Mikrovågorna som avslöjar universums begynnelse
380 000 år efter Big Bang… …14 miljarder år senare …idag Mikrovågorna som avslöjar universums begynnelse http://okc.albanova.se/blog/ Rahman Amanullah, forskare i astrofysik och kosmologi vid Oskar Klein centrum 2 Behandling av lunginflammation (fram till mitten av 1800-talet) Från Prof. Per-Olof Hulth 2 Behandling av lunginflammation (fram till mitten av 1800-talet) ■ Sjukdomen består av obalans bland kroppvätskorna (blod, gul galla, svart galla och slem) Från Prof. Per-Olof Hulth 2 Behandling av lunginflammation (fram till mitten av 1800-talet) ■ Sjukdomen består av obalans bland kroppvätskorna (blod, gul galla, svart galla och slem) ■ Behandling ■ Åderlåtning ■ Kräkmedel Från Prof. Per-Olof Hulth Joseph Dietl (1804-1878) Från Prof. Per-Olof Hulth 3 Joseph Dietl (1804-1878) • Polsk läkare, gjorde mycket viktig undersökning 1842-1846 Från Prof. Per-Olof Hulth 3 Joseph Dietl (1804-1878) • Polsk läkare, gjorde mycket viktig undersökning 1842-1846 • Delade upp patienterna i tre grupper: - Behandling med åderlåtning - Behandling med kräkmedel - Ingen behandling! Från Prof. Per-Olof Hulth 3 Joseph Dietl (1804-1878) • Polsk läkare, gjorde mycket viktig undersökning 1842-1846 • Delade upp patienterna i tre grupper: • - Behandling med åderlåtning - Behandling med kräkmedel - Ingen behandling! Resultat: - Åderlåtning: 20,4% dog - Kräkmedel: 20,7% dog - Ingen behandling: 7% dog Från Prof. Per-Olof Hulth 3 4 Slutsats? Från Prof. Per-Olof Hulth 4 Slutsats? ■ Behandling av lunginflammation med kräkmedel och återlåtning dödar dubbelt så många patienter som sjukdomen (vid Dietls sjukhus)! Från Prof. Per-Olof Hulth 4 Slutsats? ■ Behandling av lunginflammation med kräkmedel och återlåtning dödar dubbelt så många patienter som sjukdomen (vid Dietls sjukhus)! ■ Varför hade ingen upptäckt det här tidigare? Från Prof. Per-Olof Hulth 4 Slutsats? ■ Behandling av lunginflammation med kräkmedel och återlåtning dödar dubbelt så många patienter som sjukdomen (vid Dietls sjukhus)! ■ Varför hade ingen upptäckt det här tidigare? ■ Kanske för att läkarna såg med egna ögon att 8 av 10 patienter blev friska? Från Prof. Per-Olof Hulth 5 Choklad och Nobelpris New England Journal of Medicine (2012) Universum sett från jorden European Southern Observatories Universum sett från jorden Satellitgalaxer European Southern Observatories ESO Vintergatan ESO Ljuset som budbärare Hög energi Låg energi Photo credit: Anders Adermark / Foter / CC BY-NC-ND Credit: Victor Blacus / CC BY-SA 3.0 Ljuset som budbärare Hög energi Låg energi Photo credit: Anders Adermark / Foter / CC BY-NC-ND Credit: Victor Blacus / CC BY-SA 3.0 Ljuset som budbärare Hög energi Låg hastighet Hög hastighet Röd- och blåförskjutning Credit: Wikimedia/commons CC BY-SA 3.0 Photo credit: Anders Adermark / Foter / CC BY-NC-ND Låg energi Credit: Victor Blacus / CC BY-SA 3.0 Vintergatan Galaxbilder från ESO Vintergatan Galaxbilder från ESO Vintergatan Galaxbilder från ESO Vintergatan Galaxbilder från ESO Vintergatan Galaxbilder från ESO 10 Big Bang kosmologi 10 Big Bang kosmologi Universum blir större när det blir äldre IDAG B ig ng a B Tid 10 Big Bang kosmologi Universum blir större när det blir äldre IDAG B ig ng a B Tid Om vi tittar långt bort ser vi också tillbaka i tiden! 10 Big Bang kosmologi Universum blir större när det blir äldre IDAG B ig ng a B Tid Om vi tittar långt bort ser vi också tillbaka i tiden! Om vi tittar tillräckligt långt bort, kan vi då se det heta Big Bang? Den kosmiska bakgrundsstrålningen 11 Horisonten för det observerbara universum ges hur långt en ljusstråle har färdats sedan Big Bang. Det observerbara universum Bakgrundsstrålningen? Observatör Oavsett vilken riktning vi observerar i så borde vi se det heta unga universum om vi tittar tillräckligt långt bort. Denna signal borde dock vara kraftigt rödförskjuten pga expansionen och te sig betydligt svalare idag. Mikrovågsbakgrunden ■ Mikrovågsbakgrunden förutsågs av Gamow, Alpher & Hermann 1946 ■ Hittades ■ Dicke, NASA av Penzias & Wilson 1965 (Nobelpris 1978) Peebles & Roll förklarar mätningarna 1965 12 Mikrovågsbakgrunden ■ Mikrovågsbakgrunden 12 förutsågs av Gamow, Alpher & Hermann 1946 ■ Hittades ■ Dicke, NASA av Penzias & Wilson 1965 (Nobelpris 1978) Peebles & Roll förklarar mätningarna 1965 Bakgrundsstrålningen motsvarar några procent av “myrornas krig” 13 LÄNGE SEDAN UNIVERSUMS STORLEK LÄNGE, LÄNGE SEDAN Vad är det vi ser? 14 Tid Temperatur 14 Vad är det vi ser? Tid Proton LÄNGE SEDAN UNIVERSUMS STORLEK LÄNGE, LÄNGE SEDAN Elektron Plasma (elektron-proton-gas) Temperatur 14 Vad är det vi ser? Tid Proton LÄNGE SEDAN UNIVERSUMS STORLEK LÄNGE, LÄNGE SEDAN Elektron Plasma (elektron-proton-gas) Temperatur 14 Vad är det vi ser? Tid Väteatom Proton LÄNGE SEDAN Temperaturen i universum har sjunkit tillräckligt för att elektroner och protoner ska kunna kombineras och bilda neutralt väte. UNIVERSUMS STORLEK LÄNGE, LÄNGE SEDAN Elektron Plasma (elektron-proton-gas) 3000 K Temperatur Cosmic Background Explorer (COBE) 15 NASA Plancks strålningslag gäller vid termisk jämvikt Universum är inte homogent! 16 NASA/ESA Nobelpriset 2006! 17 COBE (1992) John Mather George Smoot NASA (http://space.gsfc.nasa.gov/astro/cobe) Nobelpriset 2006! 17 COBE (1992) John Mather George Smoot Bakgrundsstrålningen är isotrop till första ordningen - nära perfekt svartkroppsstrålning NASA (http://space.gsfc.nasa.gov/astro/cobe) Nobelpriset 2006! 17 COBE (1992) John Mather George Smoot Bakgrundsstrålningen är isotrop till första ordningen - nära perfekt svartkroppsstrålning Om vi förstärker kontrasten med faktor 1000 framstår en dipol - Dopplerförskjutningen från oss observatörer relativt bakgrundsstrålningen. NASA (http://space.gsfc.nasa.gov/astro/cobe) Nobelpriset 2006! 17 COBE (1992) John Mather George Smoot Bakgrundsstrålningen är isotrop till första ordningen - nära perfekt svartkroppsstrålning Om vi förstärker kontrasten med faktor 1000 framstår en dipol - Dopplerförskjutningen från oss observatörer relativt bakgrundsstrålningen. Vintergatan Om vi subtraherar dipolen och förstärker kontrasten till 1/100000 så framstår fluktuationer i bakgrundsstrålningen. NASA (http://space.gsfc.nasa.gov/astro/cobe) Planck (2013) 18 Påminnelse! ESA 19 Nu kan vi lägga det kosmiska pusslet! Fluktuationerna (1/100000) i bakgrundsstrålningen… …leder till de strukturer vi kan observera idag Sloan Digital Sky Survey (Data Release 9) / CC SA 4.0 …leder till de strukturer vi kan observera idag Sloan Digital Sky Survey (Data Release 9) / CC SA 4.0 22 Bakgrundsstrålningen som våg Mängden materia mellan källa och observatör påverkar ljusets väg CFHTLENS 22 Bakgrundsstrålningen som våg Mängden materia mellan källa och observatör påverkar ljusets väg CFHTLENS NASA/ESA 22 Bakgrundsstrålningen som våg Mängden materia mellan källa och observatör påverkar ljusets väg Mängden materia i universum påverkar dess geometri CFHTLENS Slutet Öppet Platt NASA/ESA Simuleringar och data Slutet Platt 23 Öppet Simuleringar Vilken är universums geometri? Simuleringar och data Slutet Platt 23 Öppet Simuleringar Vilken är universums geometri? BOOMERanG Simuleringar och data Slutet Platt 23 Öppet Simuleringar Vilken är universums geometri? Data BOOMERanG Obesvarade storskaliga frågor… Varför har dessa områden samma temperatur? De har aldrig någonsin varit i kontakt med varandra! Varför är universum så platt? Idéer finns och framtida mätningar kan förhoppningsvis besvara dessa frågor. 24 http://www.skolverket.se/skolutveckling/larande/nt/ntundervisning/gymnasieutbildning/fysik www.handsonuniverse.com Resurser för lärare och elever Radioteleskop i Stockholm, Göteborg och Lund Upptäck Vintergatan Kan fjärrstyras över internet Vetenskapens hus i Stockholm
© Copyright 2024