip 1a
I Bi(g) Bang
I Bi(g) Bang
Kratka istorija svemira
Period Vreme Energija Crveni pomak
Plankova epoha 43
10 s-
< 19
10 GeV
Skala strune 43
10 s-
‰ 18
10 GeVˆ
Veliko ujedinjenje 36
~ 10 s- 15
10 GeV
Inflacija 34
10 s-
‰ 15
10 GeVˆ
Narušavanje SUSY 10
10 s-
< 1TeV>
Bariogeneza 10
10 s-
< 1TeV>
Narušavanje
elektro-slabe simetrije
10
10 s- 1TeV
Kvark-hadronski prelaz 4
10 s- 2
10 MeV
“Zamrzavanje“ nukleona 0,01s 10MeV
Dekuplovanje neutrina 1s 1MeV
Nukleosinteza 3min 0,1MeV
Ravnoteža materije i
zračenja
4
10 .god 1eV 4
10
Rekombinacija 5
10 .god 0,1eV 1100
Tamno doba 5 8
10 10 .god- 25>
Rejonizacija 8
10 .god 25 6-
Formiranje galaksija 8
~ 6 10 .god× ~ 10
Tamna energija dominira 9
10 .god³ ~ 2
Formiranje Sunčevog
sistema
9
8 10 .god× 0,5
Škola astrobiologije 9
14 10 .god× 0,1meV 0
CMB zračenje
• Kosmičko mikrotalasno pozadinsko
(CMB) zračenje
• Malo drugačiji (naučni) scenario:
godina 1964, Belove laboratorije (Nju Džersi, SAD)
• Radio antena, radio astronomi
• A. Penzias i V. Vilson
• Merenje radio talasa iz Mlečnog puta
• Teško merenje, mnogo šuma iz okoline, iz antene itd
• „Mali“ izvor (zvezda) – problem rešava upoređivanjem sa
„praznim“ prostorom pored
• Neophodna identifikacija svih okolnih šumova
• Test „hladno opterećenje“
A Measurement of excess antenna temperature at 4080-Mc/s - Penzias, Arno A. et al. Astrophys.J. 142 (1965) 419-421
CMB zračenje
• Očekivanje: antena proizvodi neznatan šum
• Početak: talasna dužina 7,35 cm – šum galaksije
zanemarljiv (očekivan signal iz atmosfere, nije
izotropan)
• Rezultat – jak signal na ovoj talasnoj dužini! Izotropan! Ne zavisi od
doba dana, godišnjeg doba…
• Mala verovatnoća da dolazi iz naše galaksije (bio bi
detektovan iz Andromede)
• Intenzitet – odgovarao 3,5𝐾 (tj. 2,5 − 4,5𝐾)
• Veći intenzitet od očekivanog, ali vrlo mali
CMB zračenje
• G. Gamov (~1950) – prva ideja
„teški elementi nastali u nuklearnim termoreakcijama u fazi ranog
svemira“
• Teorijska grupa (Prinston)
• R. H. Dicke, P. J. E. Peebles, P. G. Roll, D. T. Wilkinson
• Cosmic Black-Body Radiation, Astroph. J., vol. 142, (1965) p.414-419
• U ranoj fazi – intenzivno zračenje. Da ga nema nuklearne reakcije bi se odvijale
isuviše brzo pa bi se veliki deo vodonika, tako reći, odmah “skuvao” u teže
elemente, što je suprotno činjenici da ¾ sadašnje vasione čini upravo vodonik.
• Zračenje – rastura nastala jezgra istom brzinom kojom se formiraju
• Ovaj fon održavao proizvodnju helijuma, danas temperatura oko 10K
CMB - najstarije „svetlo“
• „Površina poslednjeg rasejanja“
• Vodonik – energija jonizacije 13,6 eV
• Dok je svemir dovoljno „vreo“, 𝑒−
imaju
dovoljno energije i vodonik održavaju
potpuno jonizovanim
• Nema atoma, svaki 𝑒−
koji se „veže“ dobija dovoljno
energije od mnogobrojnih fotona  jonizacija
• Slobodni elektroni – apsorbuju elektrone svih energija!
• „more“ slobodnih elektrona i fotona, česte interakcije
(Tomsonovo rasejanje) – kratak slobodni put
• Vremenom svi elektroni prelaze u osnovna stanja
• Univerzum postaje prozračan - dekuplovanje!
• 𝑇𝑟𝑒𝑐 ≈ 3000𝐾
I Bi(g) Bang
I Bi(g) Bang
I Bi(g) Bang
I Bi(g) Bang
Standardni kosmološki model
• SKM: oko 15 problema, najvažniji
• Ravna geometrija svemira
• Problem horizonta
• Rešenje – inflacija?! (A. Gut, K. Sato, 1981)
• Inflacija - faza eksponencijalnog širenja (uveća 1026 puta)
• Uspešno radi, proces – nepoznat (pre svega početak)
• Teorijski – opisano klasičnom fizikom (jednim ili više skalarnih polja)
• Početak – kvantni efekti  kvantna kosmologija
• Procesi koji traju 10−35 − 10−43s i na rastojanjima 10−35 𝑚
• mogućnost p-adične i adelične inflacije, tj. procesa na nearhimedovim prostorima
Problemi
• Ravna geometrija
• 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
• Problem horizonta
• Jedan od najvažnijih nedostataka
• (ne)mogućnost komunikacije između udaljenih delova svemira
• Svetlost prelazi konačno rastojanje => vidljiv svemir
• 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?
𝑇 = 2,7 ± 10−5 𝐾
Rešenje problema - inflacija
a(t) ~ eHt
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
Tamna strana svemira – I deo
TAMNA MATERIJA
Tamna materija
• Sve što ima masu ima i gravitaciju!
• Gravitaciju ne vidimo ali znamo da postoji
• Drži nas na Zemlji, razbija stvari u kući, drži Zemlju oko Sunca…
• Videti nevidljivo
• Gravitacioni efekti  otkriće planete Neptun (1846); Uran se
nije kretao kako treba prema Njutnovom zakonu
Tamna materija
• Interaguje samo gravitaciono
• Vera Rubin (1928-2016)
• Rotacija galaksija ???
• Centar galaksije - gust
• Orbitalna brzina vidljivih zvezda i gasa
• Raspodela brzina nije kao u planetarnom
sistemu
• Galaksije – ista ili veća brzina!
• Veća masa od vidljive
• Uronjene u „halo“ tamne materije
• V. Rubin: 5 – 10 puta više tamne materije
• 95% galaksije – halo (tamna materija)
Galaktička jata
• Prva ideja o tamnoj materiji
• Fritz Zwicky (1930)
• Galaksije u jatima kreću suviše brzo – jata bi se raspala
• Tamna materija ih drži na okupu
• Bullet Cluster (1E 0657-558)
• Sudar dva galaktička jata; gravitaciono sočivo
• Najbolji dokaz postojanja tamne materije
(slično MACS J0025.4-1222)
• Rastojanje 3,7 milijardi ly;
• Statistički značaj rezultata 8𝜎
(nikako ne ide u prolog MOND)
Kandidati za tamnu materiju
• Tamna nebeska tela (MACHO)
• Massive compact halo object
• Čestice
• Vrela (brza) tamna materija (neutrini?)
• Hladna (spora) tamna materija (LSP, WINP)
• Možda (malo verovatno) – ne razumemo gravitaciju?
Nastanak velikih struktura
Nastanak velikih struktura
• Prvo nastaju male strukture, od njih veće
• Prvo – kvazari (AGN) i zvezde III populacije (ekstremno masivne
zvezde, bez metala – nisu posmatrane, „nastaju“ u kosmološkim
modelima)
• Teški elementi u spektrima kvazara verovatno potiču iz ovih zvezda
• Galaksija UDFy-38135539 – zvezde III igrale ulogu u rejonizaciji
• Intenzivno zračenje ponovo jonizuje svemir;
o tad i u buduće svemir se sastoji od plazme
• Prve zvezde
• 700 miliona godina, samo populacija III
• Laki elementi vodonik, helijum, litijum
Formiranje galaksija
• E. Habl – prva klasifikacija galaksija
• Eliptiče, obične spirlane, spiralne sa prečagom, nepravilne
• Osobine:
• Boja  dve grupe: plave – nastaju zvezde (spiralne),
i one gde ne nastaju zvezde (eliptične)
• Spiralne – tanke, guste, brzo rotiraju; eliptične – nepravilno kretanje zvezda
• Najveći deo mase – tamna materija (reaguje samo gravitaciono)
• Najveći deo velikih galaksija – supermasivna crna rupa
• Metaličnost u pozitivnoj korelaciji sa apsolutnim sjajem
Formiranje galaksija
• „Bottom-up“ teorija
• Novija teorija
• „grudve“ materije veličine zvezdanih jata spajanjem formiraju
galaksije
• Privlačenje nastalih galaksija – formiranje jata
• Nastanak diska i haloa tamne materije – pizza !
• Nepoznato šta zaustavlja mehanizam formiranja diska
• Zračenje sjajnih mladih zvezda, zračenje iz aktivnog jezgra…?
• Sudar dve galaksije (jedna bar 15% mase druge)
• Uništava disk, nastaju eliptične galaksije
U galaksiji
Tamna strana svemira – II deo
TAMNA ENERGIJA
Tamna strana svemira – II deo
• Supernova Cosmology Project i
High-Z Supernova Search Team (1998)
• Analizirali brzinu udaljenih SN 1a (standardne sveće)
• svemir se širi ubrzano
• Era dominacije tamne energije
• Pre oko 5 milijardi godina
• Ajnštajnova kosmološka konstanta
• Ponovo „u modi“
Ubrzano širenje svemira
• Supernove Tip 1a
• Barionske akustične oscilacije
• Periodične fluktuacije u gustini barionske
materije; standardna „sveća“ – 490 miliona
svetlosnih godina danas
• Vide u velikim strukturama
• CMB
• Presek - samo mali region
• Ω 𝑚 ≈ 0.25, ΩΛ ≈ 0.75
M Kowalski et al. 2008 Astrophys. J. 686 749
Pitanja?
• Milan Milošević
Departman za fiziku
Prirodno-matematički fakultet
• mmilan@svetnauke.org
www.facebook.com/mmilan
www.linkedin.com/in/mmilann/
• Departman za fiziku PMF-a
http://fizika.pmf.ni.ac.rs
www.facebook.com/fizika.nis
• Društvo fizičara Niš
http://dfn.pmf.ni.ac.rs
www.facebook.com/dfn.nis
• Svet nauke
www.svetnauke.org
www.facebook.com/svetnauke.org

Contenu connexe

Tendances

Život zvezda i nastanak hemijskih elemenata
Život zvezda i nastanak hemijskih elemenataŽivot zvezda i nastanak hemijskih elemenata
Život zvezda i nastanak hemijskih elemenataMilan Milošević
 
Da li će Zemlja dobiti drugo Sunce? - Betelgez
Da li će Zemlja dobiti drugo Sunce? - BetelgezDa li će Zemlja dobiti drugo Sunce? - Betelgez
Da li će Zemlja dobiti drugo Sunce? - BetelgezMilan Milošević
 
Prve zvezde, prve supernove, prve crne rupe
Prve zvezde, prve supernove, prve crne rupePrve zvezde, prve supernove, prve crne rupe
Prve zvezde, prve supernove, prve crne rupeSEENET-MTP
 
Ajnštajnova teorija relativiteta za početnike
Ajnštajnova teorija relativiteta za početnikeAjnštajnova teorija relativiteta za početnike
Ajnštajnova teorija relativiteta za početnikeMilan Milošević
 
Sunce – zvezda iz komsiluka
Sunce – zvezda iz komsilukaSunce – zvezda iz komsiluka
Sunce – zvezda iz komsilukaMilan Milošević
 
Prof. dr Goran Đorđević "Put u CERN - 12 godina kasnije"
Prof. dr Goran Đorđević "Put u CERN - 12 godina kasnije"Prof. dr Goran Đorđević "Put u CERN - 12 godina kasnije"
Prof. dr Goran Đorđević "Put u CERN - 12 godina kasnije"Društvo fizičara Niš
 
G. Djordjevic - "Savremena kosmologija i gravitacioni talasi"
G. Djordjevic - "Savremena kosmologija i gravitacioni talasi"G. Djordjevic - "Savremena kosmologija i gravitacioni talasi"
G. Djordjevic - "Savremena kosmologija i gravitacioni talasi"Društvo fizičara Niš
 

Tendances (20)

Život svemira
Život svemiraŽivot svemira
Život svemira
 
Astronomska inflacija
Astronomska inflacijaAstronomska inflacija
Astronomska inflacija
 
Život zvezda i nastanak hemijskih elemenata
Život zvezda i nastanak hemijskih elemenataŽivot zvezda i nastanak hemijskih elemenata
Život zvezda i nastanak hemijskih elemenata
 
Da li će Zemlja dobiti drugo Sunce? - Betelgez
Da li će Zemlja dobiti drugo Sunce? - BetelgezDa li će Zemlja dobiti drugo Sunce? - Betelgez
Da li će Zemlja dobiti drugo Sunce? - Betelgez
 
"Svet nauke" o svetu nauke
"Svet nauke" o svetu nauke"Svet nauke" o svetu nauke
"Svet nauke" o svetu nauke
 
Sunce - naša zvezda
Sunce - naša zvezdaSunce - naša zvezda
Sunce - naša zvezda
 
Prve zvezde, prve supernove, prve crne rupe
Prve zvezde, prve supernove, prve crne rupePrve zvezde, prve supernove, prve crne rupe
Prve zvezde, prve supernove, prve crne rupe
 
Bb vs mond (1)
Bb vs mond (1)Bb vs mond (1)
Bb vs mond (1)
 
Standardni model
Standardni modelStandardni model
Standardni model
 
Zvezda Sunčevog sistema
Zvezda Sunčevog sistemaZvezda Sunčevog sistema
Zvezda Sunčevog sistema
 
Astrofizika Sunca
Astrofizika SuncaAstrofizika Sunca
Astrofizika Sunca
 
Kako zive zvezde (BAV)
Kako zive zvezde (BAV)Kako zive zvezde (BAV)
Kako zive zvezde (BAV)
 
Zvezde su oko nas
Zvezde su oko nasZvezde su oko nas
Zvezde su oko nas
 
Ajnštajnova teorija relativiteta za početnike
Ajnštajnova teorija relativiteta za početnikeAjnštajnova teorija relativiteta za početnike
Ajnštajnova teorija relativiteta za početnike
 
Da li ste dodirnuli zvezdu?
Da li ste dodirnuli zvezdu?Da li ste dodirnuli zvezdu?
Da li ste dodirnuli zvezdu?
 
Sunce – zvezda iz komsiluka
Sunce – zvezda iz komsilukaSunce – zvezda iz komsiluka
Sunce – zvezda iz komsiluka
 
Zvezde eksplodiraju, zar ne
Zvezde eksplodiraju, zar neZvezde eksplodiraju, zar ne
Zvezde eksplodiraju, zar ne
 
Prof. dr Goran Đorđević "Put u CERN - 12 godina kasnije"
Prof. dr Goran Đorđević "Put u CERN - 12 godina kasnije"Prof. dr Goran Đorđević "Put u CERN - 12 godina kasnije"
Prof. dr Goran Đorđević "Put u CERN - 12 godina kasnije"
 
G. Djordjevic - "Fizika cestica"
G. Djordjevic - "Fizika cestica"G. Djordjevic - "Fizika cestica"
G. Djordjevic - "Fizika cestica"
 
G. Djordjevic - "Savremena kosmologija i gravitacioni talasi"
G. Djordjevic - "Savremena kosmologija i gravitacioni talasi"G. Djordjevic - "Savremena kosmologija i gravitacioni talasi"
G. Djordjevic - "Savremena kosmologija i gravitacioni talasi"
 

Similaire à I Bi(g) Bang

"Gravitacioni talasi - novi pogled na univerzum" - prof. dr Ljubiša Nešić
"Gravitacioni talasi - novi pogled na univerzum" - prof. dr Ljubiša Nešić"Gravitacioni talasi - novi pogled na univerzum" - prof. dr Ljubiša Nešić
"Gravitacioni talasi - novi pogled na univerzum" - prof. dr Ljubiša NešićDepartman za fiziku (PMF, Niš)
 
Sunce - zvezda iz komšiluka
Sunce - zvezda iz komšilukaSunce - zvezda iz komšiluka
Sunce - zvezda iz komšilukaMilan Milošević
 
"Sunce – nasa zvezda" - Milan Milošević
"Sunce – nasa zvezda" - Milan Milošević"Sunce – nasa zvezda" - Milan Milošević
"Sunce – nasa zvezda" - Milan MiloševićAstronomsko drustvo Alfa
 
Supernove - na kraju je opet pocetak (2. deo)
Supernove - na kraju je opet pocetak (2. deo)Supernove - na kraju je opet pocetak (2. deo)
Supernove - na kraju je opet pocetak (2. deo)Milan Milošević
 
Inflatorni kosmološki modeli: svet na brani i tahionska inflacija
Inflatorni kosmološki modeli: svet na brani i tahionska inflacijaInflatorni kosmološki modeli: svet na brani i tahionska inflacija
Inflatorni kosmološki modeli: svet na brani i tahionska inflacijaMilan Milošević
 
TEORIJA VELIKOG PRASKA 222rrrrrgjgj.pptx
TEORIJA VELIKOG PRASKA 222rrrrrgjgj.pptxTEORIJA VELIKOG PRASKA 222rrrrrgjgj.pptx
TEORIJA VELIKOG PRASKA 222rrrrrgjgj.pptxBiboMova1
 
Numeričko izračunavanje posmatračkih parametara inflacije
Numeričko izračunavanje posmatračkih parametara inflacijeNumeričko izračunavanje posmatračkih parametara inflacije
Numeričko izračunavanje posmatračkih parametara inflacijeMilan Milošević
 
Mini crne rupe u CERN/u
Mini crne rupe u CERN/uMini crne rupe u CERN/u
Mini crne rupe u CERN/uSEENET-MTP
 

Similaire à I Bi(g) Bang (17)

Nastanak Sunčevog sistema
Nastanak Sunčevog sistemaNastanak Sunčevog sistema
Nastanak Sunčevog sistema
 
Popovic2007
Popovic2007Popovic2007
Popovic2007
 
"Gravitacioni talasi - novi pogled na univerzum" - prof. dr Ljubiša Nešić
"Gravitacioni talasi - novi pogled na univerzum" - prof. dr Ljubiša Nešić"Gravitacioni talasi - novi pogled na univerzum" - prof. dr Ljubiša Nešić
"Gravitacioni talasi - novi pogled na univerzum" - prof. dr Ljubiša Nešić
 
Lj. Nešić - "Savremena kosmologija"
Lj. Nešić - "Savremena kosmologija"Lj. Nešić - "Savremena kosmologija"
Lj. Nešić - "Savremena kosmologija"
 
Sunce - zvezda iz komšiluka
Sunce - zvezda iz komšilukaSunce - zvezda iz komšiluka
Sunce - zvezda iz komšiluka
 
"Sunce – nasa zvezda" - Milan Milošević
"Sunce – nasa zvezda" - Milan Milošević"Sunce – nasa zvezda" - Milan Milošević
"Sunce – nasa zvezda" - Milan Milošević
 
Supernove - na kraju je opet pocetak (2. deo)
Supernove - na kraju je opet pocetak (2. deo)Supernove - na kraju je opet pocetak (2. deo)
Supernove - na kraju je opet pocetak (2. deo)
 
Inflatorni kosmološki modeli: svet na brani i tahionska inflacija
Inflatorni kosmološki modeli: svet na brani i tahionska inflacijaInflatorni kosmološki modeli: svet na brani i tahionska inflacija
Inflatorni kosmološki modeli: svet na brani i tahionska inflacija
 
Sta ce biti sa nama 2012?
Sta ce biti sa nama 2012?Sta ce biti sa nama 2012?
Sta ce biti sa nama 2012?
 
TEORIJA VELIKOG PRASKA 222rrrrrgjgj.pptx
TEORIJA VELIKOG PRASKA 222rrrrrgjgj.pptxTEORIJA VELIKOG PRASKA 222rrrrrgjgj.pptx
TEORIJA VELIKOG PRASKA 222rrrrrgjgj.pptx
 
1 svetlost
1 svetlost1 svetlost
1 svetlost
 
Astrofizika sunca
Astrofizika suncaAstrofizika sunca
Astrofizika sunca
 
Numeričko izračunavanje posmatračkih parametara inflacije
Numeričko izračunavanje posmatračkih parametara inflacijeNumeričko izračunavanje posmatračkih parametara inflacije
Numeričko izračunavanje posmatračkih parametara inflacije
 
Astronomija
AstronomijaAstronomija
Astronomija
 
Mini crne rupe u CERN/u
Mini crne rupe u CERN/uMini crne rupe u CERN/u
Mini crne rupe u CERN/u
 
Astronomska inflacija
Astronomska inflacijaAstronomska inflacija
Astronomska inflacija
 
Dobar dan sunce
Dobar dan sunceDobar dan sunce
Dobar dan sunce
 

Plus de Milan Milošević

Inflacija, crne rupe i Fizika u Nišu
Inflacija, crne rupe i Fizika u NišuInflacija, crne rupe i Fizika u Nišu
Inflacija, crne rupe i Fizika u NišuMilan Milošević
 
Observational tests of Tachyonic and Holographic Models of Inflation
Observational tests of Tachyonic and Holographic Models of InflationObservational tests of Tachyonic and Holographic Models of Inflation
Observational tests of Tachyonic and Holographic Models of InflationMilan Milošević
 
Kako smo videli nevidljivo - od crne rupe do Nobelove nagrade za fiziku
Kako smo videli nevidljivo - od crne rupe do Nobelove nagrade za fizikuKako smo videli nevidljivo - od crne rupe do Nobelove nagrade za fiziku
Kako smo videli nevidljivo - od crne rupe do Nobelove nagrade za fizikuMilan Milošević
 
Observational parameters of Inflation in Holographic cosmology
Observational parameters of Inflation in Holographic cosmologyObservational parameters of Inflation in Holographic cosmology
Observational parameters of Inflation in Holographic cosmologyMilan Milošević
 
Numerical inflation: simulation of observational parameters
Numerical inflation: simulation of observational parametersNumerical inflation: simulation of observational parameters
Numerical inflation: simulation of observational parametersMilan Milošević
 
CERN mesto gde je nastao "internet"
CERN mesto gde je nastao "internet"CERN mesto gde je nastao "internet"
CERN mesto gde je nastao "internet"Milan Milošević
 
Kako je svet postao globalno selo?
Kako je svet postao globalno selo?Kako je svet postao globalno selo?
Kako je svet postao globalno selo?Milan Milošević
 
NETCHEM CPD: Audio prezentovanje jednosmerna i dvosmerna komunikacija
NETCHEM CPD: Audio prezentovanje jednosmerna i dvosmerna komunikacijaNETCHEM CPD: Audio prezentovanje jednosmerna i dvosmerna komunikacija
NETCHEM CPD: Audio prezentovanje jednosmerna i dvosmerna komunikacijaMilan Milošević
 
NETCHEM CPD: Video konferencijsko povezivanje
NETCHEM CPD: Video konferencijsko povezivanjeNETCHEM CPD: Video konferencijsko povezivanje
NETCHEM CPD: Video konferencijsko povezivanjeMilan Milošević
 
Overview of collected WARIAL data from NETCHEM consortium
Overview of collected WARIAL data from NETCHEM consortiumOverview of collected WARIAL data from NETCHEM consortium
Overview of collected WARIAL data from NETCHEM consortiumMilan Milošević
 
Agreement of protection of intellectual property
Agreement of protection of intellectual propertyAgreement of protection of intellectual property
Agreement of protection of intellectual propertyMilan Milošević
 
Observational Parameters in a Braneworld Inlationary Scenario
Observational Parameters in a Braneworld Inlationary ScenarioObservational Parameters in a Braneworld Inlationary Scenario
Observational Parameters in a Braneworld Inlationary ScenarioMilan Milošević
 
Numerical Calculation of the Hubble Hierarchy Parameters and the Observationa...
Numerical Calculation of the Hubble Hierarchy Parameters and the Observationa...Numerical Calculation of the Hubble Hierarchy Parameters and the Observationa...
Numerical Calculation of the Hubble Hierarchy Parameters and the Observationa...Milan Milošević
 
Invision power. Visual design of Forum. Demo
Invision power. Visual design of Forum. DemoInvision power. Visual design of Forum. Demo
Invision power. Visual design of Forum. DemoMilan Milošević
 
Multilingual approach for video-clips and learning material for courses offer...
Multilingual approach for video-clips and learning material for courses offer...Multilingual approach for video-clips and learning material for courses offer...
Multilingual approach for video-clips and learning material for courses offer...Milan Milošević
 
The shape of Fe Ka line emitted from relativistic accretion disc around AGN b...
The shape of Fe Ka line emitted from relativistic accretion disc around AGN b...The shape of Fe Ka line emitted from relativistic accretion disc around AGN b...
The shape of Fe Ka line emitted from relativistic accretion disc around AGN b...Milan Milošević
 

Plus de Milan Milošević (20)

Inflacija, crne rupe i Fizika u Nišu
Inflacija, crne rupe i Fizika u NišuInflacija, crne rupe i Fizika u Nišu
Inflacija, crne rupe i Fizika u Nišu
 
Observational tests of Tachyonic and Holographic Models of Inflation
Observational tests of Tachyonic and Holographic Models of InflationObservational tests of Tachyonic and Holographic Models of Inflation
Observational tests of Tachyonic and Holographic Models of Inflation
 
Kako smo videli nevidljivo - od crne rupe do Nobelove nagrade za fiziku
Kako smo videli nevidljivo - od crne rupe do Nobelove nagrade za fizikuKako smo videli nevidljivo - od crne rupe do Nobelove nagrade za fiziku
Kako smo videli nevidljivo - od crne rupe do Nobelove nagrade za fiziku
 
Observational parameters of Inflation in Holographic cosmology
Observational parameters of Inflation in Holographic cosmologyObservational parameters of Inflation in Holographic cosmology
Observational parameters of Inflation in Holographic cosmology
 
Numerical inflation: simulation of observational parameters
Numerical inflation: simulation of observational parametersNumerical inflation: simulation of observational parameters
Numerical inflation: simulation of observational parameters
 
Kako preživeti internet?
Kako preživeti internet?Kako preživeti internet?
Kako preživeti internet?
 
CERN mesto gde je nastao "internet"
CERN mesto gde je nastao "internet"CERN mesto gde je nastao "internet"
CERN mesto gde je nastao "internet"
 
Kako je svet postao globalno selo?
Kako je svet postao globalno selo?Kako je svet postao globalno selo?
Kako je svet postao globalno selo?
 
NETCHEM CPD: Audio prezentovanje jednosmerna i dvosmerna komunikacija
NETCHEM CPD: Audio prezentovanje jednosmerna i dvosmerna komunikacijaNETCHEM CPD: Audio prezentovanje jednosmerna i dvosmerna komunikacija
NETCHEM CPD: Audio prezentovanje jednosmerna i dvosmerna komunikacija
 
NETCHEM CPD: Video konferencijsko povezivanje
NETCHEM CPD: Video konferencijsko povezivanjeNETCHEM CPD: Video konferencijsko povezivanje
NETCHEM CPD: Video konferencijsko povezivanje
 
Fizika mobilnog telefona
Fizika mobilnog telefonaFizika mobilnog telefona
Fizika mobilnog telefona
 
30 godina World Wide Web-a
30 godina World Wide Web-a30 godina World Wide Web-a
30 godina World Wide Web-a
 
NETCHEM Forum
NETCHEM ForumNETCHEM Forum
NETCHEM Forum
 
Overview of collected WARIAL data from NETCHEM consortium
Overview of collected WARIAL data from NETCHEM consortiumOverview of collected WARIAL data from NETCHEM consortium
Overview of collected WARIAL data from NETCHEM consortium
 
Agreement of protection of intellectual property
Agreement of protection of intellectual propertyAgreement of protection of intellectual property
Agreement of protection of intellectual property
 
Observational Parameters in a Braneworld Inlationary Scenario
Observational Parameters in a Braneworld Inlationary ScenarioObservational Parameters in a Braneworld Inlationary Scenario
Observational Parameters in a Braneworld Inlationary Scenario
 
Numerical Calculation of the Hubble Hierarchy Parameters and the Observationa...
Numerical Calculation of the Hubble Hierarchy Parameters and the Observationa...Numerical Calculation of the Hubble Hierarchy Parameters and the Observationa...
Numerical Calculation of the Hubble Hierarchy Parameters and the Observationa...
 
Invision power. Visual design of Forum. Demo
Invision power. Visual design of Forum. DemoInvision power. Visual design of Forum. Demo
Invision power. Visual design of Forum. Demo
 
Multilingual approach for video-clips and learning material for courses offer...
Multilingual approach for video-clips and learning material for courses offer...Multilingual approach for video-clips and learning material for courses offer...
Multilingual approach for video-clips and learning material for courses offer...
 
The shape of Fe Ka line emitted from relativistic accretion disc around AGN b...
The shape of Fe Ka line emitted from relativistic accretion disc around AGN b...The shape of Fe Ka line emitted from relativistic accretion disc around AGN b...
The shape of Fe Ka line emitted from relativistic accretion disc around AGN b...
 

I Bi(g) Bang

  • 1. I Bi(g) Bang DR MIL AN MILOŠEVIĆ DEPARTMAN ZA FIZIKU PRIRODNO-MATEMATIČKI FAKULTET U NIŠU Nauk nije bauk 10 30. mart 2018 13,8 milijardi godina posle velikog praska „Skraćena“ verzija predavanja „Život svemira“, održanog u okviru „Škole astrobiologije“ Predavanje u okviru projekta „Astronomija svuda“, uz podršku Centra za promociju nauke
  • 3. Kako upoznajemo svet/svemir? • Mala rastojanja: • hemija, atomska fizika, nuklearna fizika, fizika čestica • Velika rastojanja: • Njutnova gravitacija, opšta teorija relativnosti
  • 4. Šta je svemir? • Svemir, kosmos, vasiona, univerzum… • Prostor, vreme (tj. prostor-vreme) i „sve što se tu nalazi“ • Planete, sateliti, zvezde, galaksije • Međugalaktički prostor • Sva materija i energija • Misija Plank (februar 2015) • Materija (Ω 𝑚): 31,5 ± 0,13% • Obična materija (Ω 𝑏): 4,82 ± 0,05% • Tamna materija 25,8 ± 0,4% • Tamna energija (ΩΛ): 68,5 ± 0,13% • Starost (𝑡0): 13,819 𝐺𝑦
  • 6. Život svemira • Kosmologija • Astro(fizika) i istorija svemira • Astronomija – pogled u prošlost M31 - Andromeda M110GN-z11
  • 7. Naša slika sveta • Na jednom predavanju: • “Sve to što ste nam ispričali obična je besmislica. Svet je, zapravo, ravna ploča koja se nalazi na leđima džinovske kornjače.” - jedna starija žena u dnu sale • “A na čemu stoji kornjača?” – naučnik • “Veoma ste pametni mladiću, veoma pametni. Ali kornjače se pružaju sve do kraja!”
  • 8. Statična vasiona? • Zvezde – tela slična Suncu; ne kreću, statične, udaljene • Njutn – zvezde gravitaciono privlače • Zar se neće „sunovratiti“ jedna ka drugoj? • Konačan broj zvezda – to će se dogoditi! • Beskonačan broj – neće se dogoditi • Osnovna ideja (pre XX veka): • svemir večiti, statičan, bez promena • Verovanje u večite istine • Čovek je prolazan, ali svemir je večit
  • 9. Zašto je nebo tamno? • Prve ideje – gravitacja na velikim rastojanjima slabi ili postaje odbojna (danas znamo: nestabilna ravnoteža) • Osnovni problem – NOĆ! • Olbersov paradoks • Henrih Wilhem Olbers (1758 – 1840) • Paradoks tamnog neba
  • 10. Teorija • Emanuel Kant (1755) – prihvatio Rajtovu teoriju za Mlečni put • Magline  galaksije (delo: Opšta istorija prirode i teorija o nebu) • Zbunjivale eksplozije – supernove („zvezde sjajnije od galaksije“) • Isak Njutn (1643 – 1727) – problemi sa statičnim svemirom • Albert Ajnštajn – opšta teorija relativnosti (1915) • Gravitacija  zakrivljenost prostor-vremena • Rešavao problem stacionarnog svemira • Ajnštajnove jednačine polja 4 1 8 . 2 G R g R T c       , , , ,R R g R                           2 0 0 0 0 0 0ˆ 0 0 0 0 0 0 c p T p p             
  • 11. Kosmološki model • Egzaktno rešenje Ajnštajnovih jednačina • Fridman-Lemetr-Robertson-Vokerova metrika • Opisuje homeogeni, izotropni svemir koji se širi! • Fridmanove jednačine (1922):   2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ( ) sin , 1 dr ds c dt a t r d d kr             2 2 2 2 2 8 3 4 3 3 a G kc H a a a G p a c                     & &&
  • 12. Fridmanovi modeli Ω0 = Ω 𝑟𝑒𝑙 + Ω 𝑏 + Ω 𝑑 + Ω 𝑘 + ΩΛ Ω0 = 𝜌/𝜌𝑐
  • 13. Ajnštajnova najveća „greška“ • Želeo je statičan svemir  dodao kosmološku konstantu • Λ – kosmološka konstanta • Ajnšatnova ideja – da zaustavi sažimanje statičnog svemira • Danas – tamna energija • Δ𝐶𝐷𝑀 (Lambda Cold Dark Matter) model 4 1 8 . 2 G R R g T c            
  • 14. Širenje svemira • Edvin Habl (1889 – 1953) • Jedan od najvažnijih opservacionih kosmologa XX veka • Hablov zakon (1929) • Potvrda Lemetreove teorije (1927) • Dobio vrednost 500 𝑘𝑚/𝑠 𝑀𝑝𝑐 , starost svemira 2 milijarde godina  • Bilo je poznato da je Zemlja starija • Danas 𝐻0 = 67,31 ± 0,96 𝑘𝑚/𝑠 𝑀𝑝𝑐 • 𝑟 𝐻𝑆 = 4,4 𝐺𝑝𝑐 ≈ 1,5 ∙ 1010 𝑙𝑦 0v H D  0 HS c r H  100“ teleskop Mount Wilson opservatorija
  • 15. Standardne „sveće“ • Cefeide • Henrietta Leavitt (1908) • 1777 promenljivih zvezda u Magelanovom oblaku, otkrila pravilnost • Levitin zakon (klasične Cefeide, 5-10 solarnih masa) • Duži period  veća luminoznost • Brzina zavisi od mase; • He2+ manje propušta zračenje od He1+ • Manje fotona napušta jezgro, više se zagreva • Ali – veći pritisak “gura” slojeve dalje od jezgra, hlade se • Veća temperatura –> veća jonizacija • Hlađenje – ponovo više He1+ • Delta Cephei (J. Goodricke, 1784) • Supernove tip 1a
  • 18. Kratka istorija svemira Period Vreme Energija Crveni pomak Plankova epoha 43 10 s- < 19 10 GeV Skala strune 43 10 s- ‰ 18 10 GeVˆ Veliko ujedinjenje 36 ~ 10 s- 15 10 GeV Inflacija 34 10 s- ‰ 15 10 GeVˆ Narušavanje SUSY 10 10 s- < 1TeV> Bariogeneza 10 10 s- < 1TeV> Narušavanje elektro-slabe simetrije 10 10 s- 1TeV Kvark-hadronski prelaz 4 10 s- 2 10 MeV “Zamrzavanje“ nukleona 0,01s 10MeV Dekuplovanje neutrina 1s 1MeV Nukleosinteza 3min 0,1MeV Ravnoteža materije i zračenja 4 10 .god 1eV 4 10 Rekombinacija 5 10 .god 0,1eV 1100 Tamno doba 5 8 10 10 .god- 25> Rejonizacija 8 10 .god 25 6- Formiranje galaksija 8 ~ 6 10 .god× ~ 10 Tamna energija dominira 9 10 .god³ ~ 2 Formiranje Sunčevog sistema 9 8 10 .god× 0,5 Škola astrobiologije 9 14 10 .god× 0,1meV 0
  • 19. CMB zračenje • Kosmičko mikrotalasno pozadinsko (CMB) zračenje • Malo drugačiji (naučni) scenario: godina 1964, Belove laboratorije (Nju Džersi, SAD) • Radio antena, radio astronomi • A. Penzias i V. Vilson • Merenje radio talasa iz Mlečnog puta • Teško merenje, mnogo šuma iz okoline, iz antene itd • „Mali“ izvor (zvezda) – problem rešava upoređivanjem sa „praznim“ prostorom pored • Neophodna identifikacija svih okolnih šumova • Test „hladno opterećenje“ A Measurement of excess antenna temperature at 4080-Mc/s - Penzias, Arno A. et al. Astrophys.J. 142 (1965) 419-421
  • 20. CMB zračenje • Očekivanje: antena proizvodi neznatan šum • Početak: talasna dužina 7,35 cm – šum galaksije zanemarljiv (očekivan signal iz atmosfere, nije izotropan) • Rezultat – jak signal na ovoj talasnoj dužini! Izotropan! Ne zavisi od doba dana, godišnjeg doba… • Mala verovatnoća da dolazi iz naše galaksije (bio bi detektovan iz Andromede) • Intenzitet – odgovarao 3,5𝐾 (tj. 2,5 − 4,5𝐾) • Veći intenzitet od očekivanog, ali vrlo mali
  • 21. CMB zračenje • G. Gamov (~1950) – prva ideja „teški elementi nastali u nuklearnim termoreakcijama u fazi ranog svemira“ • Teorijska grupa (Prinston) • R. H. Dicke, P. J. E. Peebles, P. G. Roll, D. T. Wilkinson • Cosmic Black-Body Radiation, Astroph. J., vol. 142, (1965) p.414-419 • U ranoj fazi – intenzivno zračenje. Da ga nema nuklearne reakcije bi se odvijale isuviše brzo pa bi se veliki deo vodonika, tako reći, odmah “skuvao” u teže elemente, što je suprotno činjenici da ¾ sadašnje vasione čini upravo vodonik. • Zračenje – rastura nastala jezgra istom brzinom kojom se formiraju • Ovaj fon održavao proizvodnju helijuma, danas temperatura oko 10K
  • 22. CMB - najstarije „svetlo“ • „Površina poslednjeg rasejanja“ • Vodonik – energija jonizacije 13,6 eV • Dok je svemir dovoljno „vreo“, 𝑒− imaju dovoljno energije i vodonik održavaju potpuno jonizovanim • Nema atoma, svaki 𝑒− koji se „veže“ dobija dovoljno energije od mnogobrojnih fotona  jonizacija • Slobodni elektroni – apsorbuju elektrone svih energija! • „more“ slobodnih elektrona i fotona, česte interakcije (Tomsonovo rasejanje) – kratak slobodni put • Vremenom svi elektroni prelaze u osnovna stanja • Univerzum postaje prozračan - dekuplovanje! • 𝑇𝑟𝑒𝑐 ≈ 3000𝐾
  • 27. Standardni kosmološki model • SKM: oko 15 problema, najvažniji • Ravna geometrija svemira • Problem horizonta • Rešenje – inflacija?! (A. Gut, K. Sato, 1981) • Inflacija - faza eksponencijalnog širenja (uveća 1026 puta) • Uspešno radi, proces – nepoznat (pre svega početak) • Teorijski – opisano klasičnom fizikom (jednim ili više skalarnih polja) • Početak – kvantni efekti  kvantna kosmologija • Procesi koji traju 10−35 − 10−43s i na rastojanjima 10−35 𝑚 • mogućnost p-adične i adelične inflacije, tj. procesa na nearhimedovim prostorima
  • 28. Problemi • Ravna geometrija • 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 • Problem horizonta • Jedan od najvažnijih nedostataka • (ne)mogućnost komunikacije između udaljenih delova svemira • Svetlost prelazi konačno rastojanje => vidljiv svemir
  • 29. • 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? 𝑇 = 2,7 ± 10−5 𝐾
  • 30. Rešenje problema - inflacija a(t) ~ eHt
  • 31. 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
  • 32. Tamna strana svemira – I deo TAMNA MATERIJA
  • 33. Tamna materija • Sve što ima masu ima i gravitaciju! • Gravitaciju ne vidimo ali znamo da postoji • Drži nas na Zemlji, razbija stvari u kući, drži Zemlju oko Sunca… • Videti nevidljivo • Gravitacioni efekti  otkriće planete Neptun (1846); Uran se nije kretao kako treba prema Njutnovom zakonu
  • 34. Tamna materija • Interaguje samo gravitaciono • Vera Rubin (1928-2016) • Rotacija galaksija ??? • Centar galaksije - gust • Orbitalna brzina vidljivih zvezda i gasa • Raspodela brzina nije kao u planetarnom sistemu • Galaksije – ista ili veća brzina! • Veća masa od vidljive • Uronjene u „halo“ tamne materije • V. Rubin: 5 – 10 puta više tamne materije • 95% galaksije – halo (tamna materija)
  • 35. Galaktička jata • Prva ideja o tamnoj materiji • Fritz Zwicky (1930) • Galaksije u jatima kreću suviše brzo – jata bi se raspala • Tamna materija ih drži na okupu • Bullet Cluster (1E 0657-558) • Sudar dva galaktička jata; gravitaciono sočivo • Najbolji dokaz postojanja tamne materije (slično MACS J0025.4-1222) • Rastojanje 3,7 milijardi ly; • Statistički značaj rezultata 8𝜎 (nikako ne ide u prolog MOND)
  • 36. Kandidati za tamnu materiju • Tamna nebeska tela (MACHO) • Massive compact halo object • Čestice • Vrela (brza) tamna materija (neutrini?) • Hladna (spora) tamna materija (LSP, WINP) • Možda (malo verovatno) – ne razumemo gravitaciju?
  • 38. Nastanak velikih struktura • Prvo nastaju male strukture, od njih veće • Prvo – kvazari (AGN) i zvezde III populacije (ekstremno masivne zvezde, bez metala – nisu posmatrane, „nastaju“ u kosmološkim modelima) • Teški elementi u spektrima kvazara verovatno potiču iz ovih zvezda • Galaksija UDFy-38135539 – zvezde III igrale ulogu u rejonizaciji • Intenzivno zračenje ponovo jonizuje svemir; o tad i u buduće svemir se sastoji od plazme • Prve zvezde • 700 miliona godina, samo populacija III • Laki elementi vodonik, helijum, litijum
  • 39. Formiranje galaksija • E. Habl – prva klasifikacija galaksija • Eliptiče, obične spirlane, spiralne sa prečagom, nepravilne • Osobine: • Boja  dve grupe: plave – nastaju zvezde (spiralne), i one gde ne nastaju zvezde (eliptične) • Spiralne – tanke, guste, brzo rotiraju; eliptične – nepravilno kretanje zvezda • Najveći deo mase – tamna materija (reaguje samo gravitaciono) • Najveći deo velikih galaksija – supermasivna crna rupa • Metaličnost u pozitivnoj korelaciji sa apsolutnim sjajem
  • 40. Formiranje galaksija • „Bottom-up“ teorija • Novija teorija • „grudve“ materije veličine zvezdanih jata spajanjem formiraju galaksije • Privlačenje nastalih galaksija – formiranje jata • Nastanak diska i haloa tamne materije – pizza ! • Nepoznato šta zaustavlja mehanizam formiranja diska • Zračenje sjajnih mladih zvezda, zračenje iz aktivnog jezgra…? • Sudar dve galaksije (jedna bar 15% mase druge) • Uništava disk, nastaju eliptične galaksije
  • 42. Tamna strana svemira – II deo TAMNA ENERGIJA
  • 43. Tamna strana svemira – II deo • Supernova Cosmology Project i High-Z Supernova Search Team (1998) • Analizirali brzinu udaljenih SN 1a (standardne sveće) • svemir se širi ubrzano • Era dominacije tamne energije • Pre oko 5 milijardi godina • Ajnštajnova kosmološka konstanta • Ponovo „u modi“
  • 44. Ubrzano širenje svemira • Supernove Tip 1a • Barionske akustične oscilacije • Periodične fluktuacije u gustini barionske materije; standardna „sveća“ – 490 miliona svetlosnih godina danas • Vide u velikim strukturama • CMB • Presek - samo mali region • Ω 𝑚 ≈ 0.25, ΩΛ ≈ 0.75 M Kowalski et al. 2008 Astrophys. J. 686 749
  • 45. Pitanja? • Milan Milošević Departman za fiziku Prirodno-matematički fakultet • mmilan@svetnauke.org www.facebook.com/mmilan www.linkedin.com/in/mmilann/ • Departman za fiziku PMF-a http://fizika.pmf.ni.ac.rs www.facebook.com/fizika.nis • Društvo fizičara Niš http://dfn.pmf.ni.ac.rs www.facebook.com/dfn.nis • Svet nauke www.svetnauke.org www.facebook.com/svetnauke.org

Notes de l'éditeur

  1. HUDF – sazvežđe Fornax, 10000 galaksija: 24. septembar 2003 – 16. januar 2004; nema sjajnih zvezda (avgust septembar 2009, IC dopuna 2,4 minuta – stranica kvadrata; 1/10 punog Meseca (1x1 mm kvadrat na 1 m); 2014 – od UV do IC spektra 25. Septembar 2012 – XDF  13,2 milijarde godina COSMOS field - UltraVISTA survey (IR) – 6000 fotografija 2 miliona galaksija; 75% starosti svemira GEMS, GOODS, HUDF – površina neba
  2. Andromeda (M31): 2,5 miliona svetlosnih godina; Vatreno kolo (M101): najdalje golim okom, 21 milion sv. Godina GN-z11, u Velikom medvedu – najdalji vidljiv objekat, rastojanje 32 milijarde godina; svetlost 13.4 milijardi godina https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_the_most_distant_astronomical_objects https://en.wikipedia.org/wiki/GN-z11
  3. Bertrand Rasel (prema S. Hagking, Kratka povest vremena), verovatnije: prema John Ross-u (lingvista) – William James (1842-1910), filozof, psiholog, bavio epsitemiologijom Turtles All the Way Down (roman) – John Green, američki autor; 2017, o devojčici sa opsesivno kumpulsivnim sindromom Hindi mitologija – 17-18 vek, slonovi i kornjača https://en.wikipedia.org/wiki/Turtles_all_the_way_down
  4. Svemir - homogen Ljuska na dva puta većem rastojanju, 4 puta manje svetlosti ali isti sjaj zbog istog broja zvezda
  5. Ričijev tenzor, Ričijev skalar, tenzor energije-impulsa Fridman – Robertson – Vokerova metrika
  6. Fridman, FRW, RW, FL - u zavisnosti od „geografije“ i istorije Njutn – zakon gravitacije, ukupna energija U = T + V  Fridmanove jednačine
  7. Kritična gustina Rel – relativističko (neutrini + svetlost) 8E-5  dominira materija, malo zračenja
  8. Milton Humason – sa 14 godina napustio školu, vodič mazgi (nosio opremu dok je građena opservatorija, kasnije postao domar; volontirao kao asistent za posmatranja) D – pravo rastojanje (menja se), comoving – ostaje konstantno rHS – Hablov horizont – radijus Hablove sfere – granica između čestica koje se u odnosu na posmatrača kreću sporije i brže od svetlosti!
  9. H. Levit – studirala umetnost i filozofiju, na 4. godini prešla na astronomiju; radila na Harvardskoj opservatoriji – „Pikeringova žena“ – klasifikacija zvezda po izgledu spektra. Proučavala promenljive zvezde, niko nije verovao da će otkiti nešto značajno Cefeide – mlade, masivne zvezde i kasnijoj fazi života (brzo potrošile gorivo) http://cseligman.com/text/stars/variables.htm
  10. A. Einstein, E. Hubble, Walter Adams (spektri zvezda, veza nekih spektralnih linija i apsolutnog sjaja; spektri -> džinovi ili patuljci) Januar 1931, Mount Wilson opservatorija Prva poseta Ajnštajna Calteh-u 100“ Hooker teleskop http://caltech.discoverygarden.ca/islandora/object/ct1%3A8407
  11. Upoređivanje sa veštačkim izvorom – hlađen tečnim helijumom na 4K – „oduzimanjem“ standardnog termalnog šuma He od snimljenog šuma dobija se šum koji proizvodi oprema (termalno kretanja elektrona)
  12. K – nije temperatura, ekvivalenta temperatura tela koje bi imalo odgovarajući termalni šum (svako telo izna 0K emituje termalni šum, veća tempe  veći intenzitet)
  13. - Vodonik – maksimalna energija jonizacije Temperatura 3 miliona K – dovoljno velika da je tipična energija fotona u termalnoj distribuciji dovoljna za jonizaciju Gustina materije – značajno manja od vode  V. Liddle, An Intro. To modern Cosmology, Ch. 10.3
  14. CMB – granica fizike (visokih energija) i astrofizike/astronomije
  15. Red shift z = (Lobs – Lem) / Lemit James Webb – lasniranje proleće 2019, jesen 2019 – L2 (korišćenje) U 2018 – sklapanje celog teleskopa i testiranje cele opservatorije 6,5 metara ogledalo (HST 2,4m u upotrebi od 1990)
  16. Zemlja – ravnija od bilijarske kugle http://inspirehep.net/record/1222779/plots
  17. Vera Rubin – htela da izbegne kontroverzne teme za doktorat (kvazare i kretanje galaksija) Radovi 1970-ih godina Oblast na Marsu i asteroid Asteroid 5726 Rubin
  18. LSP - lightest supersymmetric particle; WIMP - Weakly Interacting Massive Particles
  19. UDFy-38135539 – Hubble UDF, oktobar 2010, svetlost 13,2 milijarde, pravo rastojanje 30 milijardi ly
  20. Slika dole – tzv. Antennae Galaxies – plave sjajne zvezde nastale tokom sudara
  21. http://physicsworld.com/cws/article/print/2010/jun/02/dark-energy-how-the-paradigm-shifted
  22. 45