Wyniki Pomiarów SN - Interpretacja w Kosmologii - Wstęp Kilka wzorów Odległość D L
Wyniki Pomiarów SN - Interpretacja w Kosmologii - Wstęp Kilka wzorów Odległość D L
description
Transcript of Wyniki Pomiarów SN - Interpretacja w Kosmologii - Wstęp Kilka wzorów Odległość D L
ŚWIERK mhs 2004 1
Wyniki Pomiarów SN - Interpretacja w Kosmologii -
Wstęp
Kilka wzorów
Odległość DL
Pomiar red shiftu
Dlaczego SN – kto pracuje -WYNIKI z SN
Promieniowanie ` reliktowe
Porównanie wyników
Podsumowanie
Koniec
ŚWIERK mhs 2004 2
O czym będzie mowa
Dec. 17, 1998 — The universe is not only expanding, but that
expansion appears to be speeding up.
And as if that discovery alone weren’t strange enough, it implies
that most of the energy in the cosmos is contained in empty space —
a concept that Albert Einstein considered but discarded as his
“biggest blunder.”
The new findings have been recognized as 1998’s top scientific
breakthrough by Science magazine.
http://www.msnbc.com/news/224520.asp?cp1=1
Wynik z 1998 r podsumowywał 10 lecie pracy zespół Supernova Cosmology Project (LRL) który opracował metodę znajdowania licznych SN
Podobnej metody użył zespół High-Z Supernova Search Team z Mount Stromlo i Siding Spring Observatories w Australii,
Zostały znalezione SN tak odległe, że obserwowane światło było z nich wyemitowane gdy Wszechświat był bardzo młody.
Celem badań odległych SN był pomiar zmian w rozszerzaniu się Wszechświata – dla zrozumienia jego rozwoju – początków, struktury i losu.
Zakładano, że pod wpływem grawitacji Wszechświat będzie się rozszerzał coraz wolniej.
Okazało się że Wszechświat przyspiesza - rozszerza się coraz
szybciej..
Członkowie Supernova Cosmology Project oraz High-Z Supernova Search zespołu otrzymali zgodne wyniki.
Używali dużych naziemnych teleskopów oraz HST (Hubble Space Telescope) i detektorów CCD.
Informacja o rozszerzaniu się Wszechświata pochodzi z pomiaru odległości dalekich obiektów i ich red shiftu.
Odległość gwiazdy jest mierzona poprzez pomiar jasności na Ziemi, jeżeli znana jest jej całkowita jasność.
Jest to wykonalne dla obiektów o znanej całkowitej jasności – czyli „standard candle”
Jako świec standardowych w omawianych pracach badano SN Ia (w galaktyce kilka wybuchów / 1000 lat, świecą przez kilka tygodni)
mierzono ich krzywą świetlności - zależność jasności od czasu (skala wielu dni)
Obserwacja Wszechświata
Podstawowym źródłem informacji jest promieniowanie elektromagnetyczne
Może być ono emitowane, pochłaniane, rozpraszane
Procesy emisji są przydatne dla zrozumienia warunków panujących w źródłach
Absorpcja pozwala na zrozumienie systemów położonych między źródłem i obserwatorem, nawet gdy nie emitują one promieniowania
Rozproszenie niesie informacje o środowiskach które emitują i absorbują promieniowanie.
może zmieniać długości fali - red (blue) shift - przesunięcie ku podczerwieni - mówi kiedy sygnał był wysłany
Rozwój Wszechświata
Wszechświat się powiększa i stygnie. Pomiar różnych epok, „dostęp” do danych o Wszechświecie
Promieniowanie reliktowe niesie informacje o bardzo młodym Wszechświecie, pochodzi z „last surface scattering”
W zakresie mierzonego „red shiftu” np. SN
http://www.astro.ucla.edu/~wright/BBhistory.html
CMB
3*105 lat
Red shift
60% wieku Wszechświata
Wiek Wszechświata
~13*109 lat
ŚWIERK mhs 2004 7
Wzory, wzory....
ŚWIERK mhs 2004 8
Równanie Friedmanna - index 0 oznacza teraz - czas obserwacji (B11/2)
Zależność parametru Hubbla od czynnika a – definiuje wymiar Wszechświata w czasie t, stosunek do dzisiejszego - a/a0
H2(t) = ((1/a)( da/dt))2
= 8 m G /3+8 r G /3 –k c2/a2 + c2/3
Wkład do gęstości Wszechświata od promieniowania (r), materii (m), stałej kosmologicznej (), krzywizny (k).
r - r0 = 8 G/3 * 0r
m - m08 G/3 * 0m
k k0 =kc2 /a02
V0 =8 G/3 * 0v
H2(t) = R0*(a/a0)-4 +M0 *(a/a0)-3 +k0 *(a/a0)-2 + v0 *(a/a0)0
Wkład od materiiI promieniowania
ŚWIERK mhs 2004 9
Dla opisu Wszechświata są używane mierzalne
a(t) z
oraz
t DL
Definicja gęstości krytycznej krytyczne = 3 H0 / 8 G
= / c + c2/3H02 B13/13
-1= kc2 / H02a2
zależność parametru Hubbla od z jest wielkością mierzalną - z=
r = r / kryt
m = m / kryt gęstość materii
k = kc
krzywizna czaso przestrzeni
v = c
stała kosmologiczna
H(z) = H0 * sqrt( r(1+z)4 + m (1+z)3 +k (1+z)2 + V )
gdzie H(z=0) = H0 oraz:
K = 1 - (V + r0 + m0 ) , korelacja
ŚWIERK mhs 2004 11
Pytanie
Jakie są parametry opisujące rozszerzanie się Wszechświata
Jak zmienia się promień Wszechświata w funkcji czasu
Odpowiedź
Należy wyznaczyć zależność
odległość źródła sygnału i
prędkość z jaką źródło się oddala od obserwatora
http://astronomy.swin.edu.au/sao/guest/bschmidt/
z zależy od t
Jasność obserwowana zależy od
http://astronomy.swin.edu.au/sao/guest/bschmidt/
m
jest funkcją z
DL
ŚWIERK mhs 2004 14
Odległość DL
Różne definicje odległości w kosmologii:
Comoving distance B 13/6
Proper distance
Angular diameter distance B12/8-9
Proper motion distance
interesuje nas
„luminosity distance” DL
ŚWIERK mhs 2004 15
Różne definicje odległości w kosmologii:
Interesuje nas „luminosity distance” DL
strumień maleje jak R –2 ,
F mierzony strumień
L strumień całkowity– musi być znany
definicja:
czyli DL = sqrt (L/4 F),
ŚWIERK mhs 2004 16
Jak się mierzy odległości DL - wiedza trudna i tajemna
Pomiar bezwzględny oraz względny-
paralaksa daje pomiar bezwzględny
Różne metody - w zależności od odległości pomiary (wyniki metod) zahaczają o siebie – znajomość odległości dalekich obiektów zależy od kalibracji poprzez bliskie obiekty
Odległości w naszej Galaktyce mierzone bezpośrednio przez „primary indicators”
„secondary inicator” kalibrowane przez pomiary (tutaj SN, Tully – Fischer relation)
astro.uchicago.edu/home/web/olinto/ courses/A18200/kawai/main.html
Pomiar odległości - Cosmic distance ladder B14/8
SN
ŚWIERK mhs 2004 18
Kilka definicji - jasność -B15/5
m – jasność obserwowana -niezgodna z intuicja im - większa wartość tym bledszy obiekt, m = -2.5 log10F + C dla 2 obiektów których mierzone strumienie wynoszą F1 i F2 różnica jasność m1 – m2 = -2.5 log 10(F1/F2)
M jasność absolutna M = m –5 log10 (DL / 10 pc) z def. M=m dla odległości 10 pc
M = 4.72 – 2.5 log10(L/LO)
Wartości jasność strumień związek
rzeczywiste M L M=-2.5log10(L)+C1
obserwowane m F = L / 4 DL 2 m=-2.5log10(F)+C2
m-M= -5 log10 DL (H0 , z, M, ) +25 [DL w Mpc]
ŚWIERK mhs 2004 19
m-M= -5 log10 DL (H0 , z, M, ) +25
Jeżeli znane jest (m, M oraz DL nie są niezalężne)
M
DL
z
m x=1-m ~a-3(1+w) w = P/(c2)
http://arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/0309/0309739.pdf str 23.
Można wyznaczyć
M,
H0 ,
ŚWIERK mhs 2004 20
Dla wyznaczenia M (odległe obiekty) potrzebne 2 założenia:
Istnieją obiekty które mogą być używanych jako „świece standardowe” tzn. M jest stałe!
właściwości tych obiektów nie zależą od odległości (czyli czasu emisji sygnału) - M dla małych z (bliskie źródła) pozostają niezmienione dla dużych z (odległe źródła).
Dodatkową komplikacją jest
Możliwości istnienia krzywizny czaso przestrzeni B14
Rozszerzania się Wszechświata co powoduje zmianę częstości strumienia światła emitowanego i obserwowanego
ŚWIERK mhs 2004 21
Związek między odległością DL (albo m-M) z redshiftem z
Inna jest częstość emitowana, a inna obserwowana - jest to komplikacja powodowana ekspansją Wszechświata -red shiftem – który zmienia
e = o (1+z) częstość e emisji o obserwacji
Widmo obserwowane nie jest już tym które było wyemitowane – jest przesunięte ku czerwieni – szczegóły:
F(o) = L( e) / 4 D2L = (1+z) L(o (1+z)) / 4 D2
L
Poprawka związana z tym efektem - K(z) B28/10, P#5.2
K(z, e,o) = Kij(z) jest skomplikowaną funkcją F()
mi(z) = 5 log (DL(z) /Mpc) +25 +Mj + Kij(z) P#5.2
ŚWIERK mhs 2004 22
Przesunięcie ku podczerwieni red shift z =
Dla uniknięcia konfuzji przypomnę – są 3 przyczyny red shiftu
Grawitacja
Efekt Dopplera
Kosmologia i to nas interesuje
Ciekawym i tajemnicze jest dla mnie jak się rozróżnia rodzaje (źródła) red shiftu.
ŚWIERK mhs 2004 23
Red shift powodowany przez grawitację B7/ 7-8
B 10 /5
B10/5-6
z = a(t0) / a(te) – 1 = ( 0 - e ) / e –1 = e
te czas emisji t0 obecnie
a(t0) / a(te) – jest miarą wzrostu Wszechświata w czasie wędrówki światła
Przesuniecie ku podczerwieni z = 0 / e –1 = /Zależność z, czasu emisji te, parametru Hubbla H(t), a
1/(1+z) = a /a0
Nie relatywistyczna a/a0 = (t/t0)2/3 H0(1+z)3/2
materia
promieniowanie a/a0 = (t/t0)1/2 H0(1+z)2
Próżnia a(t)~exp(H0t) H0=sqrt(0v)
chętnie jest używana (nie relatywistyczne i nie ścisłe) v = z c
ŚWIERK mhs 2004 27
Zakres w jakim znamy z
Najdalsza Super Nova ma z ~1.7 (z~1.7, SN1997ff).
Znane są quazary o z ~6.5
promieniowanie reliktowe pochodzi z z ~1000
jeżeli
t = 3*105 lat
t0 = 13*109 lat
dla promieniowania 1/(1+z) = a/a0 = (t/t0)1/2
ŚWIERK mhs 2004 28
Dlaczego SN Podobieństwo wybuchów SN Ia – świece standardowe, ale
Są to obiekty kapryśne, ponieważ:
rzadkie procesy kilka / 1000 lat/ galaktykę
Nieprzewidywalne - kiedy wybuchnie?
Należy zmierzyć ich krzywą świetlności F(t)
Kto pracuje
Jaka jest „strategia” szukania SN
wyniki – będzie mowa o SN Ia
ŚWIERK mhs 2004 29
Jak wyglądają wybuchy Super Novych
blaski i cienie :
ŚWIERK mhs 2004 30
Cienie
Często tak wygląda wybuch SN
ŚWIERK mhs 2004 31
ŚWIERK mhs 2004 32
Widać wybych SN
http://astron.berkeley.edu/~jcohn/chaut/sjha_pics.html
ŚWIERK mhs 2004 33
Piękno SN
SN 1994 D www.eso.org/~bleibund/talks/Texas_pub.ppt
ŚWIERK mhs 2004 34
NGC5371
ŚWIERK mhs 2004 35
Niezmiernie jasne wybuchy Supernowych - 2 typów procesów:
Typ SN Ia
Wybuch termojądrowy jądra C / O
Są to lekkie gwiazdy (m<8 m0)
W widmach nie mają linii H
Typ SN II, SN Ib, SN I c –fascynujące obiekty,
Zapadanie się grawitacyjne jądra Fe
Wybuchy ciężkich (m>8 m0) gwiazd
Pozostawiają gwiazdę neutronową lub czarną dziurę
99% energii wynoszą neutrina
Ale dzisiaj nie będzie o nich mowy...
ŚWIERK mhs 2004 36
wybuchy SN Ia - Białe Karły i Super Nove
Czy rozumiemy dlaczego SN Ia mogą być użyte jako świece standartowe?
Tzn mieć taka sama jasnośc M.
Podobieństwo wybuchów rodziny SN Ia, mimo różnic gwiazd z których
powstają, można prawdopodobnie wytłumaczyć.
Gwiazda podobna do Słońca (tzn lekka) zużywa paliwo w okresie 5 -
10*109 lat.
Wówczas się zapada, powstaje Biały Karzeł składający się zasadniczo z
C i O.
Grawitacja jest kompensowana przez ciśnienie zdegenerowanych
elektronów.
ŚWIERK mhs 2004 37
Biały Karzeł powoli stygnie..... Jeżeli jednak
jest blisko innej gwiazdy nadal spalającej paliwo jądrowe, a warunki są
odpowiednie (orbita, masa) strumień materii jest powoli gromadzony przez
Białęgo Karła, którego masa rośnie. (do granicy Chandrasekhara ~1.4 MO ).
Gwiazda staje się niestabilna (zapada się) i następuje wybuch termojądrowy.
Jest to wybuch SN Ia
Wydaje się że ten mechanizm powoduje zanikanie różnic związanych z
natura gwiazdy z której powstał Biały Karzeł i SN
Obserwowane krzywe świetlności oraz widma SN Ia są podobne
ŚWIERK mhs 2004 38
http://www.lbl.gov/Science-Articles/Archive/assets/images/2003/Sep-05-2003/PhysicsTodayArticle.pdf
Zrozumienie krzywych świetlności (zależność od czasu) SN Ia dla małych z
Porównanie krzywych świetlności wielu SN Ia
odległych SN
bliskich (małe z)
W układzie spoczynkowym SN
http://xxx.lanl.gov/PS_cache/astro-ph/pdf/0104/0104382.pdf
ŚWIERK mhs 2004 40
Opis rysunk z poprzedniego sliduu
ŚWIERK mhs 2004 41
Dygresja o rozszerzaniu się Wszechświata – skala ~10-15 sec do
106 sec
Szerokość krzywej świetlności w dana jest przez
• w=s(1+z) http://xxx.lanl.gov/PS_cache/astro-ph/pdf/0104/0104382.pdf
• dw/dz = 1.07+-.06, czyli 18różne od
• ds/dz = 0.05+-0.05
Rozszerzanie Wszechświata mierzy
• Red shift „micro” zegarem z okresem T = 2 × 10 -15 sec
• Krzywe świetlności SN Ia zegarem „macroskopowym” z okresem rzędu 4 tygodni T ~ 2.4 × 106 sec.
Rozszerzanie się Wszechświata -1 + z -jest konsystentne z czasami
które różnią się o 21 rzędów wielkości.
ŚWIERK mhs 2004 42
Współprace
potężne konsorcja
wykorzystujące teleskopy naziemne oraz HST
negocjujące o czas obserwacji
ŚWIERK mhs 2004 43
Współprace
niewielkie z: red shift w zakresie 0.01 - 0.1 Calan/Tololo Supernova
Search pracująca w Cerro-Tololo Inter American Observatory znakomita
analiza krzywych świetlności 30 nowych SN,
Badania SN Ia o dużych z kontrolują 2 grupy
High-Z SN Search (tutaj jest też Australia....Harvard)
Supernova Cosmological Project (Berkeley)
http://www.astro.utoronto.ca/~lilly/CFRS/conference/layman.html
High-Z SN Search (HZSNS) Cerro-Tololo Inter American
Observatory, Canada France Hawaii Telescope, HST, ESO 3.6n,
KECK, United Kingdom Infra Red telescope też na 4 200 na
Hawajach, Wisconcin Indiana Yale National Optical Astronomy
Observatory , Very Large Telescope należy do ESO jest w
północnym Chile
Supernova Cosmological Project (SCP) w Lawrence Berkeley
National Laboratory oraz Center for Particle Astrophysics Berkeley
- mierzyli SN w zakresie z>0.3
Jak przewidzieć i znaleźć wybuch SN
Zespół Supernova Cosmology Project
obserwował w bezksiężycowej części nieba dziesiątki tysięcy galaktyk
Powtórzenie takiej obserwacji po 3 tygodniach pokazywało na istnienie
kilkunastu jasnych obiektów – kandydatów na SN.." .
Zamawianie czasu na teleskopach/HST by mierzyć F = f(t)
Supernova Cosmological Project (SCP)
Strategia pomiaru i źródła informacji
http://www.lbl.gov/Science-Articles/Archive/assets/images/2003/Sep-05-2003/PhysicsTodayArticle.pdf
ŚWIERK mhs 2004 47
Naprawde tak to wygląda - Supernova 2004S, IAUC 8282 discovered 2004/02/03.542 by Perth Astronomical Research Group
For the year 2004, 27 supernovae have been reported (334 last year).
http://www.calsky.com/cs.cgi/Deep-Sky/9/1
http://www.rochesterastronomy.org/snimages/ brigtness
Wspaniały zbiór zdjęć SN
http://www.rochesterastronomy.org/snimages/
ŚWIERK mhs 2004 48
Jeszcze raz Po Co?
ŚWIERK mhs 2004 49
Podsumowanie problemu
• SN Ia mają podobną jasność bezwzględną, są doskonałymi świecami standartowymi
• Ich względna jasność mierzy odległość przebytą przez światło
• Red shift mierzy ekspansje Wszechświata
• Zależność DL (z) mówi jak ekspansja zależy od czasu
•Ta zależność jest czuła na M -
http://morgaine.mit.edu/~kburgess/www/wesleyanTalk.pdf
ŚWIERK mhs 2004 50
WYNIKI z SN
SN Ia powstaje w wyniku wybuchu termojądrowego stosunkowo
lekkiej gwiazdy (białego karła + materii). Moc wydzielana w wybuchu
pozwala na bardzo odległe obserwacje. Najdalsza obserwowana SNIa
ma z max =1.7..
przypominam: 1/(1+z) = a(t) / a(t0).
Przesunięte ku podczerwieni Światło z odległych galaktyk
(wyemitowane miliardy lat temu) niesie informację o strukturze dużo
mniejszego Wszechświata.
ŚWIERK mhs 2004 51
WYNIK
Jeżeli rozszerzanie się Wszechświata jest spowalniane przez
grawitację SN w odległych galaktykach powinny być jaśniejsze i
wydawać się bliższe niż wynikałoby to z ich red shfitu
Ale odległe SN są bledsze i wydają się być odleglejsze niż wynika to
z ich red shiftu
ŚWIERK mhs 2004 52
Obiekcje
Jeżeli SN są bledsze niż wynika to z ich red shiftu może być to związane z
obecnością pyłu międzygwiezdnego na drodze światła
nie zrozumiałej w tak długiej skali czasowej ewolucji SN
Kosmologii
Większe niż oczekiwane odległości mogą być (wyłącznie?) wynikiem przyspieszania rozszerzania się Wszechświata.
Pozostaje problem jaki wpływ na te pomiary ma krzywizna czaso przestrzeni
Bez omawiania – wyniki CMB wydają się wskazywać na to że czaso przestrzeń jest płaska (k=0)
http://snap.lbl.gov/brochure/redshift.html
Szereg wyników i analiz, wykresy podobnych wielkości zawsze
DL w funkcji z
lub M-m =f’(z)
Liniowość zależności Hubbla
v = H DL dla małych z
z=0.2 t=109 latWzg
lędn
a ja
snoś
ć
Wykres Hubbla analiza SCP (SN Cosmological Project)
Residua w odniesieniu do „pustego” Wszechświata
http://panisse.lbl.gov/
Wyniki z > 0.15
Supernova Cosmology Project
High z SN Search Team
ŚWIERK mhs 2004 57
Tonry et al. 2003
209 SNe Ia in one diagram
ŚWIERK mhs 2004 58
Podsumowanie wyników z SN
dla różnych z
małe z <0.1 : Dla bliskich SN stała Hubbla wynosi H0 =72+- 8 km/s/Mps zależność DL od z jest liniowa.
duże z (0.3 – 1.) : Krzywe świetlności dla SN z są zgodne z ekspansją przestrzeni (są „rozciągnięte”)–
porównanie dużych i małych z: Odległe SN pokazują wolniejszą zmianę w czasie od SN Ia o małych z, zgodnie z czynnikiem 1+z
Zmierzona zależność DL od z dla SN Ia wskazuje na obecne przyspieszanie ekspansji Wszechświata, przyczyną jest prawdopodobnie istnienie odpychającej czarnej energii (stała Einsteina)
http://arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/0309/0309739.pdf
ŚWIERK mhs 2004 59
Promieniowanie reliktowe
http://background.uchicago.edu/~whu/beginners/introduction.html
http://background.uchicago.edu/~whu/intermediate/intermediate.html
Krótka historia Wszechświata
KIEDY
CO SIĘ DZIEJE
Big Bang CMB
Jesteśmy tutaj
Kilka uwag o promieniowaniu reliktowym (CMB)
Pochodzi
z bardzo odległych czasów (t em ~ 3*105 lat) – wtedy powstały atomy i Wszechświat stał się przezroczysty dla promieniowania gamma.
z ogromnego z (~1000)
Własności
rozszerzanie Wszechświata powoduje red shift - zmianę 3000 0 2.70 K ~ mm – cm (obecnie obserwowane)
fotony CMB mają rozkład odpowiadający promieniowania ciała doskonale czarnego, ale...
ŚWIERK mhs 2004 62
problem• istnieje anizotropia T /T rzędu 10 –5 (T/T ~ 19mK)
• opis obserwacji przez l ~1/ (wielkość kątowa cieplejszego – gęstszego - obszaru)
• jak się wyznacza l i jaką niesie informacje
From temperature differences to anisotropies.
http://background.uchicago.edu/~whu/physics/tour.html
l rzędu 100
rzędu 10
ŚWIERK mhs 2004 64
W okresie rekombinacji ustala się fizyczna skala, informację o której niesie T/T w promieniowaniu reliktowym.
Wielkość kąta (l) odpowiadająca maksimum w rozkładzie l niesie informacje o krzywiźnie Wszechświata
http://morgaine.mit.edu/~kburgess/www/wesleyanTalk.pdf
Pomiar krzywizny Wszechświata
ŚWIERK mhs 2004 65
Czego uczy struktura CMB
First peak shows the universe is close to spatially flat
Constraints on the second peak indicate substantial amounts of dark baryons
Third peak will measure the physical density of the dark matter
Damping tail provides cinsistency check
Wiedza ok. 2000r – COBE, MAXIMA, BOOMERANG
ŚWIERK mhs 2004 66
Porównanie wyników
Stała Hubbla z różnych pomiarów
Łączne wyniki analizy i m
SN
CMB
Klustry galaktyk
ŚWIERK mhs 2004 67
http://www-supernova.lbl.gov/
Łączne wyniki z analizy
SN
CMB
Klustry galaktyk
Wartość parametrów
m = 0.3
m
podsumowanie historii rozszerzania się Wszechświata
Bardzo kształcący rysunek *) Parametry, dzisiaj
pokazuje związek między jesteśmy w punkcie
Czasem emisji te t0 = te = 0
Red shiftem z z=0
Względną jasnością identycznych (?) obiektów M=1
Czynnikiem skali a a0=1
*,
jest mierzona przez red shift SN (w płaskiej geometrii)
Jesteśmy tutaj
W tym obszarze gęstość materii hamuje ekspansję
Akceleracja próżni przeważa nad hamowaniem materii
ŚWIERK mhs 2004 70
Parametr wartość
Hubble constant H0 = 72 km . s-1 . Mpc-1
Cosmological Constant = 0.70
Matter m = 0.30
Baryonic matter b = 0.04
Dark matter CDM = 0.26 (teoria)
Curvature k = 0.00
Deceleration parameter q0 = - 0.55 (teoria)
http://nedwww.ipac.caltech.edu/level5/Sept02/Reid/Reid6.html
ŚWIERK mhs 2004 71
podsumowanie
Podsumowanie podsumowania
Dzisiaj
W przyszłości
Gdzie jesteśmy:
Podsumowanie – dzisiaj 1)
W ostatnich latach wybuchy SN stały się znakomitym narzędziem. pomiaru odległości pozagalaktycznych (zarówno SN II jak i SN Ia)
Precyzja pomiaru SNIa oraz ich jasność pozwoliły na pomiar rozszerzania się Wszechświata
Pomiar stałej Hubbla przy użyciu obu typów SN daje wartość ( z błędem ~ 10%) H0 = 70 km s-1 Mpc-1.
Dwa zespoły za pomocą SN Ia zmierzyły ekspansje Wszechświata w zakresie do ponad 60% jego wieku (look-back time).
Pomiar ten wskazuje na przyspieszający Wszechświat - tłumaczony przez istnienie stałej kosmologicznej (lub innej formy ciemnej energii) z równaniem stanu w = p / r = -1.
Wydaje się że niepewności systematyczne nie są dostatecznie duże by zmienić tę konkluzję.
Podsumowanie – przyszłość 2)
DOE (Departement of Energy) ustalił listę priorytetów dla urządzeń badawczych, jakie mają być realizowane w ciągu najbliższego 20 lecia (finansowanie!)
Near-Term Priorities
• Priority: 1 ITER is an international collaboration to build the first fusion science experiment capable of producing a self-sustaining fusion reaction, called a “burning plasma.”
• Priority: 2 UltraScale Scientific Computing Capability (USSCC) located at multiple sites willincrease by a factor of 100 the computing capability available to support open (as opposed to classified) scientific
• Priority: Tie for 3 Joint Dark Energy Mission (JDEM) The Facility: JDEM is a space-based probe, developed in partnership with NASA, designed to help understand the recently discovered mysterious “dark energy” which makes up more than 70 percent of the universe, and evidently causes its accelerating expansion. „first dedicated space based tool for the study of the accelerating Universe”
ŚWIERK mhs 2004 74
Podsumowanie 3) i ostatnie
Wszechświat w którym żyjemy
istnieje około13*109 lat,
jest Izotropowy i jednorodny przy dużych skalach
Jest płaski
rozszerza się coraz szybciej
w bardzo niewielkiej części (4%) składa się z obserwowanej materii barionowej
jest niewątpliwie fascynujący
http://nedwww.ipac.caltech.edu/level5/Sept02/Reid/Reid6.html
ŚWIERK mhs 2004 75
koniec koniec
koniec koniec
koniec koniec
konieckoniec
http://www-supernova.lbl.gov/
najlepszy fit
=0.7 M=0.3109
lat
http://arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/0302/0302209.pdf str 10
Obecne wartości stałej Hubbla
Zalezność T od parametrów
http://background.uchicago.edu/~whu/araa/node15.html
http://arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/0302/0302209.pdf
Rozrzut pkt w WMAP
ŚWIERK mhs 2004 81
http://background.uchicago.edu/~whu/cmbex.html
ŚWIERK mhs 2004 83
Kilka rysunków:
Czego uczy obserwacja
Acoustic peaks
Jak struktura zależy od parametrów opisujących Wszechświat ( k v m b )
Obserwacja
wynik
http://background.uchicago.edu/~whu/intermediate/intermediate.html
ŚWIERK mhs 2004 84
B. Leibudgut
ŚWIERK mhs 2004 85
Rozszerzanie się Wszechświata
ŚWIERK mhs 2004 86