goru Će teme u astrofizici
DESCRIPTION
GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI. Bojan Arbutina Katedra za astronomiju Matematičkog fakulteta Univerziteta u Beogradu a rbo @ math.rs. nerešeni problemi u astrofizici - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/1.jpg)
GORUĆE TEME
U ASTROFIZICIBojan Arbutina
Katedra za astronomiju Matematičkog fakulteta Univerziteta u Beogradu
![Page 2: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/2.jpg)
• nerešeni problemi u astrofizici
• gama bljeskovi, asimetrične supernove, gravitacioni kolaps, maksimalna masa neutronske zvezde (Openhajmer-Volkovljeva granica)...
• poreklo rotacije nebeskih tela, poreklo inercije...
• “...gurnuti krupne konceptualne probleme pod tepih i nastaviti sa računanjem!”
• problem Sunčevih neutrina
• Seiffert et al. “Interpretation of the Extragalactic Radio Background” (arXiv: 0901.0559v1)
• 5 odabranih!
![Page 3: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/3.jpg)
![Page 4: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/4.jpg)
Supernove Ia
![Page 5: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/5.jpg)
• SN Ia: nemaju linije H (Si II, = 615.0 nm), standardne sveće, M = -19
• SN 1006, Tiho Brahe, Kepler
• termonuklearna eksplozija belog patuljak U TDS (1D)
• sudar (DD od eng. Double Degenerate)?
O1.4
![Page 6: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/6.jpg)
O2.4
• projekat SPY (ESO Supernovae Ia Progenitors surveY (Ralph Napiwotzki et al. 2001, 2003; Gijs Nelemans et al. 2005)
• Nearby Supernova Factory (Richard Scalzo et al. 2010, arXiv: 1003.2217v3): SN 2007if
• Marat Gilfanov & Akos Bogdan, 2010, Nature, 463, 924 “An upper limit on the contribution of accreting white dwarfs to the type Ia supernova rate”
• 1D <5% u galaksijama ranog spektralnog tipa!
![Page 7: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/7.jpg)
![Page 8: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/8.jpg)
Kosmičko zračenje visokih energijavrlo
![Page 9: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/9.jpg)
• kosmičko zračenje - otkrio Victor Hess 1912, kada je primetio da se elektroskop u balonu mnogo brže razelektriše nego na Zemlji. Ovu pojavu je pripisao nepoznatom “kosmičkom zračenju”. Za ovo otkriće dobio je Nobelovu nagradu 1936.
• Sunčevo “zračenje”, galaktičko (ostaci supernovih – udarni talasi, amplifikacija magnetnog polja, ubrzanje čestica, sinhrotronsko zračenje)
• kosmičko zračenje visokih energija – vangalaktičko?
![Page 10: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/10.jpg)
faktor ime simbol
1024 yotta Y
1021 zetta Z
1018 exa E
1015 peta P
1012 tera T
109 giga G
106 mega M
103 kilo k
102 hecto h
101 deka da
faktor ime simbol
10-1 deci d
10-2 centi c
10-3 milli m
10-6 micro µ
10-9 nano n
10-12 pico p
10-15 femto f
10-18 atto a
10-21 zepto z
10-24 yocto y
SI prefiksi
• “Oh-My-God particle” (aluzija na “God particle”), E~1020 eV
• GZK-granica (Greisen–Zatsepin–Kuzmin) – interakcija sa mikrotalasnim pozadinskim zračenjem (Cosmic Microwave Background, CMBR), d < 50 Mpc
• Zevatroni (Zev)
• AGN, raspad tamne materije?
![Page 11: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/11.jpg)
• Fly’s Eye
• Akeno Giant Air Shower Array (Agasa) – 11 “događaja” za 10 god.
• High Resolution Fly's Eye Experiment (HiRes)
• Pierre Auger Observatory – korelacija sa AGN
• Fermi Gamma-ray Space Telescope (lansiran 11. juna 2008. godine)
![Page 12: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/13.jpg)
Gravitacioni talasi
![Page 14: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/14.jpg)
• Opšta teorija relativnosti – analogno slučaju ubrzanih naelektrisanih tela koja emituju elektromagnetnetalase, ubrzana masivna tela emituju gravitacione talase
• dvojni pulsar PSR B1913+16 – otkrili Russell Hulse & Joseph Taylor, Jr. 1974 godine. Za ovo otkriće dobili su i Nobelovu nagradu 1993.
![Page 15: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/15.jpg)
- amplituda
- frekvencija = 2x orbitalna frekvencija
- masa “cvrkuta” (eng. chirp)
• nekoliko projekata je u toku: LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory), GEO600, TAMA300 i VIRGO, ili u pripremi (LIGO2, LISA – Laser Interferometer Space Antenna).
• dvojne neutronske zvezde (gama bljeskovi), crne rupe (~1 kHz)?
• direktna detekcija (Joseph Weber 1970-tih?)
![Page 16: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/16.jpg)
LIGO
Virgo
LISA
(planirana za 2018, Lisa Pathfinder - jun 2011. god)
![Page 17: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/17.jpg)
Rejonizacija
![Page 18: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/18.jpg)
• Veliki prasak (Big Bang), pre oko 13.7 milijardi godina!
• Plankova era
• prva tri minuta
• primordijalna nukleo-sinteza
• rekombinacija ~ 380 000 god. (z ~1100) - CMBR
• “Mračni srednji vek” (Dark Ages)
• “Renesansa”, formiranje strukture, prve zvezde, prve galaksije
• rejonizacija!
s01 ~ 43-5
c
hGP
![Page 19: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/19.jpg)
• Kada se odigrala?
• QSO: Ly-šuma, Gunn-Petersonov efekat – kraj rejonizacije
• Sloan Digital Sky Survey (SDSS): z~6
• Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) – anizotropije CMBR (sekundarne, nakon rekombinacije, usled rasejanja na slob. e-):
11<z<30 (korekcija: 7<z<11)
• HI, =21 cm (LOFAR, SKA)
• Šta su izvori?
• AGN, QSO, kakva je funkcija raspodele, da li ih ima dovoljno?
• prve zvezde (Pop III, super-masivne, super-luminozne), hipernove (ili pair instability SN)?
![Page 20: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/20.jpg)
![Page 21: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/21.jpg)
Tamna materija i tamna energija
![Page 22: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/22.jpg)
• deo istog problema?
• tamna materija (dark matter) – prvi dokazi: rotacione krive spiralnih galaksija
• nagovestio Fritz Zwicky 1934. (“nedostajuća masa” u jatima galaksija), najzaslužnija za otkriće Vera Rubin (1970-tih)
• vrela, topla ili hladna (HDM, WDM,
CDM)
• neutrini, MACHO, crne rupe, braon patuljci
• nebarionska: axions, WIMPs, …
• MOND!
• VIRGOHI21, M/L~1000, dark galaxy; ultra-slabi sateliti Mlečnog puta otkriveni 2007 (Keck)
• gravitaciona sočiva, sudari galaksija
![Page 23: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/23.jpg)
Bullet cluster, 1E 0657-556(HST, Chandra)
vreo gas + tamna materija
![Page 24: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/24.jpg)
• tamna energija = kosmološka konstanta?
• Fridmanove jednačine (Fridmanovi modeli, 1920-tih)
• Hablova posmatranja – širenje svemira, Ho, qo>0
• High-z Supernova Team (Adam Riess et al. 1998), Supernova Cosmology Project (Saul Perlmutter et al. 1999), Boomerang (1990-tih) – ubrzanje svemira, qo<0
• energija vakuuma, negativni pritisak
• E/ Evac ~ 10-120 ?
• skalarno polje (kvintesencija, fantomska energija)
de Sitter-ov univerzum
![Page 25: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/25.jpg)
• WMAP, SDSS (primarne anizotropije CMBR, barionske akustične oscilacije (BAO) - raspodela galaksija)
• Supernova Legacy Survey (Gemini, VLT, Keck), Higher-z Supernova Team (HST)
• CDM-model
• Kowalski et al. (2008) – “Union”• Amanullah et al. (arXiv: 1004.1711v1) – “Union2”
![Page 26: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/26.jpg)
Plank (lansiran 14. maja 2009)
SNAP (planiran pre 2020)
LISA
• Plank, SNAP, LSST, Pan-STARRS…
![Page 27: GORU ĆE TEME U ASTROFIZICI](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062315/56815270550346895dc0a043/html5/thumbnails/27.jpg)
HVALA NA PAŽNJI !