Universums uppkomst: Big Bang teorin

Transkript

1 Universums uppkomst: Big Bang teorin Universum expanderar (Hubbles lag) Kosmisk bakgrundsstrålning Fördelningen av grundämnen

2 Några kosmologiska frågor 1. Har universum alltid expanderat som idag eller fanns det en särskild inflationsfas? 2. Hur förändrades naturkrafterna och den tomma rymdens egenskaper strax efter Big Bang? 3. Vad är antimateria? Hur skapas det och hur förstörs det? 4. Varför ser vi så lite antimateria idag? 5. Vilka grundämnen skapades i det tidiga universum? 6. Hur bildades de första galaxerna? 7. Vad är den mörka energin? 8. Kan forskarna sätta ihop kvantteorin med Einsteins gravitationsteori ( theory of everything )?

3 Planck fasen GUT fasen Inflations fasen Elektrosvaga fasen Kvark fasen Hadron fasen Lepton fasen 1 s-10 s Foton fasen 10 s år

4 Universum år Bakgrundsstrålning på ca 3K Fria elektroner rekombinerade med joner till atomer Universum genomskinligt Temperaturfluktuationerna är direkt relaterade till kvantfluktuationer i densiteten i det mycket tidiga universum. Ett viktigt bevis för Big Bang teorin

5 Tidig historia Från början: Blandning av kvarkar och leptoner Efter 1/10000 sekund: Protoner och neutroner bildas Efter ca 1 sekund: Atomkärnor bildas (väte och helium) Efter år: Atomer kan bildas (ca 3000 C) Ungefär samtidigt kommer ljuset ut I universum

6 Universums form

7 Inflation förklarar varför universum är nästan platt och varför bakgrundsstrålningen är nästan perfekt isotrop

8 De fyra naturkrafterna Four basic forces gravity, electromagnetism, the strong force, and the weak force explain all the interactions observed in the universe

9 Grand unified theories (GUTs) försöker sammanföra tre av de fyra naturkrafterna En supergrand enhetsteori skulle förklara alla fyra krafterna GUTs antar att alla fyra krafterna var ekvivalenta strax efter Big Bang

10 Under inflationsfasen kom all massa och energi från själva vakuum

11 När det tidiga universum expanderade och kyldes ner så förintade huvuddelen av materia och antimateria varandra

12

13 Simulering av hur stora strukturer bildas från ursprungliga täthethetsfluktuationer

14 Galaxer bildades från täthetsfluktuationer i det tidiga universum

15 Modeller med mörk energi och mörk materia kan belysa verkliga observationer av universum

16 Den mörka energin! Ny upptäckt Universum har en accelererande expansion Mäts med hjälp av observationer av supernovor Verkar som en antigravitation Finns f n ingen fysikalisk förklaring

17 Strängteorin

18 Har universum 11 dimensioner? Från sk sträng teori förefaller det som att universum kan ha 11 dimensioner. Sju av dem är infällda Denna ide kan vara stöd för tanken på alternativa universa.

19 Parallella universa

20 Max Tegmarks multiversum Nivå 1: En oändlig samling universa. Nivå 2: Ett oändligt antal multiversa samlade. Nivå 3: Ett nytt universum skapas för varje händelse som inträffar. Det finns således till exempel ett oändligt antal universa, där Sovjetunionen vann kalla kriget, där axelmakterna vann andra världskriget, eller rentav där centralmakterna vann första världskriget, och sedan olika universa för alternativa påföljder och påföljdernas påföljder. Ett universum, där dinosaurierna aldrig dog ut, är ett annat exempel. Nivå 4: För varje sak som kunde ha hänt, så skapas det miljontals nya universum, alla med olika upplägg.