Het Uitdijend Heelal Prof.dr. Paul Groot Afdeling Sterrenkunde, IMAPP Radboud Universiteit Nijmegen

Tijd De lichtsnelheid Afstand en Leegte Het Versneld Uitdijend Heelal Het Uitdijend Heelal Tijd De lichtsnelheid Afstand en Leegte Het Versneld Uitdijend Heelal Eindigt het Heelal in de diepvries?

Tijd wordt afgemeten aan veranderingen I:Tijd Tijd wordt afgemeten aan veranderingen

Menselijke Tijd

Zonnetijd Jaarlijkse beweging Dagelijkse beweging

Zonnetijd  Mechanische tijd Christiaan Huygens Slingeruurwerk 1656 John Harrison H4 1759

Een slechte klok

De seconde Al bij de Babyloniers een bekende eenheid maar pas in de Middeleeuwen door astronomen gedefinieerd: 1 seconde = 1/60 van 1/60 van het uur = 1/3600 uur Met entree van het slingeruurwerk: 1 seconde is slingertijd van klok met slingerlengte van 0.994m

De Moderne Seconde Na de uitvinding van de atoomklok: 1 seconde is de duur van 9 192 631 770 golf perioden van de hyperfijn overgang in het Cesium-133 atoom

II: De lichtsnelheid c = 299 792 458 meter per seconde Historisch: Øle Roemer Io en Jupiter

II: De lichtsnelheid c = c Maxwell, Lorentz, Einstein: De lichtsnelheid is altijd constant, ongeacht de snelheid van het uitzendende voorwerp. c = c

Relativiteitstheorie Maxwell, Lorentz, Einstein: Combineer c=c met 'elke waarnemer moet hetzelfde zien': speciale relativiteitstheorie. o.a. Bewegende klokken lopen trager! De duur van een seconde hangt af van de waarnemer

Tijdskegels c*t Beweging van licht xc = c*t xv = v*t wereldlijn lichtkegel Niet toegestaan Niet toegestaan x Informatie kan maximaal met de lichtsnelheid reizen: vinf ≤ c v*t ≤ c*t ; xv = v*t ≤ c*t = xc → xv ≤ xc

Causaliteit Snelle klokken lopen traag, en hoe sneller hoe trager! c*t Pas hier weet A' wat er bij B is gebeurd B Pas hier weet A wat er bij B is gebeurd Pas hier weet B wat er bij A is gebeurd x Snelle klokken lopen traag, en hoe sneller hoe trager!

3. Afstand en Leegte Afstanden uitgedrukt in lichteenheden: x = c* t bv: 1 lichtseconde = c * 1 seconde ≃ 300 000 km Aarde 1,2 lichtseconde Maan 1 lichtminuut = c * 60 seconden ≃ 18 miljoen km Zon = 8.3 lichtminuten Aarde

3. Afstand en Leegte Afstanden uitgedrukt in lichteenheden: x = c* t bv: 1 lichtjaar = c * π * 107 seconden ≃ 9.4 1012 km Afstand Zon- Proxima Centauri: 4.22 lichtjaar.

Ver weg = Lang geleden Andromeda nevel: 2 miljoen lichtjaar, i.e. licht is 2 miljoen jaar 'oud'

Heel ver weg = Heel lang geleden Het Hubble UltraDeep Field: sterrenstelsels op 12 miljard lichtjaar

Het Uitdijend Heelal Island Universes Edwin Hubble (1889-1953) 100 inch Hooker Telescope

De Wet van Hubble V = H0 * D H0 = 72 km/s/Mpc

Een uitdijend heelal

De hete Oerknal Als het Heelal nu groot en koud is, en uitdijt: vroeger kleiner en heter Grootte, Temperatuur Nu Tijd Straling en materie ontkoppelen

De achtergrond straling

De achtergrond straling Penzias & Wilson, 1964 Dicke

De achtergrond straling Verschil tussen heet (rood) en koud (blauw) < 10-4 K

De toekomst van het Heelal Heelal is vlak: precies genoeg massa-energie om uitdijing in het oneindige te stoppen

De toekomst van het Heelal Maar het heelal dijt op dit moment wel versneld uit

Waar bestaat het Heelal uit? Wij, en alles dat we kennen 96% van het Heelal bestaat uit onbekende materie-energie

Conclusies Er is genoeg te doen: we missen 96% van het Heelal Gewone materie is slechts klein deel van alles Het heelal dijt op dit moment versneld uit, maar lijkt wel vlak te zijn. Het heelal eindigt uiteindelijk als zeer leeg en heel koud: de diepvries Gelukkig is de Aarde en de mensheid allang daarvoor verschroeid door een opzwellende Zon.