gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru
DESCRIPTION
Přednášky z moderní fyziky 18.11.2010. Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru. David Heyrovský Ústav teoretické fyziky MFF UK , Praha. Plán přednášky. Temná hmota ve vesmíru – proč? kde? - gravitační účinek na pohyb astrofyzikálních objektů - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/1.jpg)
Gravitační čočky
a temná hmota vesmíru
David Heyrovský Ústav teoretické fyziky MFF UK, Praha
Přednášky z moderní fyziky
18.11.2010
![Page 2: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/2.jpg)
Plán přednášky
Temná hmota ve vesmíru – proč? kde?
- gravitační účinek na pohyb astrofyzikálních objektů
Gravitační účinek hmoty na průchod světla
- gravitační čočkování silné a slabé
Mapování rozložení temné hmoty slabým čočkováním
![Page 3: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/3.jpg)
![Page 4: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/4.jpg)
M33
Spirální galaxie - měření orbitální rychlosti v disku
NRAO (2001)
![Page 5: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/5.jpg)
Corbelli & Salucci (2000)
Rωv
R/GMv
Rotační křivka spirální galaxie
![Page 6: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/6.jpg)
Rotační křivky spirálních galaxií
Kaufmann & Freedman (1999)
![Page 7: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/7.jpg)
![Page 8: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/8.jpg)
Eliptické galaxie – měření rychlostního rozptylu
Shu (1982)
![Page 9: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/9.jpg)
Abell 1689 optický snímek (Hubbleův dalekohled)
![Page 10: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/10.jpg)
Kupy galaxií – měření rychlostního rozptylu
Agu
erri
et a
l. (2
007)
![Page 11: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/11.jpg)
Abell 1689 rentgenový snímek (družice Chandra)
![Page 12: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/12.jpg)
Abell 1689
![Page 13: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/13.jpg)
kinematika galaxií a kup galaxií
ohyb světla (galaxie, kupy galaxií, kosmol. rozložení hmoty)
anizotropie mikrovlnného reliktního záření
nukleosyntéza po Big Bangu
kosmologické simulace vzniku struktury
etc.
Astrofyzikální indikátory temné hmoty
![Page 14: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/14.jpg)
Průchod světla gravitačním polem
0Newtonovská gravitace + nehmotné fotony:
d
M
dc
GM2
4Einsteinova Obecná teorie relativity:
![Page 15: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/15.jpg)
Gravitační čočka
LDc
GM2
4)( jednoduchá čočka:
čočková rovnice S
LS
D
D
poloha obrazů proE ||0
2
2
4
1
2
10
β
θEA,B
A
MDS
DLS
DL
α
θ
β
B
sDDc
GMD
L
LSE 2
4 Einsteinův
poloměr
22E
![Page 16: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/16.jpg)
viděno na nebi
![Page 17: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/17.jpg)
CASTLeS http://cfa-www.harvard.edu/~bmcleod/castle.html
![Page 18: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/18.jpg)
Kvasar 0957+561
(Walsh, Carswell, Weymann 1979)
http://www.astr.ua.edu/keel/agn/q0957.html
![Page 19: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/19.jpg)
http://cfa-www.harvard.edu/castles/Individual/Q0957.html
![Page 20: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/20.jpg)
![Page 21: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/21.jpg)
http://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/1990/20/image
![Page 22: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/24.jpg)
![Page 25: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/25.jpg)
![Page 26: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/26.jpg)
![Page 27: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/27.jpg)
silné čočkování – pozorování násobných obrazů zdroje
(Č: galaxie, kupa galaxií; Z: kvasar, galaxie)
slabé čočkování – měření deformace hlavního obrazu zdroje
(Č : kupa galaxií, větší struktury; Z: galaxie)
mikročočkování – pozorování časově proměnného zjasnění
(Č : hvězda, hvězdná soustava; Z: hvězda, kvasar)
Režimy gravitačního čočkování
![Page 28: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/28.jpg)
Lokální chování čočkové rovnice
/11 /22 /11 /22 /12
1 1
2 2( ), cos(2 ) ( ), sin(2 )
parametry popisující lokální chování:
konvergence
shear
fáze
čočková rovnice:
gravitační potenciál
plošná hustota hmoty
![Page 29: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/29.jpg)
Slabé čočkování
1
1
)1(
)1(
b
a
Schneider (2005)
1,
211
1
a
bpoloosy poměr
Postup při mapování hmoty:
měření γ -> výpočet ψ -> výpočet κ -> získání plošné hustoty
![Page 30: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/30.jpg)
http://www.cita.utoronto.ca/~hoekstra/lensing.html
![Page 31: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/31.jpg)
Will
iam
son
et a
l. (2
008)
![Page 32: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/32.jpg)
http://www.cita.utoronto.ca/~hoekstra/lensing.html
![Page 33: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/33.jpg)
1E0657-551E0657-558: opticky8: opticky
![Page 34: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/34.jpg)
1E0657-551E0657-558: rentgen ... „Bullet cluster8: rentgen ... „Bullet cluster””
![Page 35: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/35.jpg)
![Page 36: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/36.jpg)
Clowe et al. (2006)
![Page 37: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/37.jpg)
Clowe et al. (2006)
![Page 38: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/38.jpg)
![Page 39: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/39.jpg)
σ/m < 0,7 cm2 g-1
Randall et al. (2008)
animace: http://chandra.harvard.edu/photo/2006/1e0657/bullet_lg.mpg
![Page 40: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/40.jpg)
MACS J0025.4-1222 ... „Baby bullet clusterMACS J0025.4-1222 ... „Baby bullet cluster””
σ/m < 4 cm2 g-1
Bradač et al. (2008)
![Page 41: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/41.jpg)
Abell 520 ... „Cosmic train wreckAbell 520 ... „Cosmic train wreck””
![Page 42: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/42.jpg)
![Page 43: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/43.jpg)
animace: http://imgsrc.hubblesite.org/hu/db/videos/hs-2007-17-a-high_quicktime.mov
![Page 44: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/44.jpg)
Cosmic shear
= slabé čočkování kosmologickým rozložením hmoty
http://apod.nasa.gov/apod/ap080330.html
![Page 45: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/45.jpg)
COSMOS (Massey et al. 2007)
WL + fotometrické redshifty
3-D mapování hmoty
![Page 46: Gravita ční čočky a t emn á hmota vesmíru](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062517/568138fa550346895da0af79/html5/thumbnails/46.jpg)