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

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

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

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

Kosmische tijdlijn Hogere dichtheden, temperaturen en energieen Interessante fysische omstandigheden

Richting de Planck schaal Planck mass: 1.2 x 1019 GeV/c2 ~ 2.2 x 10-8 kg Planck lengte: 1.6 x 10-35 m Planck tijd: 5.4 x 10-44 s Standaardmodel van de deeltjesfysica (SM) Grotere versneller, hogere energieen, kleinere afstanden Kosmologie: verder weg, langer geleden, kleiner Heelal

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

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

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

Kosmologische Inflatie Oerfase van exponentiele expansie Straal ~ 10-30 m, duur ~ 10-36 s, expansie factor ~1030 Voorspelt homogeen, plat en groot Heelal

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

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

Vacuum Energie Het vacuum is niet leeg en heeft `gewicht’ SM voorspelling: (Evac/V) ~ (Eplanck/Vplanck) Bron voor versnelde expansie! Gemeten waarde kosmologische constante: ~ 10-120 x voorspelling Klein ontmoet groot

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

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

Lesmateriaal http://wmap.gsfc.nasa.gov/ WMAP website http://www.aip.org/history/exhibits/cosmology/index.htm AIP Cosmic Journey http://astronomy.sussex.ac.uk/~andrewl/cosbook.html Toegankelijk tekstboek van Andrew Liddle