Mørk materie og mørk energi i universet. 2. Udvidende univers

Mørk stof og mørk energi i universet

Valery Anatolyevich Rubakov,
Institut for Kerneforskning, RAS, Moskva, Rusland

Præsentation af forelæsningen (pdf, 2 Mb)

Download video (AVI): Del 1 (180 MB), Del 2 (210 MB), Del 3 (250 MB)

  • 1. Introduktion
  • 2. Udvidende univers
  • 3. Universet i fortiden
  • 4. Energibalance i det moderne univers
  • 5. Mørk stof
  • 6. Mørk energi
  • 7. Konklusion

2. Udvidende univers

Der er en række fakta, der taler om universets egenskaber i dag og i en forholdsvis nyere fortid.

Fig. 2

Universet som helhed ensartet: alle områder i universet ser det samme ud. Dette gælder selvfølgelig ikke for små områder: der er områder, hvor der er mange stjerner – det er galakser; der er områder, hvor der er mange galakser – galakser; der er områder, hvor der er få galakser – disse er gigantiske hulrum. Men områder på 300 millioner lysår og mere alle ser det samme ud. Dette er tydeligt angivet ved astronomiske observationer, hvilket resulterede i et "kort" i universet til afstande på omkring 10 mia. Lysår fra os.1. Det må siges, at dette "kort" tjener som en kilde til værdifuld information om det moderne univers, da det giver os mulighed for at bestemme på et kvantitativt niveau præcis, hvordan materie er fordelt i universet.

Fig. 2 et fragment af dette kort er vist2dækker et relativt lille volumen af ​​universet. Det kan ses, at der i universet er strukturer af temmelig stor størrelse, men i almindelighed er galakserne "spredt" i det ensartet.

Universet udvider: galakser bevæger sig væk fra hinanden. Rummet er strakt i alle retninger, og jo længere væk fra os denne eller den galakse, jo hurtigere bevæger den sig væk fra os. I dag er tempoet i denne udvidelse lille: alle afstande bliver fordoblet3 omkring 15 milliarder år, men tidligere var udvidelsesgraden meget større. Tætheden af ​​materie i universet falder med tiden, og i fremtiden vil universet blive mere og mere sjældent. Tværtimod, før universet var meget tættere end det er nu. Den "rødme" af lys udsendt af fjerne galakser eller lyse stjerner indikerer direkte universets ekspansion: På grund af den generelle strækning af rummet øges lysets bølgelængde, da den flyver mod os. Dette fænomen blev oprettet af E. Hubble i 1927 og fungerede som observant bevis for universets ekspansion, forudsagt tre år tidligere af Alexander Friedman.

Det er bemærkelsesværdigt, at moderne observationsdata gør det muligt for os at måle ikke kun universets ekspansionshastighed på nuværende tidspunkt, men også at spore ekspansionshastigheden i fortiden. Vi vil tale om resultaterne af disse målinger og de vidtrækkende konklusioner, der følger af dem. Her siger vi om følgende: selve ekspansionen af ​​universet sammen med tyngdeorienteringen – den generelle relativitetsteori – indikerer at universet var ekstremt tæt i fortiden og ekspanderet meget hurtigt. Hvis vi sporer universets udvikling tilbage i fortiden, ved hjælp af fysikens velkendte love, kommer vi til den konklusion, at denne udvikling begyndte fra Big Bangs øjeblik; i dette øjeblik var sagen i universet så tæt, og gravitationsinteraktionen var så stærk, at de kendte love i fysikken ikke var anvendelige. 14 milliarder år er gået siden da er det alder af det moderne univers.

Universet er "varmt": det indeholder elektromagnetisk stråling kendetegnet ved en temperatur T = 2.725 grader Kelvin (relik fotoner, som i dag repræsenterer radiobølger). Selvfølgelig er denne temperatur i dag ikke høj (under temperaturen af ​​flydende helium), men det var ikke tilfældet tidligere.I ekspansionsprocessen køles universet ned, så i begyndelsen af ​​dets udvikling, temperatur og massefylde var meget højere end i dag. Tidligere var universet varmt, tæt og hurtigt voksende.


1 Skalaen for denne opgave fremgår af nedenstående figur: SDSS-undersøgelsen, som i øjeblikket foregår, dækker allerede mere end 300.000 galakser, for hvilke både retning og afstand måles.

2 Oversigt over Las Campanas, midt på 90'erne.

3 Dette gælder selvfølgelig ikke for afstanden fra Jorden til Solen eller afstanden mellem stjernerne i Galaksen: Jorden holdes tæt på Solen ved gravitationsattraktion, og afstanden fra den til Solen ændres ikke på grund af universets ekspansion.


Like this post? Please share to your friends:
Mørk stof og mørk energi i universet ">
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: