De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Alles uit Niets Verleden, heden en toekomst van ons absurde heelal Jan Pieter van der Schaar Instituut voor Theoretische Fysica Universiteit van Amsterdam.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Alles uit Niets Verleden, heden en toekomst van ons absurde heelal Jan Pieter van der Schaar Instituut voor Theoretische Fysica Universiteit van Amsterdam."— Transcript van de presentatie:

1 Alles uit Niets Verleden, heden en toekomst van ons absurde heelal Jan Pieter van der Schaar Instituut voor Theoretische Fysica Universiteit van Amsterdam Studium Generale Delft 2007: “β-wetenschappers schrijven de geschiedenis”

2 Alles uit Niets Introductie Kosmologie –Een reis door de (ruimte-) tijd Eigenschappen van ons heelal –Theorie en observatie –Donkere, en andere, mysteries Dynamisch verklaarbaar of gewoon toeval? –Fijn-afstelling parameters –Inflatie en de oorsprong van structuur –Quantum ruimte-tijd en het multiversum De Toekomst?

3 Kosmologie Oorsprong, evolutie en toekomstig lot van ons heelal als geheel Einstein’s algemene relativiteitstheorie: ruimte-tijd heeft een eigen dynamiek, de tijd een begin, het heelal een eigen geschiedenis

4 Kosmologische meetlat Afstand Aarde-Zon: 1 Astronomical Unit (AU) ~ 8 lichtminuten ~ meter Dichtsbijzijnde sterren Paar lichtjaren ~ meter Melkweg ~ 30 kpc ~ lichtjaar ~ meter 1 parsec (pc) ~ 3,3 lichtjaar Andromeda ~ 770 kiloparsec (kpc)

5 Typisch volume sterrenstelsel cluster ~ miljoen kubieke parsecs Favoriete eenheid kosmologen: Megaparsec (Mpc) ~ meter Clusters en superclusters van sterrenstelsels ~ 100 Mpc Op afstanden groter dan 100 Mpc: homogeen, isotroop Heelal Kosmische achtergrondstraling: tot op 0,001% uniform 380 duizend jaar (ABB) T=2,725 K Kosmologisch principe

6 Kosmologische tijdlijn Dicht opeengepakte materie, zeer hoge temperaturen en energieën: extreme omstandigheden, bestaande theorieën uiteindelijk niet langer geldig

7 Kosmische achtergrondstraling Nagloed van de oerknal Zeer uniform T=2,725 K Oorsprong structuur in gemeten kleine variaties Penzias/Wilson (Nobel 1978) COBE (Nobel 2006) …WMAP ESA PLANCK (2008) …

8 De CMB als vingerafdruk Kritische dichtheid: ~ 10 waterstof atomen per kubieke meter Temperatuurvariaties in de CMB van orde 1/ !

9 Precisie kosmologie Voor 1990 : 35 < H 0 < 100 In schril contrast met electron magnetisch moment :

10 Zoeken naar Supernova’s Supernova Cosmology Project (S. Perlmutter) High-Z SN Search Team (B. Schmidt)

11 Versnelde expansie Anti-gravitatie voorbeeld: energie van het vacuum, de kosmologische constante Λ Grote schok voor (theoretisch) natuurkundigen! Theorie ~ [10 18 GeV] 4 Observatie ~ [10 -3 eV] 4 Factor verschil!

12 Ons absurde heelal Ω TOT =1 Hete oerknal ΔT/T =1/ Bron: schaal-invariant

13 Fundamentele vragen Oorsprong van ruimte en tijd – Wat `knalde’ er en waarom – Waarom zo groot, oud en plat – Waarom zo bijzonder uniform Donkere sector – Samenklonterend: materie – Niet samenklonterend: `energie’

14 Ons toevallige heelal? Parameters lijken nauwkeurig afgestemd! –Dichtheidsvariaties/homogeniteit –Platheid/kritische dichtheid –Donkere energie Massa’s elementaire deeltjes Sterkte fundamentele krachten …

15 Fijn-afstelling oerknal Kritische dichtheid Plat heelal Horizon probleem: homogeniteit CMB temperatuur onverklaarbaar Sub-kritisch zadelvorming heelal Super-kritisch bolvormig heelal

16 Oorsprong van structuur?

17 Kosmologische Inflatie Oerfase van exponentiele expansie, bron: vacuum energie Straal ~ m, duur ~ s, expansie factor >10 30 Voorspelt homogeen, plat en groot uitdijend heelal Kritische dichtheid Plat heelal

18 Inflaton veld Energie-schaal inflatie ~ GUT schaal: GeV Verklaart platheid en homogeniteit Hete oerknal: vervallend inflaton veld m m Ons zichtbare heelal

19 Dichtheidsvariaties Quantum fluctuaties! Inflatie verklaart in één klap de oorsprong van de expansie van ons heelal, de platheid, homogeniteit en het ontstaan van structuur:ALLES UIT (bijna) NIETS

20 Oorsprong van ruimte-tijd Quantum ruimte-tijd: quantum gravitatie String Theorie –Storingstheorie, extra dimensies noodzakelijk –Microscopische vrijheidsgraden lijken in niets op de ruimte-tijd zoals wij die kennen, ruimte- tijd is emergent, net zoals temperatuur en entropie emergente eigenschappen zijn –Lijkt vele oplossingen te hebben Werk in uitvoering…

21 Uni-of-multiversum? Meerdere universa (> )Meerdere universa (> ) Verschillende parameters (Λ, m n, …)Verschillende parameters (Λ, m n, …) Ultieme vorm Copernicus principeUltieme vorm Copernicus principe Waarschijnlijk gerealiseerd in string theorie… Mogelijke verklaring fijn-afstelling parameters i.h.b. de kosmologische constante

22 De Toekomst Kosmologische constante? –Big Crunch? –De tijd zal het leren: miljarden jaren Observaties? –ESA Planck (2008) –CERN LHC (2008) –Polarisatie CMB; `smoking gun’ inflatie –Verrassingen? Theorie? –Quantum gravitatie (string theorie) –Donkere sector (supersymmetrie) –Inflatie en deeltjesfysica –…? The WMAP Science Team is acknowledged for providing many of the figures and animations


Download ppt "Alles uit Niets Verleden, heden en toekomst van ons absurde heelal Jan Pieter van der Schaar Instituut voor Theoretische Fysica Universiteit van Amsterdam."

Verwante presentaties


Ads door Google