Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Das neue Bild vom Universum ¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
13. Mai 2006
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Motto
¨ Mache die Dinge so einfach wie moglich, aber nicht einfacher! ¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Normale Materie
besteht aus Protonen, Neutronen und Elektronen.
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Normale Materie
besteht aus Protonen, Neutronen und Elektronen. hinzu kommen masselose Teilchen wie Photonen und Neutrinos (Strahlung).
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Normale Materie
besteht aus Protonen, Neutronen und Elektronen. hinzu kommen masselose Teilchen wie Photonen und Neutrinos (Strahlung). ¨ Atomkerne, Atome, Molekule, .. ¨ Festkorper.
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Kernfusion
Kernverschmelzung, etwa (pn)+(pn) → (ppnn)
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Kernfusion
Kernverschmelzung, etwa (pn)+(pn) → (ppnn) also D + D → He
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Kernfusion
Kernverschmelzung, etwa (pn)+(pn) → (ppnn) also D + D → He Massendifferenz ∆M = MD + MD − MHe
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Kernfusion
Kernverschmelzung, etwa (pn)+(pn) → (ppnn) also D + D → He Massendifferenz ∆M = MD + MD − MHe . . . wird zu Energie ∆M · c 2 (Strahlung)
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Kernfusion
Kernverschmelzung, etwa (pn)+(pn) → (ppnn) also D + D → He Massendifferenz ∆M = MD + MD − MHe . . . wird zu Energie ∆M · c 2 (Strahlung) Viele andere Kernreaktionen. . .
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Sterne Wegen der universellen Schwerkraft wollen Massen zusammensturzen ¨
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Sterne Wegen der universellen Schwerkraft wollen Massen zusammensturzen ¨ Massenansammlung kann durch Gegendruck stabilisert werden
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Sterne Wegen der universellen Schwerkraft wollen Massen zusammensturzen ¨ Massenansammlung kann durch Gegendruck stabilisert werden Kernfusion (heißes Gas und Strahlung): normale Sterne (wie Sonne)
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Sterne Wegen der universellen Schwerkraft wollen Massen zusammensturzen ¨ Massenansammlung kann durch Gegendruck stabilisert werden Kernfusion (heißes Gas und Strahlung): normale Sterne (wie Sonne) Elektronenentartung: Weiße Zwerge (etwa Erddurchmesser)
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Sterne Wegen der universellen Schwerkraft wollen Massen zusammensturzen ¨ Massenansammlung kann durch Gegendruck stabilisert werden Kernfusion (heißes Gas und Strahlung): normale Sterne (wie Sonne) Elektronenentartung: Weiße Zwerge (etwa Erddurchmesser) Neutronenentartung: Neutronensterne (etwa 10 km Durchmesser)
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Sterne Wegen der universellen Schwerkraft wollen Massen zusammensturzen ¨ Massenansammlung kann durch Gegendruck stabilisert werden Kernfusion (heißes Gas und Strahlung): normale Sterne (wie Sonne) Elektronenentartung: Weiße Zwerge (etwa Erddurchmesser) Neutronenentartung: Neutronensterne (etwa 10 km Durchmesser) ¨ Gegendruck reicht nicht aus: Schwarze Locher
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Sterne Wegen der universellen Schwerkraft wollen Massen zusammensturzen ¨ Massenansammlung kann durch Gegendruck stabilisert werden Kernfusion (heißes Gas und Strahlung): normale Sterne (wie Sonne) Elektronenentartung: Weiße Zwerge (etwa Erddurchmesser) Neutronenentartung: Neutronensterne (etwa 10 km Durchmesser) ¨ Gegendruck reicht nicht aus: Schwarze Locher Die Masse weißer Zwerge muss kleiner als 1.44 M sein (Nobelpreis Chandrasekhar 1930). ¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Entfernungen Erde-Sonne
8 Lmin
¨ nachster Fixstern
4 LJ
Zentrum der Galaxis
25 kLJ
M31 (Andromeda-Galaxie)
2.2 MLJ
Ia-Supernova 1994D
50 MLJ
AM 0644-741 (Ring-Galaxie)
300 MLJ
Hubble Deep Field Survey
mehrere GLJ
Abell 1835
etwa 13 GLJ
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
M83
M83, Durchmesser etwa 60 Tausend Lichtjahre ¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Andromeda-Nebel
2.2 Millionen Lichtjahre ¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Ia Supernova Ausgebrannte Sterne enden als weiße Zwerge, ¨ Neutronensterne oder Schwarze Locher. In wenigen Wochen wird mehr Energie freigesetzt als zuvor in einer Milliarde Jahren.
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Ia Supernova Ausgebrannte Sterne enden als weiße Zwerge, ¨ Neutronensterne oder Schwarze Locher. In wenigen Wochen wird mehr Energie freigesetzt als zuvor in einer Milliarde Jahren. Die Masse eines weißen Zwerges kann auf Kosten eines benachbarten Sternes anwachsen.
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Ia Supernova Ausgebrannte Sterne enden als weiße Zwerge, ¨ Neutronensterne oder Schwarze Locher. In wenigen Wochen wird mehr Energie freigesetzt als zuvor in einer Milliarde Jahren. Die Masse eines weißen Zwerges kann auf Kosten eines benachbarten Sternes anwachsen. Bei Erreichen von 1.44 M gibt es eine Ia-Supernova mit immer gleichem Verlauf und gleicher Helligkeit (Standardkerze).
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Ia Supernova Ausgebrannte Sterne enden als weiße Zwerge, ¨ Neutronensterne oder Schwarze Locher. In wenigen Wochen wird mehr Energie freigesetzt als zuvor in einer Milliarde Jahren. Die Masse eines weißen Zwerges kann auf Kosten eines benachbarten Sternes anwachsen. Bei Erreichen von 1.44 M gibt es eine Ia-Supernova mit immer gleichem Verlauf und gleicher Helligkeit (Standardkerze). Bei bekannter absoluter und gemessener sichtbarer Helligkeit kann die Entfernung bestimmt werden!
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
IaSN 1994D
60 Millionen Lichtjahre ¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Ring-Galaxie
300 Millionen Lichtjahre ¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Hubble Deep Field Survey
10 Tage Licht gesammelt, mehr als eine Milliarde Lichtjahre tief ¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Abell 1835
etwa 13 Milliarden Lichtjahre ¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Spektrallinien
Rotverschiebung z =
λ0 − λ λ
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Normale Materie Sterne Entfernungen Spektren
Rotverschiebung
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Hubble-Gesetz ¨ Haufigkeit der leichten Elemente Hintergrundstrahlung Zusammenfassung
Hubble-Gesetz
¨ Befund: Rotverschiebung wachst mit abnehmender Helligkeit der Ia-Supernovae (Entfernung)
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Hubble-Gesetz ¨ Haufigkeit der leichten Elemente Hintergrundstrahlung Zusammenfassung
Hubble-Gesetz
¨ Befund: Rotverschiebung wachst mit abnehmender Helligkeit der Ia-Supernovae (Entfernung) voreilige Deutung: Dopplereffekt. Explosion.
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Hubble-Gesetz ¨ Haufigkeit der leichten Elemente Hintergrundstrahlung Zusammenfassung
Hubble-Gesetz
¨ Befund: Rotverschiebung wachst mit abnehmender Helligkeit der Ia-Supernovae (Entfernung) voreilige Deutung: Dopplereffekt. Explosion. r v c+v −1≈ ∝d z= c−v c
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Hubble-Gesetz ¨ Haufigkeit der leichten Elemente Hintergrundstrahlung Zusammenfassung
Hubble-Gesetz
¨ Befund: Rotverschiebung wachst mit abnehmender Helligkeit der Ia-Supernovae (Entfernung) voreilige Deutung: Dopplereffekt. Explosion. r v c+v −1≈ ∝d z= c−v c ¨ heutige Deutung: Raum dehnt sich aus. Je alter die Supernova, umso mehr wurden die Photonen inzwischen gedehnt.
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Hubble-Gesetz ¨ Haufigkeit der leichten Elemente Hintergrundstrahlung Zusammenfassung
Hubble-Gesetz
¨ Befund: Rotverschiebung wachst mit abnehmender Helligkeit der Ia-Supernovae (Entfernung) voreilige Deutung: Dopplereffekt. Explosion. r v c+v −1≈ ∝d z= c−v c ¨ heutige Deutung: Raum dehnt sich aus. Je alter die Supernova, umso mehr wurden die Photonen inzwischen gedehnt. folgerichtig: Urknall (big bang)
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Hubble-Gesetz ¨ Haufigkeit der leichten Elemente Hintergrundstrahlung Zusammenfassung
Synthese im fruhen Universum ¨
Synthese im fruhen Universum ¨ ¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Hubble-Gesetz ¨ Haufigkeit der leichten Elemente Hintergrundstrahlung Zusammenfassung
Mikrowellen-Hintergrundstrahlung
Wilkinson Microwave Asymmetry Probe (WMAP), NASA, 2003 ¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Hubble-Gesetz ¨ Haufigkeit der leichten Elemente Hintergrundstrahlung Zusammenfassung
WMAP-Satellit
Umkreist die Sonne zusammen mit der Erde vierfache Mondentfernung ¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Hubble-Gesetz ¨ Haufigkeit der leichten Elemente Hintergrundstrahlung Zusammenfassung
Vier wichtige Befunde
Urknall (Am Anfang schuf Gott . . . )
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Hubble-Gesetz ¨ Haufigkeit der leichten Elemente Hintergrundstrahlung Zusammenfassung
Vier wichtige Befunde
Urknall (Am Anfang schuf Gott . . . ) ¨ Das Weltall ist großraumig isotrop und dehnt sich mehr und mehr aus.
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Hubble-Gesetz ¨ Haufigkeit der leichten Elemente Hintergrundstrahlung Zusammenfassung
Vier wichtige Befunde
Urknall (Am Anfang schuf Gott . . . ) ¨ Das Weltall ist großraumig isotrop und dehnt sich mehr und mehr aus. Auch die kosmische Hintergrundstrahlung (Nachleuchten) ist isotrop.
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
Hubble-Gesetz ¨ Haufigkeit der leichten Elemente Hintergrundstrahlung Zusammenfassung
Vier wichtige Befunde
Urknall (Am Anfang schuf Gott . . . ) ¨ Das Weltall ist großraumig isotrop und dehnt sich mehr und mehr aus. Auch die kosmische Hintergrundstrahlung (Nachleuchten) ist isotrop. ¨ ¨ Die Haufigkeit der Elemente lasst auf extreme Temperaturen im fruhen Universum schließen. ¨
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
¨ Grundsatze fur ¨ eine kosmologische Theorie
Der Kosmos ist ein physikalisches System.
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
¨ Grundsatze fur ¨ eine kosmologische Theorie
Der Kosmos ist ein physikalisches System. Einsteins Theorie der Schwerkraft (Allgemeine ¨ Relativitatstheorie)
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
¨ Grundsatze fur ¨ eine kosmologische Theorie
Der Kosmos ist ein physikalisches System. Einsteins Theorie der Schwerkraft (Allgemeine ¨ Relativitatstheorie) Kosmologisches Prinzip: alle Orte und alle Richtungen im Kosmos sind gleichwertig.
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Raum, Zeit und Materie Raum-Zeit-Eigenschaften durch die Metrik ds2 = gik (x)dx i dx k bestimmt
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Raum, Zeit und Materie Raum-Zeit-Eigenschaften durch die Metrik ds2 = gik (x)dx i dx k bestimmt aus Metrik folgt Krummungstensor Rik (x) und ¨ Krummungsskalar R(x) ¨
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Raum, Zeit und Materie Raum-Zeit-Eigenschaften durch die Metrik ds2 = gik (x)dx i dx k bestimmt aus Metrik folgt Krummungstensor Rik (x) und ¨ Krummungsskalar R(x) ¨ Tik (x) beschreibt Dichte und Stromdichte von Energie und Impuls
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Raum, Zeit und Materie Raum-Zeit-Eigenschaften durch die Metrik ds2 = gik (x)dx i dx k bestimmt aus Metrik folgt Krummungstensor Rik (x) und ¨ Krummungsskalar R(x) ¨ Tik (x) beschreibt Dichte und Stromdichte von Energie und Impuls 1 8πG Rik − gik R = 4 Tik + Λgik 2 c
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Raum, Zeit und Materie Raum-Zeit-Eigenschaften durch die Metrik ds2 = gik (x)dx i dx k bestimmt aus Metrik folgt Krummungstensor Rik (x) und ¨ Krummungsskalar R(x) ¨ Tik (x) beschreibt Dichte und Stromdichte von Energie und Impuls 1 8πG Rik − gik R = 4 Tik + Λgik 2 c ¨ Massen und Strahlung breitet sich auf geodatischen Linien aus. . .
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Raum, Zeit und Materie Raum-Zeit-Eigenschaften durch die Metrik ds2 = gik (x)dx i dx k bestimmt aus Metrik folgt Krummungstensor Rik (x) und ¨ Krummungsskalar R(x) ¨ Tik (x) beschreibt Dichte und Stromdichte von Energie und Impuls 1 8πG Rik − gik R = 4 Tik + Λgik 2 c ¨ Massen und Strahlung breitet sich auf geodatischen Linien aus. . . . . . die durch die Metrik definiert werden (siehe oben) ¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
¨ Konnen Sie mir folgen?
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Einstein hat Recht!
Lichtablenkung durch die Sonne (1919)
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Einstein hat Recht!
Lichtablenkung durch die Sonne (1919) Perihelverschiebung bei Merkur
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Einstein hat Recht!
Lichtablenkung durch die Sonne (1919) Perihelverschiebung bei Merkur GPS
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Einstein hat Recht!
Lichtablenkung durch die Sonne (1919) Perihelverschiebung bei Merkur GPS Neutronen-Doppelsterne
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Einstein hat Recht!
Lichtablenkung durch die Sonne (1919) Perihelverschiebung bei Merkur GPS Neutronen-Doppelsterne Gravitationslinsen
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Einstein hat Recht!
Lichtablenkung durch die Sonne (1919) Perihelverschiebung bei Merkur GPS Neutronen-Doppelsterne Gravitationslinsen ¨ Schwarze Locher
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Gravitationslinse
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Schwarzes Loch im Zentrum der Galaxis
Umlauf in 15 Jahren, Abstand 17 Lichtstunden, 3 Millionen Sonnenmassen ¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Kosmologisches Standardmodell
ds2 = c 2 dt 2 − α(t)2
dr 2 + r 2 dΩ2 2 1 − kr
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Kosmologisches Standardmodell
dr 2 + r 2 dΩ2 2 1 − kr k = 0: Raumkrummung verschwindet (flache Welt) oder ¨ k = ±1 ds2 = c 2 dt 2 − α(t)2
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Kosmologisches Standardmodell
dr 2 + r 2 dΩ2 2 1 − kr k = 0: Raumkrummung verschwindet (flache Welt) oder ¨ k = ±1 ds2 = c 2 dt 2 − α(t)2
Differentialgleichungen fur ¨ ’Weltradius’ α(t)
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Kosmologisches Standardmodell
dr 2 + r 2 dΩ2 2 1 − kr k = 0: Raumkrummung verschwindet (flache Welt) oder ¨ k = ±1 ds2 = c 2 dt 2 − α(t)2
Differentialgleichungen fur ¨ ’Weltradius’ α(t) Massendichte ρ und Druck p (Zustandsgleichung) mussen ¨ bekannt sein
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Heutiger Stand (ΛDCM) ρ/ρkr = 1.02 ± 0.02. Der Kosmos ist also uberall flach ¨ (k=0).
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Heutiger Stand (ΛDCM) ρ/ρkr = 1.02 ± 0.02. Der Kosmos ist also uberall flach ¨ (k=0). ¨ mit 73% zur Expansion Der kosmologische Term (Λ) tragt bei (dunkle Energie).
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Heutiger Stand (ΛDCM) ρ/ρkr = 1.02 ± 0.02. Der Kosmos ist also uberall flach ¨ (k=0). ¨ mit 73% zur Expansion Der kosmologische Term (Λ) tragt bei (dunkle Energie). Die normale sichtbare Materie ist nur mit 4% beteiligt.
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Heutiger Stand (ΛDCM) ρ/ρkr = 1.02 ± 0.02. Der Kosmos ist also uberall flach ¨ (k=0). ¨ mit 73% zur Expansion Der kosmologische Term (Λ) tragt bei (dunkle Energie). Die normale sichtbare Materie ist nur mit 4% beteiligt. Der Rest von 23%, die unsichtbare Materie, ist kalt (ubt ¨ keinen Druck aus). Damit scheiden Neutrinos aus.
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Heutiger Stand (ΛDCM) ρ/ρkr = 1.02 ± 0.02. Der Kosmos ist also uberall flach ¨ (k=0). ¨ mit 73% zur Expansion Der kosmologische Term (Λ) tragt bei (dunkle Energie). Die normale sichtbare Materie ist nur mit 4% beteiligt. Der Rest von 23%, die unsichtbare Materie, ist kalt (ubt ¨ keinen Druck aus). Damit scheiden Neutrinos aus. Das Universum ist 13.7 ± 0.2 Milliarden Jahre alt.
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Heutiger Stand (ΛDCM) ρ/ρkr = 1.02 ± 0.02. Der Kosmos ist also uberall flach ¨ (k=0). ¨ mit 73% zur Expansion Der kosmologische Term (Λ) tragt bei (dunkle Energie). Die normale sichtbare Materie ist nur mit 4% beteiligt. Der Rest von 23%, die unsichtbare Materie, ist kalt (ubt ¨ keinen Druck aus). Damit scheiden Neutrinos aus. Das Universum ist 13.7 ± 0.2 Milliarden Jahre alt. Die Hintergrundstrahlung hat sich nach 380 Tausend ¨ Jahren abgelost.
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Urknall
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
¨ Grundsatze Theorie der Schwerkraft Standardmodell
Geschichte Urknall
13.7 GJ
Sonnensystem
4.6 GJ
erste Einzeller
3.5 GJ
Wirbeltiere
500 MJ
Blutenpflanzen ¨
100 MJ
¨ Saugetiere
50 MJ
Homo habilis
2 MJ
Homo sapiens
200 TJ
Hochkulturen
5 TJ
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
SDSS Planck Theorie
¨ Demnachst
Sloane Digital Sky Survey: Komplette automatisierte Durchmusterung von etwa einem Viertel des Himmels
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
SDSS Planck Theorie
¨ Demnachst
Sloane Digital Sky Survey: Komplette automatisierte Durchmusterung von etwa einem Viertel des Himmels 100 Millionen kosmische Objekte (mit Spektren)
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
SDSS Planck Theorie
¨ Demnachst
Sloane Digital Sky Survey: Komplette automatisierte Durchmusterung von etwa einem Viertel des Himmels 100 Millionen kosmische Objekte (mit Spektren) darunter etwa 1 Million Galaxien und Quasare
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
SDSS Planck Theorie
¨ Demnachst
Sloane Digital Sky Survey: Komplette automatisierte Durchmusterung von etwa einem Viertel des Himmels 100 Millionen kosmische Objekte (mit Spektren) darunter etwa 1 Million Galaxien und Quasare The Sloan Digital Sky Survey is the most ambitious astronomical survey project ever undertaken.
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
SDSS Planck Theorie
¨ Demnachst
Sloane Digital Sky Survey: Komplette automatisierte Durchmusterung von etwa einem Viertel des Himmels 100 Millionen kosmische Objekte (mit Spektren) darunter etwa 1 Million Galaxien und Quasare The Sloan Digital Sky Survey is the most ambitious astronomical survey project ever undertaken. Ergebnisse per Internet fur ¨ jedermann verfugbar ¨
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
SDSS Planck Theorie
SDSS
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
SDSS Planck Theorie
Planck
Nachfolger von WMAP, 1800 kg
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
SDSS Planck Theorie
Planck
Nachfolger von WMAP, 1800 kg European Space Agency ESA
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
SDSS Planck Theorie
Planck
Nachfolger von WMAP, 1800 kg European Space Agency ESA Ariane-Rakete, Start 2008, zusammen mit Herrschel-Satellit
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
SDSS Planck Theorie
Planck
Nachfolger von WMAP, 1800 kg European Space Agency ESA Ariane-Rakete, Start 2008, zusammen mit Herrschel-Satellit ¨ ¨ sehr viel hohere Winkelauflosung
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
SDSS Planck Theorie
Planck
Nachfolger von WMAP, 1800 kg European Space Agency ESA Ariane-Rakete, Start 2008, zusammen mit Herrschel-Satellit ¨ ¨ sehr viel hohere Winkelauflosung jedoch: enorme Menge von Messdaten
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
SDSS Planck Theorie
WMAP-Detail
Temperaturschwankungen - Ausschnitt aus der WMAP-Karte ¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
SDSS Planck Theorie
Planck-Detail
Temperaturschwankungen- Wie Planck es sehen wird ¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
SDSS Planck Theorie
Dunkle Energie?
Dunkle Energie: Schlagwort fur ¨ den Λ-Term
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
SDSS Planck Theorie
Dunkle Energie?
Dunkle Energie: Schlagwort fur ¨ den Λ-Term 1 8πG Rik − gik R = 4 Tik + Λgik 2 c
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
SDSS Planck Theorie
Dunkle Energie?
Dunkle Energie: Schlagwort fur ¨ den Λ-Term 1 8πG Rik − gik R = 4 Tik + Λgik 2 c ¨ mit 73% zur Expansion des Kosmos bei! tragt
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
SDSS Planck Theorie
Dunkle Energie?
Dunkle Energie: Schlagwort fur ¨ den Λ-Term 1 8πG Rik − gik R = 4 Tik + Λgik 2 c ¨ mit 73% zur Expansion des Kosmos bei! tragt Virtuelle Teilchen/Antiteilchen-Paare? Nullpunktsenergie?
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
SDSS Planck Theorie
Dunkle Energie?
Dunkle Energie: Schlagwort fur ¨ den Λ-Term 1 8πG Rik − gik R = 4 Tik + Λgik 2 c ¨ mit 73% zur Expansion des Kosmos bei! tragt Virtuelle Teilchen/Antiteilchen-Paare? Nullpunktsenergie? ...oder noch exotischere Quanteneffekte?
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
SDSS Planck Theorie
Quantenfeldtheorie mit Gravitation! NATURWISSENSCHAFTLICH-MATHEMATISCHE FAKULTÄT DER RUPRECHT-KARL-UNIVERSITÄT HEIDELBERG
EINLADUNG zu der öffentlichen Antrittsvorlesung des Privatdozenten für Physik DR. PHIL. PETER HERTEL am Freitag, dem 19. Dezember 1969, 10 Uhr c. t., im Kleinen Hörsaal des Physikalischen Instituts, Philosophenweg 12 über das Thema
Quantentheorie der Schwerkraft DER DEKAN: Soergel
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
SDSS Planck Theorie
¨ Das Unverstandlichste am Universum ist, dass wir es verstehen ¨ konnen. ¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum
Materie Weltall Kosmologie Ausblick
SDSS Planck Theorie
¨ Danke furs ¨ Zuhoren!
[email protected] www.physik.uni-osnabrueck.de
¨ Osnabruck Peter Hertel - Universitat ¨
Das neue Bild vom Universum