astronomska inflacija
DESCRIPTION
Predavanje održano 30. marta 2013. godine na festivalu "Nauk nije bauk" u NišuTRANSCRIPT
Astronomska inflacijaMilan Milošević
Departman za fiziku, Prirodno-matematički fakultet
www.svetnauke.org
Festival “Nauk nije bauke 5”, Niš, 30. mart 2013
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 graniceInflacija 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
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
markuMađarska, 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
Bilo je to ovako...
www.svetnauke.org
Kako je sve počelo?Ne tako davno, pre nekoliko godina,
tačnije....
Pre ~ 14 milijardi godina!
“Veliki prasak”Ž. Lemetre (ideja), Dž. Gamov (model)
Fridmanove jednačineAleksandar Fridman (1888-
1925)
Jednačine koje opisuju dinamiku širenja homogenog i izotropnog svemira
Kosmološki principSvemir je homogen i izotropanU bilo kom trenutku, svemir izgleda isto iz
svake tačke prostora i u svim pravcimaVaži na velikim rastojanjima!
izotropan homogen
Fridmanovi modeli
Posmatrački parametriU jednačinama parametri od kojih zavisi
evolucija svemira i njegova budućnost
Parametri se određuju na osnovu posmatranjaBrzina širenja, H0
Parametar gustine,
Parametar usporavanja, q0
Brzina širenja, H0Hablova konstantaLako meri, važna ulogaHablova merenja, 1929. godineLinearna veza brzine i rastojanja, v=H0rMerenje rastojanja
Parametar gustine, Kritična gustina – odgovara ravnoj
geometriji svemira (k = 0)
Zavisi od Hablove konstante => funkcija vremena
Trenutna vrednost:Jedna galaksija po megaparseku
Parametar gustine
Parametar usporavanja, q0Hablov parametar, i brzina širenja, menja
tokom vremenaParametar usporavanja opisuje brzinu
promene Hablove konstanteNije nezavistan od H0 i ali veza zavisi
od vrste materije; određuje merenjemPoslednja decenija XX veka - q0 < 0 ! ! !Svemir se širi ubrzano!
www.svetnauke.org
Zašto inflacija?
Problem ravne geometrije
Problem horizonta
Problem velikih kosmičkih struktura
www.svetnauke.org
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
Problem horizonta
Jedan od najvažnijih nedostataka
(ne)mogućnost komunikacije između udaljenih delova svemira
Svetlost prelazi konačno rastojanje => vidljiv svemir
Kosmičko mikrotalasno pozadinsko zračenje (CMB)Nastalo kada je svemir bio star 400000 god.Temperatura 2,27K, fluktuacije 10-4–10-5KOd fluktuacija su nastale galaksije
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?
Kako je nastala termodinamička ravnoteža?
“Signal” stiže iz suprotnih pravaca, koji nisu mogli da komuniciraju
www.svetnauke.org
a(t) ~ eHt
Malo istorijeAjnštajn (1915) – Opšta teorija relativnostiFridman (1922) – rešenja Ajnštajnovih jednačinaHabl(1929) – crveni pomak, svemir se širiGamov (1946) – osnova modela Velikog praskaPenzias i Vilson (1965) – otkriće CMB zračenjaGut i Sato (1981) – “stara” inflacijaLinde, Albreht, Štajnhard (1982) – “nova”
inflacijaLinde (1983) – haotična inflacija
InflacijaRavna geometrija
Uslov inflacije primoravaukupnu gustinu da sepribliži jedinici
HorizontSvemir se širi ali ne menjaju se karakteristične
dimenzije, mali deo svemira poraste do višestruko većih dimenzija od vidljivog svemira
Inflacija
Velike strukturePredviđanja modela
odgovaraju fluktuacijamau CMB zračenju
ModeliPrvi 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
Najjednostavniji modelKosmološka konstanta
Kraj inflacije – energija prelazi u običnu materiju
U periodu ranog svemira, 10-34 sekunde, energija ~1016 GeV
Dimenzije povećaju 1060 puta
Inflacija (ni)je...
Nije konačna i kompletna teorija
Jeste matematički model, koji sa velikom tačnošću opisuje ono što vidimo i merimo
www.svetnauke.org
Tamna strana svemira?
Tamna energija slična je inflaciji, ali energija je mnogo manja ~10-12 GeV
Planck – mart 2013
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
Kraj... ?Odgovori se nalaze u fizici čestica i visokih
energijaPrvi put možemo da testiramo teorijske
modele ranog svemiraKosmologija i inflacija ulaze u “porodicu”
egzaktnih naukaDaleko smo od pravog modela, ali nalazimo
se na dobrom putu
