alkuräjähdys á la einstein
DESCRIPTION
alkuräjähdys á la Einstein. ei tapahtunut missään: aika ja avaruus saivat alkunsa alkuräjähdyksessä avaruus ei laajene mihinkään tyhjään tilaan valo kulkee vain 300 000 km/s: katsomalla kauas katsotaan samalla menneisyyteen kosmologia kvantitatiivinen tiede, kiitos kosmisen mikroaaltotaustan. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/1.jpg)
alkuräjähdys á la Einsteinalkuräjähdys á la Einstein
• ei tapahtunut missään: aika ja avaruus saivat alkunsa alkuräjähdyksessä
• avaruus ei laajene mihinkään tyhjään tilaan• valo kulkee vain 300 000 km/s: katsomalla kauas
katsotaan samalla menneisyyteen• kosmologia kvantitatiivinen tiede, kiitos kosmisen
mikroaaltotaustan
![Page 2: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/2.jpg)
Kosminen mikroaaltotaustaKosminen mikroaaltotausta
syntyi 380 000 vuotta alkuräjähdyksestä:kuuma alkuplasma muuttui läpinäkyväksi
lämpötila nyt2.735 K
400 fotonia/cm3
Fotonit pääsivät kulkemaan vapaasti
![Page 3: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/3.jpg)
kuuma ja tiheä plasma: fotonit törmäilevät elektroneihin
”random walk”
plasma läpinäkymätöntä kunnes lämpötila on laskenut noin 4000 asteeseen
universumi laaje-nee hitaasti
![Page 4: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/4.jpg)
universumi jäähtyy ja plasma tulee läpinäkyväksi
fotonit lähtevät jokaisestapisteestä jokaiseen suuntaan
horisontti
joka hetki havaitsija näkee horisontissaan fotoneita, jotka lähtivät liikkeelle silloin kun plasma tuli läpinäkyväksi
2 miljoonaa vuotta4 miljoonaa vuotta
matka = aika
![Page 5: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/5.jpg)
mitä tapahtui fotoneille havaitsijan lähettyvillä?
![Page 6: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/6.jpg)
![Page 7: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/7.jpg)
universumi laajenee, lämpötila laskee …
![Page 8: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/8.jpg)
![Page 9: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/9.jpg)
galaksit alkavat syntyä …
![Page 10: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/10.jpg)
fotoni havaitaan nyt se on kulkenut 13.3 mrd vuotta
Penzias & Wilson 1965
![Page 11: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/11.jpg)
13.7 mrd valovuotta
380 000 vuottaalkuräjähdyksestä
galakseja
![Page 12: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/12.jpg)
360o tähtitaivas näkyvän valon alueella
jotta näkee alkuräjähdykseen, pitää katsoa mikroaalloilla
![Page 13: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/13.jpg)
tasa-aineinen plasma ei galakseja varhaisessa maailmankaikkeudessa täytyy olla aineen (energian) tihentymiä ja harventumia
tihentymät aine kuumempaaharventumat aine kylmempää
COBE-laukaistiin 1989-mittasi kosmisen mikroaaltotaustan
lämpötilavaihteluita- data 1992
![Page 14: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/14.jpg)
1990-luvun loppu: mikroaaltotaustaa mittaavatilmapallokokeet universumi geometrialtaan tasainen
= 1= 1
massaenergiaa ns. kriittisen arvon verran
![Page 15: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/15.jpg)
PIMEÄ ENERGIA
- TYHJIÖ SISÄLTÄÄ ENERGIAA
- SUURI TEOREETTINEN MYSTEERI!
osallistuu maailmankaikkeuden kehitykseen painovoima-vaikutuksellaan (energia on massaa ja massa energiaa!)
EI KOOSTUHIUKKASISTA
KIIHTYVÄ LAAJENEMINEN
![Page 16: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/16.jpg)
Ensimmäinen vihje:supernovat liian himmeitä
supernova mallia Ib standardikynttilä
kirkkaus maksimissaaina sama
oikea kirkkaus tunnetaan: näennäinen kirkkaus etäisyysspektriviivojen siirtymät pakonopeus
laajenemisnopeus etäisyyden (=ajan) funktiona
kiihtyvä laajeneminen alk. n. 6 mrd v. sitten
![Page 17: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/17.jpg)
suljettu geometria = aine vetää itsensä jälleen kasaan
avoin geometria = vetovoima ei riitä, nopeus kuitenkin hidastuu
kiihtyvä liike: vaaditaan lisäpotkua = tyhjiön työntövoima
PIMEÄ ENERGIA ~ KOSMOLOGINEN VAKIO
![Page 18: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/18.jpg)
Wilkinson Microwave Anisotropy Probe
WMAP 2003
![Page 19: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/19.jpg)
WMAP PRIMORDIAL SKY MAP
Kuumia ja kylmiä alueitamuutaman sadastuhannesosa-asteen suuruisia eroja
![Page 20: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/20.jpg)
kuumien ja kylmien alueiden jakaumat ja koot kertovat
- plasman sisältämän aineen koostumuksesta- plasman ainetiheydestä- maailmankaikkeuden laajenemisnopeudesta- maailmankaikkeuden geometriasta
![Page 21: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/21.jpg)
kulmakoko
l
![Page 22: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/23.jpg)
UNIVERSUMIN KALUSTELUETTELO
• tavallista ainetta 4.4%• pimeää ainetta 23%• pimeää energiaa 73%
saa aikaan kiihtyvällä nopeudellalaajenevan avaruuden
![Page 24: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/24.jpg)
PIMEÄ AINE
mustiaaukkoja?
toistaiseksi tuntemattomien alkeishiuk-kasten muodostama kylmä kaasu
supersymmetria:neutraliinot
- ”läpinäkyvää” – ei lähetä eikä vas-taanota sähkömagneettista säteilyä- vaikuttaa painovoimallaan
CERN LHC-kiihdytin 2007
![Page 25: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/25.jpg)
MIKÄ AIHEUTTI UNIVERSUMIN MASSAENERGIAAN
TIHEYSVAIHTELUITA?
oletus: alkuperäiset tiheysvaihtelutfraktaalisia (kokoskaalasta riippumattomia)
![Page 26: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/26.jpg)
22oo
nämä alueet eivätole ehtineet ollakausaalisessa yh-teydessä keskenään
ONGELMA!
![Page 27: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/27.jpg)
KOSMINEN INFLAATIO
heti alkuräjähdyksen jälkeen avaruus laajeni hetkenvaloa nopeammin ( kylmä universumi)
= 1
ennustus: energiatiheys = kriittinen tiheys;maailmankaikkeuden geometria on tasainen
10-35 s
tyhjiöenergiaa
Guth 1980
![Page 28: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/28.jpg)
inflaation aikaisetkvanttiheilahtelut
kosmisessa mikroaalto-taustassa havaittavia säteilyn
lämpötilan vaihteluita
ennustaa muodon:
fraktaalinen
n= 0.9 - 1.0spektri-indeksi
Inflaatio loppuu kuntyhjiöenergia hajoaa
kaikki aine
![Page 29: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/29.jpg)
WMAP RESULTS
= 1.02 0.02n = 0.93 0.03 adiabatic spectral index
b = 0.044 0.004 baryon density
= 0.73 0.04 dark energy
h = 71 Hubble rate
tdec = 379 kyears
- early inflation a scientific fact
+0.04-0.03
+8-7
![Page 30: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/30.jpg)
VARHAISESSA MAAILMANKAIKKEUDESSAMIKROSKOOPPINEN JA MAKROSKOOPPINEN
KOHTAAVAT TOISENSA
INFLAATIO: me olemme olemassamitättömien kvanttihäiriöiden ansiosta
![Page 31: alkuräjähdys á la Einstein](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061608/56814fd8550346895dbd9dd3/html5/thumbnails/31.jpg)
- kiitos havaintojen, kosmologia on muuttunut täsmätieteeksi
- teoreettinen kehittely: pieni ja suuri kohtaavat alkuräjähdyksessä (mm. säieteoriat)
- uusia kokeita tulossa: mm Euroopan avaruus- järjestön ESAn Planck-satelliitti 2007 (suoma- laiset mukana)
SUMMA SUMMARUM:SUMMA SUMMARUM: