J.W. van Holten Metius, 31-10-2008 Structuur en evolutie van de kosmos.

Slides:



Advertisements
Verwante presentaties
Kosmologie 17 april 2014 prof Stan Bentvelsen en prof Jo van den Brand
Advertisements

De Zon van binnen Paul Groot Afdeling Sterrenkunde, IMAPP
College Fysisch Wereldbeeld versie 5
Afstanden in het heelal
het heelal en waar komt de kosmische straling vandaan?
Ons Melkwegstelsel.
MasterLab Energie Het mysterie van massa
(voorbeeld vraag) Neutronen hebben geen elektrische lading:
Witte dwergen, Neutronensterren en Zwarte Gaten
“De maat der dingen”.
Verleden, heden en toekomst van ons absurde heelal
Interactie tussen stof en licht
Large-scale structure
De dood van sterren Paul Groot Afdeling Sterrenkunde, IMAPP
Het Uitdijend Heelal Prof.dr. Paul Groot Afdeling Sterrenkunde, IMAPP
Kosmische Stralen Detectie NAHSA. Overzicht Wat is kosmische straling? Waarom willen we dit meten? Waar ontstaat kosmische straling ? Wat kan je op aarde.
Evolutie: van Kosmos tot Mens Het Heelal Elementaire deeltjes Ontstaan van de elementen Soortsvorming Evolutie op het DNA-niveau De bioinformatische analyse.
Evolutie: van Kosmos tot Mens Het Heelal 29 sept.Ons wereldbeeld (Rintro + R1) 29 sept.Ons wereldbeeld (Rintro + R1) 6 okt.Sterren stralen (R2 + R3) 6.
2. De Drie-Kelvinstraling De inertie van de wetenschap Waarnemingen Planckse straling in uitdijend heelal Een hete oerknal Recombinatie Nucleosynthese.
HOVO cursus Kosmologie Voorjaar 2011 prof.dr. Paul Groot dr. Gijs Nelemans Afdeling Sterrenkunde, Radboud Universiteit Nijmegen.
HOVO cursus Kosmologie Voorjaar 2011
Oorsprong van het heelal, inflatie en de kiemen van structuur
Alles uit (bijna) Niets
Een bizar heelal: Steeds snellere uitdijing!
Ontstaan van het heelal
Wie het kleine niet eert ... (quarks, leptonen,….)
Deeltjes en straling uit de ruimte
Jo van den Brand Relativistische kosmologie: 26 november 2012
2. De Drie-Kelvinstraling De inertie van de wetenschapDe inertie van de wetenschap WaarnemingenWaarnemingen Planckse straling in uitdijend heelalPlanckse.
3. De Constante van Hubble
Deeltjestheorie en straling
Deeltjestheorie en straling
HOVO cursus Kosmologie Voorjaar 2011
De Rode Draad 1 Materie bestaat uit Atomen
Peter Hoyng SRON UTRECHT
HISPARC HISPARC: Onderzoek van kosmische straling in een samenwerking tussen universiteiten en middelbare scholen Wetenschap Techniek Educatie Outreach.
De aarde De zon in de rug De maan staat op de achtergrond: het is dus volle maan.
H 11: Growth of Structure in the Universe Dave de Jonge Rutger Thijssen juni 2005.
en de waarschijnlijke toekomst Astrofysisch Instituut
Creativiteit in de kosmos: onze ultieme schatkamer
Jo van den Brand & Mathieu Blom Les 1: 5 september 2011
De blauwe lucht avondrood waar komt dit vandaan?.
HONDERDEN JONGE STERRENSTELSELS AAN DE ‘RAND’ VAN HET HEELAL ONTDEKT. DOOR: EISE EN MAURITS.
Jo van den Brand Relativistische kosmologie: 1 december 2014
Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek Alles en Niks VAN DE OERKNAL TOT HIGGS Niels Tuning Nieuwe Meer 26 okt 2014.
Jo van den Brand HOVO: 13 november 2014
Algemene relativiteitstheorie
Door Simone, Ivo en Sivanne V2A
Sterrenlicht paragraaf 3.3 Stevin deel 3.
Jo van den Brand HOVO: 4 december 2014
Jo van den Brand HOVO: 27 november 2014
Samenvatting CONCEPT.
2 Het ongrijpbare neutrino Piet Mulders Vrije Universiteit Amsterdam
Jo van den Brand Les 5: 3 december 2015
De grens van het waarneembare heelal Space Class Sonnenborgh 5 oct 2010 John Heise, Universiteit Utrecht SRON-Ruimteonderzoek Nederland.
Straling van Sterren Hoofdstuk 3 Stevin deel 3.
het Multiversum een heelal gevuld met andere werelden
PPT ASO 5 4 Ontstaan van het heelal p.57.
Kosmologie Het is maar hoe je het bekijkt... Marcel Haas, Winterkamp 2006.
Jo van den Brand Relativistische kosmologie: 24 november 2014
Thema Zonnestelsel & Heelal Paragraaf 3 Sterren en materie
Natuurkunde Overal Hoofdstuk 11: Bouw van ons zonnestelsel.
Vandaag les3 Vorige: inleiding – Big Bang Big bang Heelal als geheel
II Drempels: complexiteitsprongen
Vorige keer: Hoe weten we dit allemaal? Wordt alles steeds complexer?
In het nieuws. In het nieuws Herhaling vorige les: Hubble kijkt mbv roodverschuiving buiten de Melkweg en ziet expanderend heelal met meerdere andere.
Nederlandse Vereniging voor Weer en Sterrenkunde, afd. Arnhem
Prof.dr. A. Achterberg, IMAPP
Van atoom tot kosmos Piet Mulders HOVO – cursus februari/maart 2019
Newtoniaanse Kosmologie College 8: deeltjesfysica en het vroege heelal
Transcript van de presentatie:

J.W. van Holten Metius, Structuur en evolutie van de kosmos

Ingredienten voor een heelal - straling: R ö ntgen, licht, microgolf, radio - materie: gas, sterren, neutrino ’ s - onzichtbare componenten: donkere materie, energie - ruimte en tijd - magneetvelden

Materie elektron kern (licht, negatief geladen) (massief, positief geladen) bestaat uit baryonen (nucleonen) 1 Å = m

Atoomkern proton neutron (positief geladen) (elektrisch neutraal) 1 fm = m kernkrachten >> elektrische (Coulomb) krachten (gebonden toestand van baryonen)

Neutrino’s: product van zwakke wisselwerkingen n p B.v.: ß - verval: m > m + m + m n pe e _

Baryonen, elektronen in gas (H, He) en sterren de melkweg centrale deel Gemiddelde dichtheid in het heelal: 1 nucleon per 5 m 3

Verdeling van melkwegstelsels in onze wijde omgeving

Omloopsnelheid van sterren in melkwegstelsels: snelheid neemt niet af naar de rand toe (Kepler: T 2 ~ R 3 ) Onzichtbare materie NGC 3198

Gravitatielens-effect: afbuiging van licht

donkere materie bestaat niet uit baryonen

Straling licht radio Bestaat uit lichtdeeltjes (fotonen) met energie E = hf = hc/

Kosmische achtergrondstraling (CMB) Microgolven: T = 2.73 K 410 fotonen/cm 3 (WMAP)

Afstandsbepaling in het heelal i. Parallax methode Definitie: d = 1 parsec als  = 1 boogseconde  1 parsec = 3.26 lichtjaar = 3.09 x km

ii. Variabele sterren a. Cepheiden Henriette Leavit (1912) - van groot aantal parallax en helderheid bekend - statistisch verband periode vs. helderheid

1923: E. Hubble ontdekt cepheiden in M31 (Andromeda) Afstand: 2.5 miljoen lichtjaar  er zijn melkwegstelsels buiten het onze

b. Supernovae Thermo-nucleaire explosie/implosie van een ster Supernova Ia: sterke correlatie duur en piek-helderheid SN 94b (NGC 4526)

iii. Roodverschuiving Doppler effect: Roodverschuivingsparameter z : Hubble (1929): roodverschuiving evenredig met afstand

Wet van Hubble Supernova metingen tot z ≈ 0.3 H 0 = 73 ± 3 km/sec/Mpc

Het uitdijende heelal - Alle melkwegstelsels bewegen met toenemende snelheid van elkaar af - hoe verder je het heelal in kijkt, hoe verder terug in de tijd - het licht dat het langst onderweg is geweest is het meest naar rood verschoven (langere golflengte)

Verste melkwegstelsels zichtbaar met HST: Z ~ 6 - 7

Verdeling van melkwegstelsels Op schaal > 100 Mpc: homogeen en isotroop

Kosmische achtergrondstaling T = 2.73 K ∆T/T ~ Homogeen en isotroop Neutraal waterstof gevormd bij T = 3200 K  z = 1100, 13.7 miljard jaar geleden

Geen uitdijing Constante uitdijing Versnelde uitdijing Kosmische uitbreiding van lichtsignalen

Hoge z supernova metingen  Versnelde expansie

Vacuumenergie Versnelde expansie  negatieve druk: kosmos wint energie door uitzetting Dit is mogelijk als de lege ruimte een constante energie per volume-eenheid bezit: vacuumenergie (Einstein’s kosmologische constante)

Meetkunde van de ruimte Ω 0 = gemiddelde energiedichtheid van het heelal in termen van de kritische energiedichtheid

 0 = 1   =  c = = 5.2 GeV/m 3 Energiebudget van het heelal (nu): - fotonen:   =  c  baryonen:  B = 0.04  c - vacuum:  v = 0.74  c - onzichtbare materie:  dm = 0.22  c (waarvan neutrino’s:   ~  c ) 3c 2 H 0 2 8π8π

Waarnemer in W (blauw) n melkwegstelsel van massa m per eenheid volume Energiebalans van melkwegstelsel O (rood): E = 1 / 2 mv 2 - GmM R Hubble: v = H 0 R Totale massa: M = R 3 nm 4π4π 3 = H nmc 2 = H    c = 2E mR 2 8 πG 3c 2 8 πG 3c 2 3c 2 H πG

Evolutie van het energiebudget -Dichtheid van baryonen en fotonen neemt af met toenemend volume van het heelal  n ~ 1/volume ~ 1/a 3 -De (rust)energie van baryonen blijft hetzelfde bij toenemend volume van het heelal   m ~ 1/volume ~ 1/a 3 -Aantal en energie van fotonen neemt af met toenemend volume van het heelal (roodverschuiving)   r ~ 1/a 4 -De vacuumenergie is onafhankelijk van het volume van het heelal   v = constant.

Evolutie en cross-over materie/straling/vacuumenergie als functie van de schaal van de kosmos

Samenstelling van het heelal  Nu (z = 0, T = 2.73 K)  Ontkoppeling kosmische achtergrondstraling (z = 1100, T = 3200 K)

Versnelde expansie van de kosmos