ENTDECKUNG DER DUNKLEN

ENERGIE

Jasper Geipel

Hauptseminar: Schlüsselexperimente

der Teilchenphysik

11.06.2010

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I. Einleitung/ Motivation

II. Friedman Gleichungen/ Theorie

III. Entdeckung der beschleunigten Expansion

IV. Mögliche Kandidaten

V. Fazit/Ausblick

11.06.2010 2/

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1916 Einstein ART Struktur des Universums

1929 Edwin Hubble entdeckt Expansion des Univ

1933 Fritz Zwicky beobachtet Coma-Haufen: Dunkle Materie

Suche nach Abbremsung der Expansion

1998 beschleunigte Expansion!

3/11.06.2010

11.06.2010 4/

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Die Geometrie sagt der Materie, wie sie sich bewegen soll, und die Materie diktiert der Geometrie wie sie sich zu krümmen hat.

5/11.06.2010

TG 8

ggR

RG 2

286/11.06.2010

)²²s in²²(

²

²)²(² ddr

kr

drtac²dtds²

1

dxdxgds ²

Erweiterung der Minkowski-Metrik Beschreibt Raum-Zeit Verknüpfung in der ARTKoordinatenachsen nicht mehr linear

Krümmung

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Parameter der FLRW-Metrik

Gibt die relative Expansion des Universums an.

Mit Hubbleparameter Verknüpft:

7/11.06.2010

xtar

)(

)(

)()(

ta

tatH

Mpcs

kmH 13

230 72 ..

rHv

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Isotropie: Kosmos in alle Richtungen gleich

Homogenität : kein Ort ausgezeichnet

Gilt erst ab 100-1000Mpc

1pc=3,26 LJ

8/11.06.2010

289/11.06.2010

33

8 ²

²

²)²(

c

a

kcGtH

3

3

3

4 ²)

²(²

c

c

pG

a

aHH

2810/11.06.2010

)()( 332 apdadc 2cwp

)1(3

0

w

xx a

0

3

M

RR

p

cp

cp

²

²

3

4

a

konst

a

M

R

t

2811/11.06.2010

)(² wKMR aaaaHH

13234

0

10 )(tamit 1 KMR

G

Hc

8

3 2

0

c

xx

03H

2

0

2

H

kcK

MR 0

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Saul Perlmutter : Supernova Cosmology Project

Adam Riess: High-z Supernova Search Team

Breakthrough of the Year

Beschleunigte Expansion

13/11.06.2010

2814/11.06.2010

Rotverschiebung: 3 Ursachen:•Expandierender Raum: kosmologische Rot.•Relativbewegung der Galaxien•Gravitative Rotverschiebung

cvc

vz

1

11

0

0

obsz

rHv 0

2815/11.06.2010

2816/11.06.2010

pc

rMm

105log

m : scheinbare HelligkeitM: absolute Helligkeit

Norman Robert Pogson(1829-1891)

1856

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Bestimmung von

Kosmologischen

Parametern

Konst/ bekanntes M

Cepheiden

SN1a

Methoden 17/11.06.2010

FeCoNi

2818/11.06.2010

magM 3,19•Doppelsternsystem•Kein Wasserstoff aber CO•Weißer Zwerg akkretiert Masse bis Chandrasekhar Grenze•Bis z=1.5 sichtbar

11.06.2010 19/

16,05,02

0

0

Ha

aq

Mq 0

0t

2822/11.06.2010

1 M

510

T

TKT 7,2

Mq 0

1 M

SN Typ 11a:

CMB:

Clusters:

6,26,0M

2824/11.06.2010

mit freundlicher Genehmigung von Prof. Drexlin Drexlinmit

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Dunkle Energie:◦ macht

der Energiedichte unseres

Universums aus.

◦ Entscheidet über das

Schicksal unseres Univ:

Big Rip

Big Crunch

Big Freeze

◦ Bestimmt die Geometrie

25/11.06.2010

Modell ΛCDΜ0.015%0.726

2827/11.06.2010

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www-ekp.physik.uni-karlsruhe.de/~deboer/html/Lehre/

www.wissenschaft-online.de/astrowissen

www-ik.fzk.de/~drexlin/astro10/astro10.html

Yun Wang : Dark Energy

www.wikipedia.org

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