Moderne Kosmologie - Fakultät Physik — TU Dresden · PDF filebei 5896 und...

Moderne Kosmologie

Michael H Soffel

Lohrmann Observatorium TU Dresden

Die Expansion des Weltalls

NGC 1300

Fraunhofer Spektrum

Klar erkennbare Absorptionslinien - z.B.: Na D Linienbei 5896 und 5890Å, die Ca H, K Linien bei 3968 und 3934Å

Der Doppler Effekt bei Licht

Kosmische Rotverschiebungen (Nanometer)

Die Galaxie M100

1 parsec = 3,2 Lichtjahre

Das Hubble Gesetz

V = H d0

H : Hubble Konstante0

Bestimmung der Hubble Konstante:

Messung der kosmischen Distanz

Methoden: (Beispiele)

-- trigonometrische Parallaxen-- Cepheid Variable-- andere Standardkerzen (Supernovae)

1 pc = 3,2 ly

Helligkeits - Perioden Relation bei Cepheiden

Cepheidvariable im Virgo

Das Prinzip einer Standardkerze

H_0 = 50 - 100 km/s/Mpc

70 +/- 7 (neuester Wert HST)

Rechnet man die Expansion des Alls zurück in der Zeit so ergibt sich:

das All ist vor endlicher Zeit im Rahmeneiner gigantischen Explosion (Big Bang)entstanden

Das Alter der Welt

Methoden zur Bestimmung des Weltalters

-- kosmische Dynamik-- nukleare Kosmochronometer-- Temperatur Weisser Zwergsterne

-- HR-Diagramm von Kugelstenhaufen

T_uni = 13 - 20 Milliarden Jahre

Isochrone für M30

Einsteinsche Gravitationstheorie

A. Einstein:Gravitation kann als Phänomen derKrümmung von Raum und Zeit verstandenwerden

GravitationalsPhänomender Krümmungvon Raumund Zeit

Periheldrehung des Merkur:43‘‘ pro Jhd. kann die Newtonsche Theorienicht erklären, wohl aber die Einsteinsche

Lichtablenkung im Schwerefeld der Sonne

Geometrie der Welt im Grossen

Kosmische Dynamik

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−−−−−−

Die 3 möglichen Geometrien unserer Welt im Grossen

Die Expansion des Allsim geschlossenen Weltraum

Ist unser All offen, geschlossenoder flach ?

Man muss die mittlere kosmische Dichte(bzw. den Dichteparameter bestimmen)

Sichtbare Materie: Ω < 0,05

ABER:

Rotationskurve des Andromeda Nebels

Dunkler Halo um eine Spiralgalaxie

NachweisdunklerMaterie

durchden Gravitations-linseneffekt

Gravitationslinsen im Virgo

Das Problem der kosmologischen Konstante

Verläuft die Expansion womöglich beschleunigt?

Die kosmische Hintergrundstrahlung

Penzias und Wilson (Nobelpreisträger)

BOOMERanG(Balloon Observations Of Millimetric Extragalactic Radiation ANd Geophysics)

- Experiment mit ballongetragenem Teleskop, zur Ausmessung von Anisotropien der CMBR

- der Erkundungsflug fand über Antarktika statt

- Start: 29. Dezember 1998; Landung: 8. Januar 1999

BOOMERanG

- angebrachte Solarzellen zur Stromversorgung

- die Gondel in der sich die Optik, Detektoren und Filter befinden

- eine Auswertung zeigt Bilder des früheren Universums

-rechts unten ist zum Vergleich die Größe des Mondes dargestellt

Geometrie: flach

Kosmisches Standardmodell

Strukturbildung im Kosmos

Computersimulation der kosmischen Strukturbildung

Andromeda

FIN

Warum ist unserWeltall so flach?

Ein Fundamental-problem desStandardmodells

Das hätte ich aber nichtgedacht