Alles uit (bijna) Niets

Presentatie over: "Alles uit (bijna) Niets"— Transcript van de presentatie:

1 Alles uit (bijna) Niets
Ons absurde Heelal Jan Pieter van der Schaar Instituut voor Theoretische Fysica VIVA FYSICA 07

2 Kosmologie Einstein’s Algemene Relativiteit: ruimte-tijd heeft een eigen dynamiek, de tijd een begin, het Heelal een eigen geschiedenis

3 Kosmische meetlat 1 parsec (pc) ~ 3.261 lichtjaar
Andromeda ~ 770 kiloparsec (kpc) Afstand Aarde-Zon: 1 Astronomical Unit (AU) ~ 1011 meter Dichtsbijzijnde sterren Paar lichtjaren ~ 1016 meter Melkweg ~ 13 kpc ~ 1020 meters

4 Typisch volume sterrenstelsel cluster ~ miljoen kubieke parsecs
Favoriete eenheid kosmologen: Megaparsec (Mpc) ~ 1022 meter 300 duizend jaar (ABB) Clusters en superclusters van sterrenstelsels ~ 100 Mpc Op afstanden groter dan 100 Mpc: homogeen Heelal Kosmische achtergrondstraling: tot op 0,001% homogeen

5 Kosmische tijdlijn Hogere dichtheden, temperaturen en energieen
Interessante fysische omstandigheden

6 Richting de Planck schaal
Planck mass: 1.2 x 1019 GeV/c2 ~ 2.2 x 10-8 kg Planck lengte: 1.6 x m Planck tijd: 5.4 x s Standaardmodel van de deeltjesfysica (SM) Grotere versneller, hogere energieen, kleinere afstanden Kosmologie: verder weg, langer geleden, kleiner Heelal

7 Ons absurde Heelal 13.7 miljard jaar 96 % onbekend! Plat!

8 Fundamentele vragen De oerknal Oorzaak versnelde expansie
Waarom zo groot en oud Waarom zo homogeen Waarom zo plat Oorzaak versnelde expansie Wat is donkere materie

9 Voorbij de Oerknal Oneindig hoge dichtheid en temperatuur
Theorie van Quantum Gravitatie: String Theorie Speciale begin-conditie? Tijd voor de oerknal?

10 Kosmologische Inflatie
Oerfase van exponentiele expansie Straal ~ m, duur ~ s, expansie factor ~1030 Voorspelt homogeen, plat en groot Heelal

11 Oorsprong van structuur
Quantum fluctuaties! Inflatie als de ultieme microscoop Klein ontmoet groot

12 Voorbij het SM Energie schaal inflatie : GUT schaal
Inflaton deeltje: exotische materie Vele modellen, fundamentele problemen

13 Vacuum Energie Het vacuum is niet leeg en heeft `gewicht’
SM voorspelling: (Evac/V) ~ (Eplanck/Vplanck) Bron voor versnelde expansie! Gemeten waarde kosmologische constante: ~ x voorspelling Klein ontmoet groot

14 Het multiversum? Meerdere universa (10200)
Verschillende waarden natuurconstanten Mogelijkerwijs gerealiseerd in string theorie…

15 De toekomst Eeuwig versnelde expansie? Samengevat:
Alles uit bijna niets, klein ontmoet groot Onze beste kans om de Planck schaal te benaderen Theorie en observatie gaan hand in hand Erg opwindend vakgebied op het grensvlak tussen de astro- en hoge-energie deeltjesfysica

16 Lesmateriaal http://wmap.gsfc.nasa.gov/ WMAP website
AIP Cosmic Journey Toegankelijk tekstboek van Andrew Liddle