IOAA online felkésźıtő hétvégeKozmológia

Dálya Gergely

ELTE Atomfizikai TanszékLIGO Livingston Observatory

dalyag@caesar.elte.hu

2020. 04. 25.

Kozmológiai elv

Mekkora ez a nagy skála?

Dálya Gergely Kozmológia 2020. 04. 25. 2 / 18

Az Univerzum nagy skálán homogén és izotrop.

Kozmológiai elv

Dálya Gergely Kozmológia 2020. 04. 25. 3 / 18

Olbers-paradoxon

Statikus, végtelenül nagy és idős Univerzumban miért van éjszakasötét?

Sötét felhők kitakarják a csillagokat?

Dálya Gergely Kozmológia 2020. 04. 25. 4 / 18

Hubble–Lemâıtre-törvény

Hogyan tudjuk megmérni a sebességüket és a távolságukat?Mi neheźıtheti a pontos mérést?Mi vagyunk a világ közepe?

Dálya Gergely Kozmológia 2020. 04. 25. 5 / 18

Hubble–Lemâıtre-törvény

Dálya Gergely Kozmológia 2020. 04. 25. 6 / 18

Mindenhonnan ugyanúgy néz ki, az Univerzumnak nincs közepe!Nem a galaxisok mozognak, hanem a tér tágul!

Tágul a Naprendszer is? Tágulunk mi is?

Hubble–Lemâıtre-törvény

v = H0 · d H0 ' 70km

s ·Mpc1

H0= ? (1)

Dálya Gergely Kozmológia 2020. 04. 25. 7 / 18

Hubble–Lemâıtre-törvény

Dálya Gergely Kozmológia 2020. 04. 25. 8 / 18

Ősrobbanás

Dálya Gergely Kozmológia 2020. 04. 25. 9 / 18

Ősrobbanás

%krit =3H208πG

' 9,47 · 10−27 kgm3

(2)

Az Ősrobbanás-elmélet három bizonýıtéka:

I Az Univerzum tágulása

I Kozmikus elemgyakoriság (∼75% H, ∼25% He)

I Kozmikus háttérsugárzás (CMB)

Dálya Gergely Kozmológia 2020. 04. 25. 10 / 18

Kozmikus háttérsugárzás

Rekombináció: t = 380 000 év, T ' 3000 K → T0 = 2,725 KA legpontosabb feketetest-spektrum. ∆T0/T0 ' 10−5

A fluktuációk mértéke is egyezik a megjósolttal.

Dálya Gergely Kozmológia 2020. 04. 25. 11 / 18

Az Univerzum összetétele

Dálya Gergely Kozmológia 2020. 04. 25. 12 / 18

Sötét anyag

Dálya Gergely Kozmológia 2020. 04. 25. 13 / 18

Galaxis rotációs görbéje: v =√

GMR

Másik bizonýıték: galaxishalmazok röntgensugárzása

86% sötét anyag

12% forró gáz

2% galaxisok

Sötét energia

Dálya Gergely Kozmológia 2020. 04. 25. 14 / 18

%

%krit= Ω (3)

% = %anyag + %sug + %Λ (4)

Ω = ΩM + ΩR + ΩΛ (5)

Mostani értékeik:ΩM,0 ' 0,27ΩΛ,0 ' 0,73ΩR,0 ' 10−4

Vöröseltolódás

z =∆λ

λ(6)

Mi köze van ennek a távolodási sebességhez?

I Klasszikus fizika: z = v/c

I Speciális relativitáselmélet: 1 + z =√

1+v/c1−v/c

I Kozmológia: 1 + z = adetektáláskor/a kibocsátáskor

Skálaparaméter: d(t) = a(t) · d0 a0 = 1

Dálya Gergely Kozmológia 2020. 04. 25. 15 / 18

Vöröseltolódás

Vöröseltolódás

Sebes

ség

spec. rel.

Fénysebességnél gyorsabb tágulás?Dálya Gergely Kozmológia 2020. 04. 25. 16 / 18

Az Univerzum korszakai

Skálaparaméter

Energiasrség

Dálya Gergely Kozmológia 2020. 04. 25. 17 / 18

Az Univerzum korszakai

Dálya Gergely Kozmológia 2020. 04. 25. 18 / 18

Bevezetés