Lär känna universum 2017 Peter Linde

Universums uppkomst: Big Bang teorin

• Universum expanderar (Hubbles lag)

• Kosmisk bakgrundsstrålning

• Fördelningen av grundämnen

Lär känna universum 2017 Peter Linde

Några kosmologiska frågor

1. Har universum alltid expanderat som idag eller fanns det en särskild “inflationsfas”?

2. Hur förändrades naturkrafterna och den tomma rymdens egenskaper strax efter Big Bang?

3. Vad är antimateria? Hur skapas det och hur förstörs det?

4. Varför ser vi så lite antimateria idag?

5. Vilka grundämnen skapades i det tidiga universum?

6. Hur bildades de första galaxerna?

7. Vad är den mörka energin?

8. Kan forskarna sätta ihop kvantteorin med Einsteins gravitationsteori (“theory of everything”)?

Lär känna universum 2017 Peter Linde

Planck fasen 10-43

GUT fasen 10-43-10-36

Inflations fasen 10-36-10-32

Elektrosvaga fasen 10-32-10--12

Kvark fasen 10-12-10-6

Hadron fasen 10-6-1 Lepton fasen 1 s-10 sFoton fasen 10 s-380000 år

Lär känna universum 2017 Peter Linde

Universum 380000 år

Bakgrundsstrålning på ca 3KFria elektroner rekombinerade med joner till atomerUniversum genomskinligt Temperaturfluktuationerna är direkt relaterade till kvantfluktuationer i densiteten i det mycket tidiga universum.Ett viktigt bevis för Big Bang teorin

Lär känna universum 2017 Peter Linde

Tidig historia

• Från början: Blandning av kvarkar och leptoner

• Efter 1/10000 sekund: Protoner och neutroner

bildas

• Efter ca 1 sekund: Atomkärnor bildas (väte och

helium)

• Efter 350 000 år: Atomer kan bildas (ca 3000 C)

• Ungefär samtidigt kommer ljuset ut I universum

Lär känna universum 2017 Peter Linde

Universums form

Lär känna universum 2017 Peter Linde

Inflation förklarar varför universum är nästan platt och varför bakgrundsstrålningen är nästan perfekt isotrop

Lär känna universum 2017 Peter Linde

De fyra naturkrafterna

Four basic forces—gravity, electromagnetism, the

strong force, and the weak force—explain all the

interactions observed in the universe

Lär känna universum 2017 Peter Linde

• Grand unified theories (GUTs) försöker sammanföra tre av de fyra naturkrafterna

• En “supergrand” enhetsteori skulle förklara alla fyra krafterna• GUTs antar att alla fyra krafterna var ekvivalenta strax efter Big Bang

Lär känna universum 2017 Peter Linde

Under inflationsfasen kom all massa och energi från själva vakuum

Lär känna universum 2017 Peter Linde

När det tidiga universum expanderade och kyldes ner så förintade huvuddelen av materia och antimateria varandra

Lär känna universum 2017 Peter Linde

Lär känna universum 2017 Peter Linde

Simulering av hur stora strukturer bildas från ursprungliga täthethetsfluktuationer

Lär känna universum 2017 Peter Linde

Galaxer bildades från täthets-fluktuationer i det tidiga universum

Lär känna universum 2017 Peter Linde

Modeller med mörk energi och mörk materia kan belysa verkliga observationer av universum

Lär känna universum 2017 Peter Linde

Den mörka energin!

• Ny upptäckt

• Universum har en accelererande expansion

• Mäts med hjälp av observationer av supernovor

• Verkar som en antigravitation

• Finns f n ingen fysikalisk förklaring

Lär känna universum 2017 Peter Linde

Strängteorin

Lär känna universum 2017 Peter Linde

Har universum 11 dimensioner?

• Från sk sträng teori

förefaller det som att

universum kan ha 11

dimensioner. Sju av

dem är “infällda”

• Denna ide kan vara

stöd för tanken på

alternativa universa.

Lär känna universum 2017 Peter Linde

Parallella universa

Lär känna universum 2017 Peter Linde

Max Tegmarks multiversum

• Nivå 1: En oändlig samling universa.

• Nivå 2: Ett oändligt antal multiversa samlade.

• Nivå 3: Ett nytt universum skapas för varje händelse som inträffar.

Det finns således till exempel ett oändligt antal universa, där Sovjetunionen vann kalla

kriget, där axelmakterna vann andra världskriget, eller rentav där centralmakterna vann

första världskriget, och sedan olika universa för alternativa påföljder och påföljdernas

påföljder. Ett universum, där dinosaurierna aldrig dog ut, är ett annat exempel.

• Nivå 4: För varje sak som kunde ha hänt, så skapas det miljontals nya universum, alla med olika upplägg.