College Fysisch Wereldbeeld versie 5 Inhoud Zwaartekrachtstraling Het heelal Cosmologische constante Donkere materie, donkere energie supernova’s inflatie de cosmologische canon het antropische principe

Electro-magnetische straling zwaartekrachts-straling

Het photon heeft spin = 1 Het graviton heeft spin = 2

Zware bewegende objecten zenden zwaartekrachts-straling uit Hierdoor verliezen ze energie; de baan krimpt ...

De binaire pulsar PSR 1913+16 (Figure from Weisberg et al. 1981)

Baan krimpt 3.1 mm per omwenteling (Figure from Weisberg et al. 1981) Baan krimpt 3.1 mm per omwenteling

Gewelddadige gebeurtenissen in het heelal ...

Een “antenne” voor zwaartekrachts-straling

LIGO Hanford, Wa Laser Interferometer Gravitational wave Observatory 4 + 4 km

VIRGO Gascina (near Pisa) 3 + 3 km

LISA Spacecraft # 2 Spacecraft # 3 Secondaries Main Spacecraft

Cosmologie

BANG !!

De uitdijing van het heelal

tijd Het Robertson-Walker heelal De melkwegstelsels trekken elkaar aan; daarom gaat de uitdijing steeds lamgzamer ruimte Er moet een begin zijn geweest.

tijd Einstein wilde nu alles relatief zien, dus ook de tijd: het heelal had geen begin. tijd Maar dan moet er een afstotende kracht zijn !! ruimte Die kan er zijn:

Deze Λ is de z.g. cosmologische constante. Zij heeft een uiterst kleine numerieke waarde. Je kunt die term beschouwen als een bijdrage van de lege ruimte zelf tot ruimte-tijd kromming. Daarom noemt men dit wel eens “donkere energie” Donkere energie geeft gravitationele afstoting !

Hoe kunnen we de vorm van het heelal meten ? Supernova’s zijn sterren die met enorm veel lichtkracht ontploffen

Hoe kunnen we de vorm van het heelal meten ? Supernova’s De Dopplerverschuiving wordt bepaald door de afstand en de mate van uitdijing. De helderheid wordt beinvloed door de kromming van het heelal; Het aantal varieert gedurende de evolutie van een sterhoop.

tijd “Donkere energie” laat het heelal versneld uitdijen ! ruimte Het heelal is nu ouder dan het eerst leek !

Canon van de Cosmos 13,7 miljard jaar geleden: Big Bang sec later: inflatie van cm exponentiële uitdijing tot ca 1 cm. Daarna verdere uitdijing tijd

sec na BB: aanmaak baryon overschot tgv. een anomalie in het Standaardmodel – meer materie dan antimaterie. op ca 10 microsec: condensatie van quark-gluon plasma door vorming van nucleonen uit quarks. Eerste 3 minuten: vorming van D, He, Li. Geen zwaardere elementen!

Tot ca 380 000 jaar later: geioniseerde materie. Daarna wordt heelal tansparant voor licht

ca 100 miljoen jaar later: eerste sterren en melkwegstelsels, ca 4,57 miljard jaar geleden: vorming Zon, Aarde en andere planeten uit gaswolk ca 4,53 miljard jaar geleden: botsing of bijna botsing met planeet zo groot als Mars, waaruit de Maan ontstond (Theia) getallen checken

3,5 miljard jaar geleden: eerste leven op Aarde. ca 750 miljoen jaar geleden: meercelligen en verdere differentiatie van het leven 65 miljoen jaar geleden: uitsterven Dino’s door planetoide-inslag. miljoen jaar geleden: eerste mensachtigen, vermoedelijk in Afrika.

Het Landschap Ons heelal ? x

Het antropisch principe

The highway across the desert Planck length : The highway across the desert GUTs Today’s Limit …

De Supersnaren-theorie

www.phys.uu.nl/~thooft/lectures/wereldbeeld2/wereldbeeld2.ppt